KR101358020B1 - 아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치 - Google Patents

아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치로서, 배선된 전선에 연결하여 전선에 흐르는 부하 전류에 포함된 신호를 검출하는 센서부(100); 검출된 신호에서 아크고장 신호만을 얻기 위해 필터링하는 필터부(200); 필터부(200)에서 출력된 임펄스 파형을 구형파 펄스로 변환하는 신호변환부(300); 신호변환부(300)으로부터 입력된 신호 중에서 유해 아크와 정상 아크를 구별하고 판단하는 판단부(400); 판단부에서 판단한 결과를 LCD창(510)에 출력하는 표시부(500); 및 사용자와 장치 간의 인터페이스를 제공하는 조작부(600)를 포함하되, 필터부(200)는, 센서부(100)로부터 전달되는 신호 중에서 아크고장 신호를 검출하기 위하여 DC성분과 저주파수 성분을 차단 및 감쇠시키는 DC 블록킹 회로 모듈(210); DC 블록킹 회로 모듈(210)을 통한 신호 중에서 저주파수 영역의 신호를 필터링하는 1차 고역통과 필터 회로 모듈(220); 1차 고역통과 필터 회로 모듈(220)을 통한 신호를 받아 이득이 유한한 증폭을 하며 완충기 역할을 하는 유한이득 증폭기 회로 모듈(230); 유한이득 증폭기 회로 모듈(230)을 통한 신호를 받아 천이대역을 좁히고 필터 차수를 높이는 2차 능동 RC 교역통과필터 모듈(240); 2차 능동 RC 교역통과필터 모듈(240)를 통한 신호 중에서 고주파수 영역의 신호를 필터링하는 1차 저역통과 필터 회로 모듈(250); 및 1차 저역통과 필터 회로 모듈(250)을 통한 신호를 받아 천이대역을 좁히고 필터 차수를 높이는 2차 능동 RC 저역통과필터 회로 모듈(260)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 유해아크 신호와 정상아크 신호를 구별하고 처리하고, 센서부ㅇ판단부ㅇ표시부 등을 통합 제어할 수 있는 통합 알고리즘을 통하여 아크고장ㅇ누전ㅇ전압/전류를 분석할 수 있고, 결과적으로 아크고장 위험도를 백분율로 나타내어 사용자가 편리하게 아크고장 정도를 알 수 있도록 함으로써, 누전차단기로 예방할 수 없는 아크로 인한 전기화재를 사전에 예방하는 효과가 있다.

Description

아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치{PORTABLE DEVICE FOR DETECTING ARC FAULT SIGNAL AND ELECTRIC LEAKAGE SIGNAL}
본 발명은 전기화재 예방을 위하여 무정전으로 아크고장 및 누전을 진단하는 휴대용 장치에 관한 것으로 더욱 상세하게는, 가정용 주택 또는 화재 위험 취약 지역에서 발생하는 전기화재를 예방하고 전기화재 점유율을 감소시키기 위해 배선된 전선의 신호를 검출하여 아크고장 신호를 정상아크와 구분하고 진단하는 기술과 해당 기술을 이용한 휴대용 장치에 관한 것이다.
1976년 KS 4613 누전차단기(ELB) 관련 국내표준이 제정되어 주택의 인입구에는 감전사고와 전기화재 예방을 위하여 누전차단기 설치를 법으로 규정하고 있다. 그러나 누전차단기는 과전류 및 누설전류를 차단하는 장치로써 감전사고를 예방하는 효과는 크지만, 정상영역에서 발생하는 아크에 의한 전기화재는 전혀 예방할 수 없다. 이러한 이유로 국내 전기화재 점유율은 더 이상 감소되지 못하고 한계에 머물러 있다.
미국, 캐나다 등의 선진국에서는 전기화재예방을 위해 2002년 1월 1일부터 일반 주택에 아크차단기(AFCI) 설치를 의무화하였고, 2008년부터는 주택의 욕실과 부엌 등 감전사고 위험이 높은 회로를 제외한 모든 회로에 아크차단기를 사용하고 있다. 이러한 조치로 전기화재 점유율이 20%대에서 10% 이하까지 감소하였고 아크차단기 확대 설치 필요성을 인식하게 되었다. 최근에는 태양광설비, 이동용 캠핑카, 조립식 건물 등에 이르기까지 아크차단기 설치를 확대하고 있다. 즉 전기화재 예방은 아크차단기가 담당하고, 감전 사고는 누전차단기가 담당하도록 규정이 개정되고 있다.
전기화재를 예방하기 위해서는 아크 발생에 대한 사전 점검을 할 수 있는 진단장치가 반드시 필요하다. 전기화재의 원인인 아크는 접촉 불량이 발생한 장소에서 간헐적으로 장시간 지속되는 특성을 갖고 있으며 이에 따라 시간이 지나면서 접촉저항이 변화된다. 건축물 혹은 벽속에 매설되어 있는 선로의 경우, 접촉저항의 변화를 파악할 수 있는 방법이 없다. 이러한 부분을 해소하기 위해서는 휴대용 아크고장 및 누전 위치 검출 및 진단장치를 이용하여 주기적으로 옥내 배선을 점검하여야 한다. 그런데 실제 일반 주택이나 빌딩들에 배선 구조는 매우 복잡하고 다양하며 실제 지하 공동구 혹은 빌딩의 공동구에서 아크가 발생된다 하더라고 그것을 확인하고 검증하기는 매우 어려운 것이 현실이다. 그러므로 아크가 발생하였을 때의 조건들을 확인하고 그것이 실제 전기아크에 의한 것인지 아니면 오작동에 의한 것인지 확인하고 판별하는 것이 절대적으로 필요하다고 할 수 있다.
접촉불량, 누전 등이 발생할 경우에는 아크를 동반하기 때문에 전기화재의 원인이 된다. 아크차단기는 이러한 전기화재의 원인이 되는 아크 신호를 검출하여 차단함으로써 전기화재를 예방하는 장치이다. 그러나 일반적 아크차단기는 오동작 등의 이유로 5A 이상의 전류가 차단기를 통하여 흘러야만 아크고장을 검출할 수 있다. 따라서 이런 제한을 극복하여 0.5A 정도의 낮은 전류에서 발생되는 아크를 모니터링하고 검출함으로써 선로상의 낮은 직렬아크를 명확하게 검출할 수 있고 선로상의 순간 전류와 전압, 미세 누설전류들을 모니터링할 수 있어서 선로 상태를 전반적으로 점검할 수 있는 장치가 필요하다. 이를 위해 국외 AFCI를 국내에 적용할 경우, 주택에서 사용하는 전선, 배선방식, 접지 등의 환경 차이로 그 효과를 확신하기 어려운 실정이다.
이러한 이유로 가정용 주택 또는 화재 위험 취약 지역 배선에서 발생하는 누전과 아크고장을 동시에 진단하고, 누전과 아크고장이 발생하는 위치를 검출할 수 있으며 운용을 간편하게 할 수 있는 '아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치'에 대한 수요가 있다.
한편, 한국등록특허 제10-0996627호는 아크 센서가 적용된 고압/저압 배전반 시스템에 관한 것으로서, 고압 전원이나 저압 전원을 처리하는 배전반에서 보호계전기와 연동하며 아크를 최단시간에 탐지하여 차단기에 감지신호(트립 신호)를 보내 차단시간을 단축함으로써 아크 사고로부터 전력설비를 보호하기 위한 기술이 개시된바 있다.
그러나, 배선의 다양한 위치에서 발생하는 누전과 아크고장을 동시에 진단할 수 없으며 운용이 배전반으로 제한되어 있고 시간의 변화에 따른 아크신호 정보를 축적하여 분석하는 것이 불편하다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은, 아크 신호 중에서 유해아크 신호를 구별하는 알고리즘을 통하여 아크고장 및 누전의 위치를 검출하고 발생여부를 진단하며 아크고장 위험도를 사용자가 알 수 있도록 함으로써, 기존의 누전차단기로 예방할 수 없는 아크로 인한 전기화재를 사전에 예방하는 데 사용되는 장치를 휴대용으로 개발하는 데 그 목적이 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치는, 배선된 전선에 연결하여 전선에 흐르는 부하 전류에 포함된 신호를 검출하는 센서부(100); 검출된 신호에서 아크고장 신호만을 얻기 위해 필터링하는 필터부(200); 필터부(200)에서 출력된 임펄스 파형을 구형파 펄스로 변환하는 신호변환부(300); 신호변환부(300)으로부터 입력된 신호 중에서 유해 아크와 정상 아크를 구별하고 판단하는 판단부(400); 판단부에서 판단한 결과를 LCD창(510)에 출력하는 표시부(500); 및 사용자와 장치 간의 인터페이스를 제공하는 조작부(600)를 포함하되, 필터부(200)는, 센서부(100)로부터 전달되는 신호 중에서 아크고장 신호를 검출하기 위하여 DC성분과 저주파수 성분을 차단 및 감쇠시키는 DC 블록킹 회로 모듈(210); DC 블록킹 회로 모듈(210)을 통한 신호 중에서 저주파수 영역의 신호를 필터링하는 1차 고역통과 필터 회로 모듈(220); 1차 고역통과 필터 회로 모듈(220)을 통한 신호를 받아 이득이 유한한 증폭을 하며 완충기 역할을 하는 유한이득 증폭기 회로 모듈(230); 유한이득 증폭기 회로 모듈(230)을 통한 신호를 받아 천이대역을 좁히고 필터 차수를 높이는 2차 능동 RC 교역통과필터 모듈(240); 2차 능동 RC 교역통과필터 모듈(240)를 통한 신호 중에서 고주파수 영역의 신호를 필터링하는 1차 저역통과 필터 회로 모듈(250); 및 1차 저역통과 필터 회로 모듈(250)을 통한 신호를 받아 천이대역을 좁히고 필터 차수를 높이는 2차 능동 RC 저역통과필터 회로 모듈(260)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 발명에 따르면, 유해아크 신호와 정상아크 신호를 구별하고 처리하고, 센서부·판단부·표시부 등을 통합 제어할 수 있는 통합 알고리즘을 통하여 아크고장·누전·전압/전류를 분석할 수 있고, 결과적으로 아크고장 위험도를 백분율로 나타내어 사용자가 편리하게 아크고장 정도를 알 수 있도록 함으로써, 누전차단기로 예방할 수 없는 아크로 인한 전기화재를 사전에 예방하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치의 구성을 도시한 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치의 외형.
도 3은 본 발명에 따른 센서부의 클램프 CT의 입력전류 출력전압의 특성 (60Hz, 1kΩ).
도 4는 본 발명에 따른 센서부의 클램프 CT의 주파수 특성 곡선 (1mA, 1kΩ).
도 5는 본 발명에 따른 필터부의 아크고장 검출 필터 회로도.
도 6은 본 발명에 따른 수은램프의 정상상태와 아크고장 상태를 측정한 파형과 입력전류, 아크전압 및 클램프 CT에 의해 검출된 전압신호.
도 7은 본 발명에 따른 수은램프의 정상상태와 아크고장 상태의 필터부 출력을 측정한 파형과 입력전류, 아크전압 및 클램프 CT에 의해 검출된 전압신호.
도 8은 본 발명에 따른 신호변환부의 펄스폭 조절 회로도.
도 9는 본 발명에 따른 수은램프의 정상상태와 아크고장 상태에서 측정한 구형파 펄스의 파형과 입력전류, 아크전압, 필터 출력신호 및 펄스폭 변환회로 출력신호.
도 10은 본 발명에 따른 판단부의 누설전류 검출 회로도.
도 11는 본 발명에 따른 판단부의 누설전류 검출 회로도에서 A 지점 및 leakage-A 입력 파형.
도 12은 본 발명에 따른 판단부의 누설전류 검출 회로도에서 A 지점 및 leakage-B 입력 파형.
도 13는 본 발명에 따른 판단부의 부하전류 검출 회로도.
본 발명의 구체적인 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에 관련된 공지 기능 및 그 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는, 그 구체적인 설명을 생략하였음에 유의해야 할 것이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치는, 배선된 전선에 연결하여 전선에 흐르는 부하 전류에 포함된 신호를 검출하는 센서부(100); 검출된 신호에서 아크고장 신호만을 얻기 위해 필터링하는 필터부(200); 필터부(200)에서 출력된 임펄스 파형을 구형파 펄스로 변환하는 신호변환부(300); 신호변환부(300)으로부터 입력된 신호 중에서 유해 아크와 정상 아크를 구별하고 판단하는 판단부(400); 판단부에서 판단한 결과를 LCD창(510)에 출력하는 표시부(500); 및 사용자와 장치 간의 인터페이스를 제공하는 조작부(600)를 포함하여 구성되며, 조작부(600)은 다시 조작스위치(610), 전원스위치(620) 및 미니 USB 포트(630)를 포함하여 구성된다. 구체적으로 외부에 보이는 모습인 외형은 도2와 같다.
이하, 본 발명에 따른 아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치의 세부구성에 대해 살피면 아래와 같다.
구체적으로, 센서부(100)는 아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치의 눈과 같은 역할을 하는 부분으로서 부하 전류에 포함된 모든 신호를 검출한다. 본 발명에서는 센서로 휴대가 간편한 클램프 CT를 선정하였는데, 클램프 CT는 고주파 아크를 측정할 수 있는 속응성, 클램프 형태로써 사용 편리성, 많은 장소에서 사용이 가능한 범용성 등의 특성이 있다. 코어의 재질은 페라이트이며 크기는 가정용 분전반 및 산업용 분전반에서 사용되는 전선 굵기를 고려하여 아크고장 및 누설전류 측정이 용이하고 신뢰성이 확보된 크기로서 55 X 45㎜로 정하였다. 클램프 CT는 계측기 몸체와 전선 등으로 연결할 필요가 없으며 사용 시 편리하고 내구성 우수하며 휴대용으로 적합한 장점이 있다. 일반적으로 클램프 CT는 전력 기기로써 전류, 누설전류 등을 측정하기 위하여 사용되고 있으나 본 발명에서는 아크고장 신호를 정확히 검출하기 위하여 특별한 설계를 적용하였다. 개발된 클램프 CT는 도 3과 같이 저전류 아크고장 신호를 정확히 검출할 수 있도록 저전류에서 선형성을 유지할 수 있도록 하였으며 대전류에서도 포화되지 않도록 하였다. 즉, 500mA 저전류 아크고장 신호에서도 정밀도가 유지되며 대전류인 150A 전류 범위까지 측정 가능하도록 하였다. 일반적으로 전력기기로 사용되는 누설전류계의 코어는 니켈(Ni) 80%를 사용하고 차폐 쉴드는 니켈(Ni) 45% 또는 실리콘스틸(Fesi)을 사용한다. 그러나 본 발명에서 사용되는 클램프 CT의 코어와 쉴드는 니켈(Ni) 80% 재질을 사용하였다. 아크고장 신호에는 고주파수 성분이 포함되기 때문에 고주파수 특성이 우수한 코어를 사용하여야 한다. 일반적으로 페라이트 코어는 철심 코어 또는 니켈코어에 비하여 고주파수 특성이 우수하다. 그러나 내구성이 약하고 온도에 따른 출력 특성의 변화가 크게 발생한다. 따라서 본 발명에서는 니켈 80% 코어를 사용하여 페라이트 코어 특성을 개선하였으며 가로 자기장 열처리를 통하여 도 4와 같이 고주파수 특성이 우수하도록 개발하였다.
또한, 필터부(200)는 아크고장 신호의 특징을 판단할 수 있도록 도 5와 같이 클램프 CT를 이용하여 검출한 전류 중에서 설계된 필터를 통하여 아크고장 신호를 검출하는 필터 회로이다. 필터 회로는 고역통과 필터와 저역통과 필터로 구성되며 최종 출력은 대역통과 필터 특성을 갖는다.
필터부(200) 중에서, 도 5의 (a)영역에 해당하는 DC 블록킹 회로 모듈(210)은, 센서부(100)로부터 전달되는 신호 중에서 아크고장 신호를 검출하기 위하여 DC성분과 저주파수 성분을 차단 및 감쇠시키며 제너다이오드를 이용하여 일정 크기로 신호로 제한한다. 도 5의 (b)영역에 해당하는 1차 고역통과 필터 회로 모듈(220)은, DC 블록킹 회로 모듈(210)을 통한 신호 중에서 저주파수 영역의 신호를 필터링한다. 도 5의 (c)영역에 해당하는 유한이득 증폭기 회로 모듈(230)은, 1차 고역통과 필터 회로 모듈(220)을 통한 신호를 받아 이득이 유한한 증폭을 하며 완충기 역할을 한다. 도 5의 (d)영역에 해당하는 2차 능동 RC 고역통과필터 모듈(240)은, 유한이득 증폭기 회로 모듈(230)을 통한 신호를 받아 천이대역을 좁히고 필터 차수를 높인다. 도 5의 (e)영역에 해당하는 1차 저역통과 필터 회로 모듈(250)은, 2차 능동 RC 교역통과필터 모듈(240)를 통한 신호 중에서 고주파수 영역의 신호를 필터링한다. 도 5의 (f)영역에 해당하는 2차 능동 RC 저역통과필터 회로 모듈(260)은, 1차 저역통과 필터 회로 모듈(250)을 통한 신호를 받아 천이대역을 좁히고 필터 차수를 높인다.
도 6은 센서부(100)인 클램프 CT로부터 측정된 신호를 나타내고 있으며, 수은램프의 정상상태와 아크고장 상태를 측정한 파형이며 입력전류, 아크전압, 클램프 CT에 의해 검출된 전압신호이다. 아크고장이 발생할 경우, 센싱되는 신호가 일그러지는 현상이 나타남을 알 수 있다.
도 7은 아크고장 신호를 검출하기 위하여 본 발명의 필터부(200)를 통과한 출력 신호를 나타내고 있으며, 수은램프의 정상상태와 아크고장 상태의 필터 출력을 측정한 파형이며 입력전류, 아크전압, 필터 출력 신호이다. 도 7의 (a)와 같이 정상상태에서는 필터 출력 신호가 발생되지 않으며, 도 7의 (b)와 같이 아크고장이 발생할 경우에는 필터부(200)를 통과한 출력 신호에 아크고장 신호에 의한 임펄스 형태의 파형이 발생됨을 알 수 있다.
그리고, 신호변환부(300)는 필터부(200)에서 출력된 임펄스 파형을 구형파 펄스로 변환한다. 도 8은 신호변환부(300)의 회로도이다. 증폭기의 입력에 가장 큰 진폭으로 궤환되는 주파수에서 발생하며 직렬 R-C회로에 궤환되는 아주 낮은 주파수에 대해서는 C가 개방 회로가 되어 증폭기로 들어가는 전압(Vin)은 아주 작은 값을 가지게 된다. 궤환신호 주파수의 증가와 더불어 Vin은 점차 증가하다가 병렬 캐패시터 C가 단락회로가 되면 Vin이 첨두값을 가지게 되며 이 값은 Vout이 Vin과 0 위상변이가 되는 주파수에서만 발생하게 된다. 히스테리시스회로와 RC 시정수에 의하여 구형파 펄스폭을 조절하여 판단부(400)의 마이크로프로세서(MCU)에 입력될 수 있도록 한다.
도 9는 신호변환부(300)에 의하여 아크고장 임펄스 신호가 구형파 펄스 신호로 변환되어 나타나는 것을 알 수 있다. 도 9는 수은램프의 정상상태와 아크고장 상태에서 측정한 구형파 펄스 파형이며 입력전류, 아크전압, 필터 출력 신호, 펄스폭 변환회로 출력 신호이다. 도 9 (a)에서와 같이 정상상태에서는 필터 출력 신호가 발생되지 않으며 펄스폭 변환 회로의 출력도 나타나지 않음을 알 수 있으며, 도 9 (b)와 같이 아크고장이 발생할 경우에는 필터 출력에 아크고장 신호가 발생되며 펄스폭 변환회로에서도 구형파 펄스가 발생됨을 알 수 있다.
그리고, 판단부(400)는 신호변환부(300)으로부터 입력된 신호 중에서 유해 아크와 정상 아크를 구별하고 판단한다. 이때, 아크고장 신호 존재 여부 및 판단 알고리즘은 마이크로프로세서에 의해 수행되나, 본 발명이 이에 국한되는 것은 아니다. 마이크로프로세서는 8bit 20㎒ 주파수를 갖고 내부에 Analog to Digital Converter(ADC)를 보유한 마이컴이다. 내부에 메모리 기능을 갖고 있어 아크 고장 발생 시, 아크고장 신호의 크기를 저장할 수 있다. 아크 신호 검출 판단에 있어서 중요한 부분은 반복적인 특성이다. 일회적인 아크신호 입력은 순시적인 스위치 아크 혹은 부하의 일시적인 동작 특성으로 분류되며 반복적인 아크 신호 발생으로 유해아크와 정상아크로 분류할 수 있다. 판단부에서는 이러한 반복적인 특성을 이용하여 아크 차단 여부를 판단한다.
도 10은 아크고장으로 인해 발생하는 누전상태를 판단하고 누설전류를 검출하는 회로이다. 누설전류의 국내 기준은 30㎃ 이상 누설이 발생되었을 경우 0.03초 이내에 차단하도록 하고 있다. 누설전류 검출 회로는 기본적으로 네 부분으로 나눌 수 있고, ZCT의 기본원리인 누설전류가 발생하면 ZCT에서 선로에 흐르는 전류의 불균형으로 자속이 변화가 발생하여 전류가 흐르게 되는 원리를 이용하여 누설전류를 검출하는 회로이다. 첫 번째 부분은 ZCT에서 검출된 신호를 받아들이는 부분이다. 두 번째 부분은 검출회로에서 MCU를 사용하기 때문에 입력된 신호들을 MCU에서 입력 받을 수 있는 신호 레벨로 변환하는 부분이다. 세 번째는 입력받은 신호가 누설전류의 기준인 30mA 이상 흐르는 전류인지를 판단하는 부분이다. 그리고 네 번째는 MCU에서 신호를 분석하는 부분이다. 누설전류가 발생하면 A 지점에서는 도 11, 도 12과 같은 파형이 나타나고, B 지점과 C 지점에서는 도 11, 도 12와 같이 구형파 형태로 나타난다. 따라서 구형파 펄스폭의 크기에 따라 누설전류의 크기를 알 수 있다.
도 13은 부하전류 검출을 위한 회로이다. 부하 전류 검출의 경우에는 아크 발생 시 발생된 전류에 대한 모니터링을 수행하는 부분이다. 아크고장 제거시간 시험(clearing time test)의 차단시간의 특성은 전류가 높을수록 화재로 발전되는 가능성이 많기에 낮은 전류에서는 1초, 높은 전류에서는 0.1초라는 시간을 설정한다. 아크고장 검출 회로에서는 아크 발생 시 전류를 측정하고 전류의 변화를 검출한다. 부하 전류 검출 회로는 세 부분으로 나뉘어 있다. 첫 번째, 병렬 저항 부분으로 CT의 측정 범위를 선정한다. 두 번째, RC-low pass filter 부분으로서 센서에서 측정하는 노이즈 성분을 제거하기 위해서 사용되어진다. 세 번째, 병렬 커패시터 부분은 고조파를 제거 하기위한 부분으로 MCU로 입력신호를 전달하게 된다.
이상으로 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 설명하고 도시하였지만, 본 발명은 이와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용에만 국한되는 것이 아니며, 기술적 사상의 범주를 일탈함이 없이 본 발명에 대해 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 그러한 모든 적절한 변경 및 수정과 균등 물들도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주되어야 할 것이다.
100: 센서부 200: 필터부
210: DC 블록킹 회로 모듈 220: 1차 고역통과 필터 회로 모듈
230: 유한이득 증폭기 회로 모듈 240: 2차 능동 RC 교역통과필터 모듈
250: 1차 저역통과 필터 회로 모듈
260: 2차 능동 RC 저역통과필터 회로 모듈
300: 신호변환부 400: 판단부
500: 표시부 600: 조작부
610: 조작 스위치 620: 전원 스위치
630: 미니 USB 포트

Claims (3)

  1. 아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치에 있어서,
    배선된 전선에 연결하여 전선에 흐르는 부하 전류에 포함된 신호를 검출하는 센서부(100);
    상기 검출된 신호에서 아크고장 신호만을 얻기 위해 필터링하는 필터부(200);
    상기 필터부(200)에서 출력된 임펄스 파형을 구형파 펄스로 변환하는 신호변환부(300);
    상기 신호변환부(300)으로부터 입력된 신호 중에서 유해 아크와 정상 아크를 구별하고 판단하는 판단부(400);
    상기 판단부에서 판단한 결과를 LCD창(510)에 출력하는 표시부(500); 및
    사용자와 장치 간의 인터페이스를 제공하는 조작부(600)를 포함하되,
    상기 필터부(200)는,
    상기 센서부(100)로부터 전달되는 신호 중에서 아크고장 신호를 검출하기 위하여 DC성분과 저주파수 성분을 차단 및 감쇠시키는 DC 블록킹 회로 모듈(210);
    상기 DC 블록킹 회로 모듈(210)을 통한 신호 중에서 저주파수 영역의 신호를 필터링하는 1차 고역통과 필터 회로 모듈(220);
    상기 1차 고역통과 필터 회로 모듈(220)을 통한 신호를 받아 이득이 유한한 증폭을 하며 완충기 역할을 하는 유한이득 증폭기 회로 모듈(230);
    상기 유한이득 증폭기 회로 모듈(230)을 통한 신호를 받아 천이대역을 좁히고 필터 차수를 높이는 2차 능동 RC 교역통과필터 모듈(240);
    상기 2차 능동 RC 교역통과필터 모듈(240)를 통한 신호 중에서 고주파수 영역의 신호를 필터링하는 1차 저역통과 필터 회로 모듈(250); 및
    상기 1차 저역통과 필터 회로 모듈(250)을 통한 신호를 받아 천이대역을 좁히고 필터 차수를 높이는 2차 능동 RC 저역통과필터 회로 모듈(260)을 포함하는 것을 특징으로 하는 아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 센서부(100)는,
    고주파 아크를 측정할 수 있는 속응성, 클램프 형태로써 사용하는 편리성을 갖는 클램프 CT를 이용하며,
    상기 클램프 CT 코어의 재질은 페라이트이고,
    상기 클램프 CT의 크기는 아크고장 및 누설전류 측정이 용이한 55 X 45㎜로 하는 것을 특징으로 하는 아크고장 신호 존재 여부와 누전 여부를 진단하는 휴대용 장치.
  3. 삭제
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