KR102240497B1 - 시간 전류 곡선을 공차 적용의 기준으로 하여 상용로그 특성에 따른 상용로그 해석을 통해 동작시간을 산출하는 시스템 및 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 상용로그 특성을 가지는 시간전류곡선(TCC)이 공차 적용의 기준이 되는 동작시간 산출 시스템에 있어서, 해당 설비의 허용 오차인 공차를 설정하는 공차 설정부; 상기 해당 설비의 기준 TCC를 기준으로 상기 공차를 적용하여 허용 가능한 범위의 한계에 해당하는 제 1 TCC 또는 제 2 TCC를 생성하는 TCC 생성부; 상기 기준 TCC에 입력되는 인가 전류값을 설정하는 전류 설정부; 및 상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC에서 상기 인가 전류값에 해당하는 동작시간을 각각 산출하는 동작시간 산출부를 포함하고, 상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC는, 상기 기준 TCC가 상기 공차의 최소 또는 최대 범위만큼 평행이동되어 생성되며, 상기 동작시간 산출부는 상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC의 상용로그 특성을 고려하여 상기 동작시간을 산출함으로써 상기 해당 설비의 상기 공차 범위에서 동작 가능한 시간을 산출하는 동작시간을 산출함으로써, 정확한 동작시간을 산출하는 것이 가능하고 소내전력계통을 정확하게 설계 및 엔지니어링 할 수 있으며, 유사시 회로 건전성을 확보하여 불시정지로 인한 경제적 손해를 예방할 수 있는 장점이 있는 것을 특징으로 한다.

Description

시간 전류 곡선을 공차 적용의 기준으로 하여 상용로그 특성에 따른 상용로그 해석을 통해 동작시간을 산출하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD FOR CALCULATING OPERATING TIME THOUGH COMMERCIAL LOG ANALYSIS ACCORDING TO COMMERCIAL LOG CHARACTERISTICS ON THE BASIS OF THE TIME CURRENT CURVE BASED ON TOLERANCE}
본 발명은 동작시간을 산출하는 시스템 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시간 전류 곡선의 상용로그 특성을 이용하여 설비의 동작시간을 산출하는 시스템 및 방법에 관한 것이다.
시간 전류 곡선(Time-Current Curve, TCC)은 시간과 전류의 관계를 나타낸 곡선으로, 특정 크기의 전류에서 퓨즈가 개방되는 시간을 나타낸 그래프이다. TCC는 상용로그스케일 기반으로 플로팅되며, 전류가 클수록 회로 퓨즈 개방에 소요되는 시간이 줄어든다.
한편, 동작시간이란 계전기 기타 전자기구의 권선에 전류를 통한 순간부터 그 기구가 소정의 기능을 다하기까지의 시간을 이른다. 스위칭 소자에서 입력이 주어지면서부터 스위치가 켜짐 또는 꺼짐이 될 때까지의 시간으로, 장치 또는 시스템의 가동률을 구할 때 필요한 데이터이다.
MCCB(배선용 회로 차단기)나 FUSE 등의 경우 제작사가 제시하는 시간 전류 곡선에 수직선으로 플롯팅한 시험전류값을 기준으로 공차(±10%, ±20% 등)를 적용하여 대략적으로 동작시간을 확인한다. 그러나, 시험전류값을 기준으로 시간 전류 곡선에 공차를 적용하는 것은 시간 전류 곡선의 상용로그적 특성을 고려하지 않은 것으로, 동작시간이 부정확하게 산출될 수 있는 문제가 있다.
본 발명은 시간 전류 곡선의 상용로그 특성을 해석하여 설비의 동작시간을 산출하는 시스템 및 방법에 관한 것으로서, 해당 설비의 공차적용 기준을 시간 전류 곡선으로 함으로써, 정확한 동작시간을 산출하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상용로그 특성을 가지는 시간전류곡선(TCC)이 공차 적용의 기준이 되는 동작시간 산출 시스템에 있어서, 해당 설비의 허용 오차인 공차를 설정하는 공차 설정부; 상기 해당 설비의 기준 TCC를 기준으로 상기 공차를 적용하여 허용 가능한 범위의 한계에 해당하는 제 1 TCC 또는 제 2 TCC를 생성하는 TCC 생성부; 상기 기준 TCC에 입력되는 인가 전류값을 설정하는 전류 설정부; 및 상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC에서 상기 인가 전류값에 해당하는 동작시간을 각각 산출하는 동작시간 산출부를 포함하고, 상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC는, 상기 기준 TCC가 상기 공차의 최소 또는 최대 범위만큼 평행이동되어 생성되며, 상기 동작시간 산출부는 상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC의 상용로그 특성을 고려하여 상기 동작시간을 산출함으로써 상기 해당 설비의 상기 공차 범위에서 동작 가능한 시간을 산출하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 인가 전류값은, 10n과 10n+1 범위 사이의 값인 경우, 하기 [수학식 1]에 따른 연산으로 산출하는 것을 특징으로 한다.
[수학식 1]
Figure 112019084539317-pat00001
여기서, x는 인가 전류값을 의미하고, A는 10n에서 인가 전류값까지의 길이를 의미하며, B는 10n에서 10n+1 까지의 길이를 의미한다.
바람직하게, 상기 제 1 TCC는, 상기 기준 TCC의 허용 범위 중 허용최소규격에 해당하는 TCC이고, 상기 제 2 TCC는, 상기 기준 TCC의 허용 범위 중 허용최대규격에 해당하는 TCC인 경우, 상기 기준 TCC와 상기 제 1 TCC의 수평 거리는 하기 [수학식 2]에 따른 연산으로 산출하고, 상기 기준 TCC와 상기 제 2 TCC의 수평 거리는 하기 [수학식 3]에 따른 연산으로 산출하는 특징으로 한다.
[수학식 2]
Figure 112019084539317-pat00002
여기서, α는 기준 TCC와 제 1 TCC의 수평 거리를 의미하고, x는 인가 전류값을 의미하며, m은 공차를 의미한다. m은 퍼센트 단위이다.
[수학식 3]
Figure 112019084539317-pat00003
여기서, β는 기준 TCC와 제 2 TCC의 수평 거리를 의미하고, x는 인가 전류값을 의미하며, m은 공차를 의미한다. m은 퍼센트 단위이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상용로그 특성을 가지는 시간전류곡선(TCC)이 공차 적용의 기준이 되는 동작시간 산출 방법에 있어서, (a) 해당 설비의 허용 오차를 설정하는 공차 설정 단계; (b) 상기 해당 설비의 기준 TCC를 기준으로 상기 공차를 적용하여 허용 가능한 범위의 한계에 해당하는 제 1 TCC 또는 제 2 TCC를 생성하는 TCC 생성 단계; (c) 상기 기준 TCC에 입력되는 인가 전류값을 설정하는 전류 설정 단계; 및 (d) 상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC에서 상기 인가 전류값에 해당하는 동작시간을 각각 산출하는 동작시간 산출 단계를 포함하고, 상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC는, 상기 기준 TCC가 상기 공차의 최소 또는 최대 범위만큼 평행이동되어 생성되며, 상기 동작시간 산출 단계는, 상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC의 상용로그 특성을 고려하여 상기 동작시간을 산출함으로써 상기 해당 설비의 상기 공차 범위에서의 동작 가능한 시간을 산출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 특정 설비의 허용 범위에 해당하는 동작시간을 산출함에 있어서, 시간 전류 곡선을 공차의 적용 기준으로 한다. 시간 전류 곡선은 상용로그스케일 형태이다. 그러나, 이러한 상용로그의 그래프적 특성을 고려하지 않고 시험전류값을 공차 적용기준으로 한다면, 산출되는 동작시간이 부정확할 수 있다. 그러나, 시간 전류 곡선을 공차의 적용 기준으로 하는 본 발명에 따르면, 상용로그의 특성을 고려하므로 정확한 동작시간을 산출하는 것이 가능하다. 본 발명에 따라 산출된 동작시간은 정확하므로 설비의 동작 불발 위험이 낮고, 그에 따른 계통 및 주변기기에 심각한 피해를 유발시키지 않는 장점이 있다. 또한, 소내전력계통을 정확하게 설계 및 엔지니어링 할 수 있고, 유사시 회로 건전성을 확보하여 불시정지로 인한 경제적 손해를 예방할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동작시간 산출 시스템의 구성도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시간 전류 곡선을 공차 적용의 기준으로 하여 시간 전류 곡선을 해석하는 그래프를 나타낸다.
도 3은 발명의 실시예에 따른 동작시간 산출 방법의 설비의 동작시간 산출 과정을 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들에 기재된 내용들을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 다만, 본 발명이 예시적 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일 참조부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부재를 나타낸다.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해 질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동작시간 산출 시스템(1)의 구성도를 나타낸다.
동작시간 산출 시스템(1)은 시간 전류 곡선(TCC)을 공차 적용의 기준으로 할 수 있다. 동작시간 산출 시스템(1)은 해당 설비의 자체 TCC를 공차 적용의 기준으로 하여, 인가 전류값에 대해 허용되는 오차범위에 따른 동작시간을 상용로그 해석을 이용하여 산출할 수 있다.
도 1를 참조하면, 동작시간 산출 시스템(1)은 공차 설정부(11), TCC 생성부(13), 전류 설정부(15), 동작시간 산출부(17)를 포함할 수 있다. 본 구성은 설명의 편의를 위하여 정의된 것으로 실제 물리적으로 구분되지 않고 통합 구현되어도 무방하다.
공차 설정부(11)는 해당 설비의 허용 오차를 설정할 수 있다. 공차는 해당 설비의 성질 또는 종류에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
TCC 생성부(13)는 해당 설비 자체의 TCC를 기준 TCC로 공차를 적용하여, 허용 가능한 범위의 한계에 해당하는 제 1 TCC 또는 제 2 TCC를 생성할 수 있다. 제 1 TCC 또는 제 2 TCC는, 기준 TCC가 공차의 최소 또는 최대 범위만큼 평행이동되어 생성될 수 있다. 제 1 TCC는 기준 TCC의 허용 범위 중 허용 최소규격에 해당하는 TCC 일 수 있고, 제 2 TCC는 기준 TCC의 허용 범위 중 허용 최대규격에 해당하는 TCC 일 수 있다.
전류 설정부(15)는 기준 TCC에 입력되는 인가 전류값을 설정할 수 있다. 인가 전류값은 전류값이 10nA와 10n+1A 범위 사이의 값인 경우, [수학식 1]에 따른 연산을 통해 산출할 수 있다.
[수학식 1]
Figure 112019084539317-pat00004
여기서, x는 인가 전류값을 의미하고, A는 10n에서 인가 전류값(x)까지의 길이를 의미하며, B는 10n에서 10n+1까지의 길이를 의미한다.
이때, A를 수식으로 나타내면 다음 [수식 1]과 같이 나타낼 수 있다.
[수식 1]
A =
Figure 112019084539317-pat00005
또한, 기준 TCC와 제 1 TCC의 수평 거리는 [수학식 2]에 따른 연산으로 산출할 수 있다.
[수학식 2]
Figure 112019084539317-pat00006
여기서, α는 기준 TCC와 제 1 TCC의 수평 거리를 의미하고, x는 인가 전류값을 의미하며, m은 공차를 의미한다. m은 퍼센트 단위이다.
예를 들어, 공차가 20 퍼센트인 경우, 제 1 TCC는 기준 TCC으로 20 퍼센트의 공차가 적용된 만큼 왼쪽으로 평행이동한다. 이때, 기준 TCC와 제 1 TCC의 수평 거리인 α는 다음 [수식 2]와 같이 나타낼 수 있다.
[수식 2]
Figure 112019084539317-pat00007
기준 TCC와 제 2 TCC의 수평 거리는 [수학식 3]에 따른 연산으로 산출할 수 있다.
[수학식 3]
Figure 112019084539317-pat00008
여기서, β는 기준 TCC와 제 2 TCC의 수평 거리를 의미하고, x는 인가 전류값을 의미하며, m은 공차를 의미한다. m은 퍼센트 단위이다.
예를 들어, 공차가 20 퍼센트인 경우, 제 2 TCC는 기준 TCC으로 20 퍼센트의 공차가 적용된 만큼 오른쪽으로 평행이동한다. 이때, 기준 TCC와 제 2 TCC의 수평 거리인 β는 다음 [수식 3]과 같이 나타낼 수 있다.
[수식 3]
Figure 112019084539317-pat00009
동작시간 산출부(17)는 인가 전류값에 해당하는 제 1 TCC 또는 제 2 TCC의 동작시간을 산출할 수 있다. 동작시간 산출부(17)는 제 1 TCC 또는 제 2 TCC의 상용로그 특성에 따른 상용로그 계산을 통해 동작시간을 산출할 수 있다. TCC는 상용로그스케일 기반으로 플로팅되어 있어 상용로그 성질 이해를 바탕으로 TCC를 해석하여 동작시간을 산출하여야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 시간 전류 곡선을 공차 적용의 기준으로 하여 시간 전류 곡선을 해석하는 그래프를 나타낸다.
동작시간 산출 시스템(1)에서 공차 적용의 기준이 되는 TCC는 상용로그스케일 기반으로 플로팅되어 있으므로 상용로그 성질 이해를 바탕으로 TCC를 해석하여 동작시간을 산출하여야 한다.
동작시간 산출 프로세스
1. 제작사의 카다로그나 매뉴얼 등을 통해 TCC 그래프를 확보하고 해당 품목의 동작시간의 공차를 확인한다.
2. 품목의 동작시험을 위한 인가
전류값을 선정한 후 공차를 적용한 전류값을 함께 플로팅하고 TCC 그래프를 해석한다.
3. 상용로그 성질을 바탕으로 기준 TCC와 제 1 TCC의 수평 거리인 α값을 산출하고, 기준 TCC와 제 2 TCC의 수평 거리인 β값을 산출한다.
4. 산출된 α, β값을 이용하여, TCC 그래프에서 해당 품목의 최소값동작시간과 최대값 동작시간을 산출한다.
5. 상용로그 성질을 바탕으로 한 상용로그 계산로직 또는 TCC Digitizing을 통해 해당 품목의 인가
전류값에서의 동작시간을 산출한다.
도 3은 발명에 따른 다른 실시예로서, 해당 설비의 동작시간이 산출되는 과정을 나타낸다. 동작시간 산출 시스템(1)에서 허용 오차를 설정하는 (a)단계, 2개의 TCC를 생성하는 (b)단계, 인가 전류값을 설정하는 (c)단계, 동작시간을 산출하는 (d)단계를 포함할 수 있다.
(a)단계는 해당 설비의 허용 오차를 설정하는 단계를 의미한다. (b)단계는 기준 TCC를 기준으로 공차를 적용하여 허용 가능한 범위의 한계에 해당하는 제 1 TCC 또는 제 2 TCC를 생성하는 단계를 의미한다. (c)단계는 기준 TCC에 입력되는 인가 전류값을 설정하는 전류 설정 단계를 의미한다. (d)단계는 인가 전류값에 해당하는 제 1 TCC 또는 제 2 TCC의 동작시간을 산출하는 동작시간 산출 단계를 의미한다. 제 1 TCC 또는 제 2 TCC는 기준 TCC가 공차의 최소 또는 최대 범위만큼 평행이동되어 생성되며, 동작시간 산출 단계는, 제 1 TCC 또는 제 2 TCC의 상용로그 특성에 따른 상용로그 계산을 통해 동작시간을 산출하는 것을 특징으로 하여, 기준 TCC를 기준으로 하여 인가 전류값에 대해 허용되는 오차범위에 따른 동작시간을 상용로그 해석을 이용하여 산출할 수 있다. (a) 내지 (d)단계는 전술한 동작시간 산출 시스템(1)의 실시예에서 수행되는 과정을 나타낸 것으로 각 단계의 의미와 의의를 전술한 바, 중복 설명은 생략한다.
이상에서 대표적인 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다. 그러므로 본 발명의 권리 범위는 설명한 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 특허청구범위와 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태에 의하여 정해져야 한다.
1: 동작시간 산출 시스템
11: 공차 설정부
13: TCC 생성부
15: 전류 설정부
17: 동작시간 산출부

Claims (4)

  1. 상용로그 특성을 가지는 시간전류곡선(TCC)이 공차 적용의 기준이 되는 동작시간 산출 시스템에 있어서,
    해당 설비의 허용 오차인 공차를 설정하는 공차 설정부;
    상기 해당 설비의 기준 TCC를 기준으로 상기 공차를 적용하여 허용 가능한 범위의 한계에 해당하는 제 1 TCC 또는 제 2 TCC를 생성하는 TCC 생성부;
    상기 기준 TCC에 입력되는 인가 전류값을 설정하는 전류 설정부; 및
    상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC에서 상기 인가 전류값에 해당하는 동작시간을 각각 산출하는 동작시간 산출부 를 포함하고,
    상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC는,
    상기 기준 TCC가 상기 공차의 최소 또는 최대 범위만큼 평행이동되어 생성되며,
    상기 동작시간 산출부는 상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC의 상용로그 특성을 고려하여 상기 동작시간을 산출함으로써 상기 해당 설비의 상기 공차 범위에서 동작 가능한 시간을 산출하는 동작시간 산출 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 인가 전류값은,
    10n과 10n+1 범위 사이의 값인 경우, 하기 [수학식 1]에 따른 연산으로 산출하는 것을 특징으로 하는 동작시간 산출 시스템.
    [수학식 1]
    Figure 112019084539317-pat00010

    여기서, x는 인가 전류값을 의미하고, A는 10n에서 인가 전류값까지의 길이를 의미하며, B는 10n에서 10n+1 까지의 길이를 의미한다.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 TCC는,
    상기 기준 TCC의 허용 범위 중 허용최소규격에 해당하는 TCC이고,
    상기 제 2 TCC는,
    상기 기준 TCC의 허용 범위 중 허용최대규격에 해당하는 TCC인 경우,
    상기 기준 TCC와 상기 제 1 TCC의 수평 거리는 하기 [수학식 2]에 따른 연산으로 산출하고,
    상기 기준 TCC와 상기 제 2 TCC의 수평 거리는 하기 [수학식 3]에 따른 연산으로 산출하는특징으로 하는 동작시간 산출 시스템.
    [수학식 2]
    Figure 112019084539317-pat00011

    여기서, α는 기준 TCC와 제 1 TCC의 수평 거리를 의미하고, x는 인가 전류값을 의미하며, m은 공차를 의미한다. m은 퍼센트 단위이다.
    [수학식 3]
    Figure 112019084539317-pat00012

    여기서, β는 기준 TCC와 제 2 TCC의 수평 거리를 의미하고, x는 인가 전류값을 의미하며, m은 공차를 의미한다. m은 퍼센트 단위이다.
  4. 상용로그 특성을 가지는 시간전류곡선(TCC)이 공차 적용의 기준이 되는 동작시간 산출 방법에 있어서,
    (a) 해당 설비의 허용 오차를 설정하는 공차 설정 단계;
    (b) 상기 해당 설비의 기준 TCC를 기준으로 상기 공차를 적용하여 허용 가능한 범위의 한계에 해당하는 제 1 TCC 또는 제 2 TCC를 생성하는 TCC 생성 단계;
    (c) 상기 기준 TCC에 입력되는 인가 전류값을 설정하는 전류 설정 단계; 및
    (d) 상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC에서 상기 인가 전류값에 해당하는 동작시간을 각각 산출하는 동작시간 산출 단계를 포함하고,
    상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC는,
    상기 기준 TCC가 상기 공차의 최소 또는 최대 범위만큼 평행이동되어 생성되며,
    상기 동작시간 산출 단계는, 상기 제 1 TCC 또는 상기 제 2 TCC의 상용로그 특성을 고려하여 상기 동작시간을 산출함으로써 상기 해당 설비의 상기 공차 범위에서의 동작 가능한 시간을 산출하는 동작시간 산출 방법.
KR1020190100902A 2019-08-19 2019-08-19 시간 전류 곡선을 공차 적용의 기준으로 하여 상용로그 특성에 따른 상용로그 해석을 통해 동작시간을 산출하는 시스템 및 방법 KR102240497B1 (ko)

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