KR102293865B1 - Method of dc arc fault detector for dc distribution systems - Google Patents

Method of dc arc fault detector for dc distribution systems Download PDF

Info

Publication number
KR102293865B1
KR102293865B1 KR1020190177237A KR20190177237A KR102293865B1 KR 102293865 B1 KR102293865 B1 KR 102293865B1 KR 1020190177237 A KR1020190177237 A KR 1020190177237A KR 20190177237 A KR20190177237 A KR 20190177237A KR 102293865 B1 KR102293865 B1 KR 102293865B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
frequency
arc
node
current
component
Prior art date
Application number
KR1020190177237A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20210084817A (en
Inventor
이규찬
Original Assignee
주식회사 스마트파워서플라이
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 스마트파워서플라이 filed Critical 주식회사 스마트파워서플라이
Priority to KR1020190177237A priority Critical patent/KR102293865B1/en
Publication of KR20210084817A publication Critical patent/KR20210084817A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102293865B1 publication Critical patent/KR102293865B1/en

Links

Images

Classifications

    • 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
    • G01R31/12—Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • 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
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R23/00—Arrangements for measuring frequencies; Arrangements for analysing frequency spectra
    • G01R23/16—Spectrum analysis; Fourier analysis
    • 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
    • G01R31/08—Locating faults in cables, transmission lines, or networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0007—Details of emergency protective circuit arrangements concerning the detecting means
    • H02H1/0015—Using arc detectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)

Abstract

일 실시예는, 관심대상주파수대역이 10KHz에서 50KHz 사이의 범위에서 설정되는 단계; 배선에서, 제1측전력시스템 및 제1주파수의 노이즈를 가지는 노이즈원이 연결되는 제1노드와 제2측전력시스템이 연결되는 제2노드 사이의 구간에 적어도 하나의 전류센서가 배치되는 단계; 상기 적어도 하나의 전류센서 중 제1전류센서를 이용하여 상기 배선으로 흐르는 전류 중 교류성분전류를 측정하는 단계; 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 제1주파수로부터 제1범위 이내의 주파수성분을 A(A는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시키고, 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 제1주파수의 N(N은 2 이상의 자연수)배에 해당되는 제2주파수로부터 제2범위 이내의 주파수성분을 B(B는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시키는 감쇄 단계; 상기 감쇄 단계 이후의 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 관심대상주파수대역의 에너지를 합산하여 아크에너지를 계산하는 단계; 및 상기 아크에너지가 기준치 이상이면, 상기 제1노드와 상기 제2노드 사이에서 아크가 발생했다고 판단하는 지표의 값을 증가시키는 단계를 포함하는 아크사고검출방법을 제공한다.In one embodiment, the frequency band of interest is set in a range between 10KHz and 50KHz; arranging at least one current sensor in a section between a first node to which a first-side power system and a noise source having a noise of a first frequency are connected, and a second node to which a second-side power system is connected; measuring an AC component current among currents flowing through the wiring using a first current sensor among the at least one current sensor; A frequency component within a first range from the first frequency among the frequency components of the AC component current is attenuated by A (A is a real number between 10 and 90) %, and among the frequency components of the AC component current, the frequency component of the first frequency is an attenuation step of attenuating a frequency component within a second range from a second frequency corresponding to N (N is a natural number of 2 or more) times B (B is a real number between 10 and 90)%; calculating arc energy by summing the energy of the frequency band of interest among the frequency components of the AC component current after the attenuation step; and if the arc energy is equal to or greater than a reference value, increasing a value of an indicator for determining that an arc has occurred between the first node and the second node.

Description

직류 배전용 직류 아크사고 검출 방법{METHOD OF DC ARC FAULT DETECTOR FOR DC DISTRIBUTION SYSTEMS}DC arc accident detection method for DC distribution

본 실시예는 직류 배전용 직류 아크사고 검출 기술에 관한 것이다. This embodiment relates to a DC arc accident detection technology for DC distribution.

종래에, 일반적으로 각종 전기 기기에 전력을 공급하기 위해 상용전원을 중심으로 한 교류 배전 시스템이 사용되어져 오고 있다. 최근, 직류 부하의 급증, 직류전력을 생산하는 신재생 에너지의 보급 확산이 급격하게 일어나고 있으며, 이에 따라 직류로 생산된 전력을 교류 변환 없이 직류로 사용함으로써 전력 전달 효율을 향상 시킬 뿐 아니라 구성 요소간의 연계를 간단하게 하여 시스템 전체의 효율성을 높일 수 있는 직류배전이 많은 관심을 받고 있다. 이러한 장점을 활용하여 직류 배전 시스템은 인터넷 데이터 센터, 조명, 상용 빌딩 등에 적용을 위해 적극 검토되고 있으며, 최근에는 선체 연비 향상을 위한 선박용 직류 마이크로그리드, 연료 효율성 향상을 위한 군용 직류 마이크로그리드 영역으로의 확장까지 고려되고 있다.Conventionally, in general, an AC power distribution system centered on commercial power has been used to supply power to various electric devices. Recently, the rapid increase in DC loads and the spread of new and renewable energy that produce DC power are rapidly occurring. Accordingly, the power produced by DC is used as DC without AC conversion, thereby improving power transmission efficiency as well as between components. DC power distribution, which can increase the efficiency of the entire system by simplifying the connection, is receiving a lot of attention. Utilizing these advantages, the DC power distribution system is being actively reviewed for application to Internet data centers, lighting, and commercial buildings. Expansion is also being considered.

종래의 교류 배전 시스템에 비해 직류 시스템은 아크 사고에 대한 안전성 측면에서 취약하다는 단점을 가진다. 교류 시스템에서 전류는 1초 동안 상용전원의 교류 주파수에 2배수에 해당하는 횟수만큼의 영점 교차가 존재함에 따라 아크사고 발생시에도 자연소호의 가능성이 높아 비교적 사고 발생 가능성이 낮다. 이에 반해, 직류 시스템은 전류에 영점이 존재하지 않기 때문에 아크사고 발생시 자연소호의 가능성이 낮아 교류에서의 아크 사고에 비해 위험성이 훨씬 높다.Compared to the conventional AC power distribution system, the DC system has a disadvantage in terms of safety against arc accidents. In the AC system, the possibility of natural extinguishing is high even in the event of an arc accident as the current crosses zero as many times as twice the AC frequency of the commercial power source for 1 second, so the possibility of occurrence of an accident is relatively low. On the other hand, since the DC system does not have a zero point in the current, the probability of natural extinguishing is low when an arc accident occurs, and the risk is much higher than that of an arc accident in AC.

또한 직류 아크는 자연소호가 힘들어 위험성이 높을 뿐만 아니라, 사고 검출에 있어서도 어려움이 존재한다. 아크 사고는 선로에 있어서 노화, 커넥터 등에 있어서의 전기적 연결의 약해짐 등에 의해 발생할 수 있는데 이러한 직류 직렬 아크의 경우, 사고 전류가 정상범위 내에 있게 되기 때문에 종래에 설치되는 과전류 차단기나 누전 차단기로 검출이 어렵다. 따라서 직류 시스템의 신뢰성 및 안전성을 확보하기 위해서는 별도의 아크 검출기나 아크 검출기능을 내장한 차단장치가 필요하다.In addition, the direct current arc is difficult to extinguish naturally, so the risk is high, and there is also difficulty in detecting an accident. Arc accidents can occur due to aging in the line, weakening of electrical connections in connectors, etc. In the case of such a DC series arc, since the fault current is within the normal range, detection is difficult with conventionally installed overcurrent breaker or earth leakage breaker. difficult. Therefore, in order to secure the reliability and safety of the DC system, a separate arc detector or a circuit breaker with a built-in arc detection function is required.

이러한 배경에서, 본 실시예의 목적은, 직류 배선에서의 아크사고를 검출하는 기술을 제공하는 것이다.Against this background, an object of the present embodiment is to provide a technique for detecting an arc accident in a DC wiring.

전술한 목적을 달성하기 위하여, 일 실시예는, 관심대상주파수대역이 10KHz에서 50KHz 사이의 범위에서 설정되는 단계; 배선에서, 제1측전력시스템 및 제1주파수의 노이즈를 가지는 노이즈원이 연결되는 제1노드와 제2측전력시스템이 연결되는 제2노드 사이의 구간에 적어도 하나의 전류센서가 배치되는 단계; 상기 적어도 하나의 전류센서 중 제1전류센서를 이용하여 상기 배선으로 흐르는 전류 중 교류성분전류를 측정하는 단계; 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 제1주파수로부터 제1범위 이내의 주파수성분을 A(A는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시키고, 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 제1주파수의 N(N은 2 이상의 자연수)배에 해당되는 제2주파수로부터 제2범위 이내의 주파수성분을 B(B는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시키는 감쇄 단계; 상기 감쇄 단계 이후의 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 관심대상주파수대역의 에너지를 합산하여 아크에너지를 계산하는 단계; 및 상기 아크에너지가 기준치 이상이면, 상기 제1노드와 상기 제2노드 사이에서 아크가 발생했다고 판단하는 지표의 값을 증가시키는 단계를 포함하는 아크사고검출방법을 제공한다. In order to achieve the above object, one embodiment, the step of setting a frequency band of interest in the range between 10KHz to 50KHz; arranging at least one current sensor in a section between a first node to which a first-side power system and a noise source having a noise of a first frequency are connected, and a second node to which a second-side power system is connected; measuring an AC component current among currents flowing through the wiring using a first current sensor among the at least one current sensor; A frequency component within a first range from the first frequency among the frequency components of the AC component current is attenuated by A (A is a real number between 10 and 90) %, and among the frequency components of the AC component current, the frequency component of the first frequency is an attenuation step of attenuating a frequency component within a second range from a second frequency corresponding to N (N is a natural number of 2 or more) times B (B is a real number between 10 and 90)%; calculating arc energy by summing the energy of the frequency band of interest among the frequency components of the AC component current after the attenuation step; and if the arc energy is equal to or greater than a reference value, increasing a value of an indicator for determining that an arc has occurred between the first node and the second node.

상기 아크사고검출방법은, 상기 적어도 하나의 전류센서 중 제2전류센서를 이용하여 상기 배선으로 흐르는 전류의 순시치를 측정하는 단계; 및 상기 순시치의 변동성이 미리 설정한 제1조건에 해당되는 경우, 아크가 발생하지 않은 것으로 판단하는 단계를 더 포함할 수 있다.The arc accident detection method may include: measuring an instantaneous value of a current flowing through the wiring using a second current sensor among the at least one current sensor; and determining that an arc has not occurred when the instantaneous value variability corresponds to a first condition set in advance.

상기 아크사고검출방법은, 상기 배선에서, 상기 제1노드와 상기 제2노드 사이에 탄소봉과 구리봉으로 구성되는 아크실험기가 직렬로 배치되는 단계; 상기 탄소봉과 상기 구리봉 사이의 이격거리가 증가되도록 제어되면서 상기 탄소봉과 상기 구리봉 사이에 아크가 발생하는 단계; 및 상기 아크가 발생할 때, 측정된 상기 교류성분전류의 주파수분석 결과에 따라 상기 관심대상주파수대역이 조정되는 단계를 더 포함할 수 있다.The arc accident detection method includes: arranging in series an arc tester composed of a carbon rod and a copper rod between the first node and the second node in the wiring; generating an arc between the carbon rod and the copper rod while controlling the separation distance between the carbon rod and the copper rod to increase; and adjusting the target frequency band according to a frequency analysis result of the measured AC component current when the arc is generated.

상기 아크사고검출방법은, 상기 노이즈원이 상기 제1노드에 연결되지 않은 상태에서 상기 교류성분전류를 측정하고 주파수분석하여 제1주파수분석 결과를 도출하고, 상기 노이즈원이 상기 제1노드에 연결된 상태에서 상기 교류성분전류를 측정하고 주파수분석하여 제2주파수분석 결과를 도출하며, 제1주파수분석 결과와 제2주파수분석 결과의 차이를 이용하여 상기 A%에 해당되는 수치를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다.In the arc accident detection method, in a state in which the noise source is not connected to the first node, the AC component current is measured and frequency analyzed to derive a first frequency analysis result, and the noise source is connected to the first node The step of measuring the AC component current in the state and analyzing the frequency to derive a second frequency analysis result, and adjusting the numerical value corresponding to the A% by using the difference between the first frequency analysis result and the second frequency analysis result may include

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 배선의 전류정보를 이용하여 아크사고의 발생 유무를 판단하고 아크사고가 화재 사고로 이어지기 전에 신속하게 검출하여 시스템의 신뢰성 및 안전성을 확보 할 수 있게 된다. 또한 본 실시예에 의하면, 대부분의 시간동안 정상적으로 동작되는 것을 전제로 하는 시스템에 있어서 중요한 성능 요소인 오동작 방지와 관련하여, 전류의 고주파 교류 성분 뿐 아니라 순시치 정보를 활용하여 오작을 방지 할 수 있게 된다.As described above, according to this embodiment, it is possible to determine whether an arc accident has occurred using the current information of the wiring and to detect the arc accident quickly before it leads to a fire accident, thereby securing the reliability and safety of the system. . In addition, according to the present embodiment, in relation to the prevention of malfunction, which is an important performance factor in a system that is assumed to operate normally for most of the time, it is possible to prevent malfunction by utilizing instantaneous value information as well as high-frequency AC components of current. do.

도 1은 일 실시예에 따른 전력시스템의 구성도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 아크사고검출방법의 흐름도이다.
도 3은 교류성분전류의 주파수스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 4는 노이즈 영향을 감쇄시킨 교류성분전류의 주파수스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 5는 아크의 영향을 실험하는 실험시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a power system according to an embodiment.
2 is a flowchart of an arc accident detection method according to an embodiment.
3 is a diagram illustrating a frequency spectrum of an AC component current.
4 is a diagram illustrating a frequency spectrum of an AC component current with noise effects attenuated.
5 is a block diagram of an experimental system for testing the effect of an arc.

이하, 본 발명의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to exemplary drawings. In adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even though they are indicated on different drawings. In addition, in describing the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

또한, 본 발명의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 또는 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In addition, in describing the components of the present invention, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the essence, order, or order of the components are not limited by the terms. When a component is described as being “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is between each component. It should be understood that elements may be “connected,” “coupled,” or “connected.”

도 1은 일 실시예에 따른 전력시스템의 구성도이다.1 is a block diagram of a power system according to an embodiment.

도 1을 참조하면, 전력시스템(100)에는 주요하게 제1측전력시스템(130, FRT:first power system), 제2측전력시스템(140, SCD:second power system) 및 배선(LN)이 포함될 수 있다.Referring to FIG. 1 , the power system 100 mainly includes a first-side power system 130 (FRT: first power system), a second-side power system 140 (SCD: second power system) and wiring (LN). can

제1측전력시스템(130)은 전력원일 수 있다. 예를 들어, 제1측전력시스템(130)은 상용전원일 수 있고, 신재생에너지원-예를 들어, 태양광발전기 등-이거나, 디젤발전기일 수 있다.The first side power system 130 may be a power source. For example, the first-side power system 130 may be a commercial power source, a renewable energy source - for example, a photovoltaic generator, etc. - or a diesel generator.

제2측전력시스템(140)은 부하일 수 있다. 예를 들어, 제2측전력시스템(140)은 저항부하일 수 있고, 캐패시티브 부하이거나 인덕턴스 부하일 수 있다.The second-side power system 140 may be a load. For example, the second-side power system 140 may be a resistive load, and may be a capacitive load or an inductance load.

배터리와 같은 에너지저장장치는 제1측전력시스템(130)에 포함될 수도 있고, 제2측전력시스템(140)에 포함될 수도 있다.An energy storage device such as a battery may be included in the first-side power system 130 or may be included in the second-side power system 140 .

전류는 주로, 제1측전력시스템(130)에서 제2측전력시스템(140) 방향으로 흘러나갈 수 있다.The current may mainly flow from the first-side power system 130 to the second-side power system 140 .

전력시스템(100)에서 사고가 발생하면 전력시스템(100)은 차단기(150)를 이용하여 제1측전력시스템(130)에서 제2측전력시스템(140)으로 흘러나가는 전류를 차단할 수 있다. 사고의 일종으로 아크사고가 발생하면 전력시스템(100)은 차단기(150)를 이용하여 제1측전력시스템(130)에서 제2측전력시스템(140)으로 흘러나가는 전류를 차단하여 2차적인 사고의 발생을 방지할 수 있다.When an accident occurs in the power system 100 , the power system 100 may block the current flowing from the first-side power system 130 to the second-side power system 140 using the breaker 150 . When an arc accident occurs as a kind of accident, the power system 100 blocks the current flowing from the first-side power system 130 to the second-side power system 140 using the breaker 150 to prevent secondary accidents. can prevent the occurrence of

아크사고를 검출하기 위하여, 전력시스템(100)은 아크사고검출기(110, DTR:arc fault detector)를 포함할 수 있다.In order to detect an arc accident, the power system 100 may include an arc fault detector 110 (DTR: arc fault detector).

아크사고검출기(110)는 아크사고의 발생여부를 판단하고, 아크사고가 검출되면 제어신호(CTR)를 통해 차단기(150)를 작동시켜 제1측전력시스템(130)에서 제2측전력시스템(140)으로 흘러나가는 전류를 차단할 수 있다.The arc accident detector 110 determines whether an arc accident has occurred, and when an arc accident is detected, the circuit breaker 150 is operated through a control signal (CTR) to operate the first-side power system 130 to the second-side power system ( 140) can block the current flowing through it.

제1측전력시스템(130)에서 제2측전력시스템(140)으로 흐르는 전류는 배선(LN)을 통과할 수 있다. 그리고, 아크사고검출기(110)는 배선(LN)을 감시하면서 배선(LN)에 아크사고가 발생했는지 여부를 판단할 수 있다.A current flowing from the first-side power system 130 to the second-side power system 140 may pass through the wiring LN. In addition, the arc accident detector 110 may determine whether an arc accident has occurred in the wiring LN while monitoring the wiring LN.

배선(LN)의 일측 노드인 제1노드(N1)에는 제1측전력시스템(130)이 연결될 수 있다. 그리고, 배선(LN)의 타측 노드인 제2노드(N2)에는 제2측전력시스템(140)이 연결될 수 있다. 그리고, 제1노드(N1)와 제2노드(N2) 사이에서 배선과 직렬로 차단기(150)가 배치될 수 있다.The first side power system 130 may be connected to the first node N1 which is one node of the wiring LN. In addition, the second side power system 140 may be connected to the second node N2 that is the other node of the wiring LN. In addition, a circuit breaker 150 may be disposed between the first node N1 and the second node N2 in series with the wiring.

아크사고검출기(110)는 배선(LN)에서 제1노드(N1)와 제2노드(N2) 사이에 흐르는 전류를 감시할 수 있다. 그리고, 그 전류를 분석하여 배선(LN)에 아크사고가 발생했는지 여부를 판단할 수 있다.The arc accident detector 110 may monitor the current flowing between the first node N1 and the second node N2 in the wiring LN. Then, it is possible to determine whether an arc accident has occurred in the wiring LN by analyzing the current.

아크사고검출기(110)는 적어도 하나의 전류센서(112)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 전류센서(112) 중 제1전류센서는 배선(LN)으로 흐르는 전류 중 교류성분전류를 측정할 수 있다. 제1전류센서는 전류변압기로 구성될 수 있고, 전류변압기는 배선(LN) 측을 1차측으로 하여 1회 감거나 관통하고 2차측을 M(M은 2 이상의 자연수)회 감는 형태의 둥근 코일 혹은 전선으로 이루어질 수 있다. 그리고, 적어도 하나의 전류센서(112) 중 제2전류센서는 배선(LN)으로 흐르는 전류의 순시치를 측정할 수 있다. 제2전류센서는 저항센서로 구성되거나 홀센서로 구성될 수 있다.The arc accident detector 110 may include at least one current sensor 112 . The first current sensor among the at least one current sensor 112 may measure an AC component current among currents flowing through the wiring LN. The first current sensor may be composed of a current transformer, and the current transformer is a round coil in the form of winding or penetrating the wire (LN) once as the primary side and winding the secondary side M (M is a natural number of 2 or more) turns or It can be made of wires. In addition, the second current sensor among the at least one current sensor 112 may measure the instantaneous value of the current flowing through the wiring LN. The second current sensor may be configured as a resistance sensor or as a Hall sensor.

제1전류센서는 대역통과필터를 포함하거나 대역차단필터를 포함할 수 있다. 제1전류센서는 고주파대역에 대한 교류성분전류를 추출하기 위해 고주파대역통과필터를 포함하거나 저주파대역차단필터를 포함할 수 있다.The first current sensor may include a band pass filter or a band cut filter. The first current sensor may include a high frequency band pass filter or a low frequency band cut filter to extract the AC component current for the high frequency band.

아크사고검출기(110)는 제1전류센서의 측정값을 이용하여 아크사고의 발생여부를 판단하고, 제2전류센서의 측정값을 이용하여 아크사고 판단의 오류를 교정할 수 있다.The arc accident detector 110 may determine whether an arc accident has occurred using the measured value of the first current sensor, and may correct the error of the arc accident determination using the measured value of the second current sensor.

아크사고검출기(110)는 제1전류센서의 측정값을 푸리에변환하여 주파수분석하고 주파수분석에서 관심대상주파수대역의 에너지합산값이 기준치를 초과하는 경우 배선(LN)에 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있다.The arc accident detector 110 performs frequency analysis by Fourier transforming the measured value of the first current sensor, and when the sum of energy values of the frequency band of interest in frequency analysis exceeds the reference value, it can be determined that an arc has occurred in the wiring (LN). have.

한편, 아크사고검출기(110)는 제1전류센서의 측정값에 대한 주파수분석에서 아크사고의 발생 여부를 최종적으로 판단하지 않고, 아크사고의 발생에 대한 판단 지표의 값만 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 아크사고검출기(110)는 제1전류센서의 측정값에 대한 주파수분석에 따라 아크가 발생한 것으로 판단되는 경우, 판단 지표의 값을 0에서 1로 변경할 수 있다.On the other hand, the arc accident detector 110 does not finally determine whether an arc accident has occurred in the frequency analysis of the measured value of the first current sensor, but may increase only the value of the determination index for the occurrence of the arc accident. For example, when it is determined that an arc has occurred according to the frequency analysis of the measured value of the first current sensor, the arc accident detector 110 may change the value of the determination index from 0 to 1.

그리고, 아크사고검출기(110)는 제2전류센서의 측정값을 이용하여 아크사고 판단의 오류를 교정할 수 있다. 예를 들어, 아크사고검출기(110)는 제1전류센서의 측정값에 대한 주파수분석에서 아크사고 발생에 대한 판단 지표가 1이지만 제2전류센서의 측정값에 대한 분석 결과가 아크사고가 발생하지 않은 것으로 판단하는 경우, 최종적으로는 아크사고가 발생하지 않은 것으로 결정할 수 있다.And, the arc accident detector 110 may correct the error of the arc accident determination by using the measurement value of the second current sensor. For example, in the arc accident detector 110, the determination index for the occurrence of an arc accident in the frequency analysis of the measured value of the first current sensor is 1, but the analysis result of the measured value of the second current sensor does not indicate that the arc accident occurs. If it is determined that there is no arc accident, it can be finally determined that the arc accident has not occurred.

아크사고검출기(110)는 제2전류센서의 측정값-예를 들어, 일정 시간의 평균측정값-이 증가한 경우, 판단 지표가 1이더라도 최종적으로는 아크사고가 발생하지 않은 것으로 결정할 수 있다. 아크사고가 발생하면 일반적으로 평균전류는 감소할 수 있는데, 이러한 특성을 고려하여 아크사고검출기(110)는 아크사고가 발생하지 않은 것으로 결정할 수 있다. 아크사고검출기(110)는 제2전류센서의 측정값에서의 변동성이 변동기준치를 초과하는 경우, 판단 지표가 1이더라도 최종적으로는 아크사고가 발생하지 않은 것으로 결정할 수 있다.When the measured value of the second current sensor (eg, the average measured value of a certain time) increases, the arc accident detector 110 may ultimately determine that the arc accident has not occurred even if the determination index is 1 . In general, when an arc accident occurs, the average current may decrease. In consideration of these characteristics, the arc accident detector 110 may determine that an arc accident has not occurred. When the variability in the measurement value of the second current sensor exceeds the variation reference value, the arc accident detector 110 may ultimately determine that an arc accident has not occurred even if the determination index is 1.

아크사고검출기(110)는 제1전류센서의 측정값에 대한 주파수분석 결과와 제2전류센서의 측정값에 대한 분석 결과를 AND조건으로 판단할 수도 있고, 제1전류센서의 측정값에 대한 주파수분석 결과가 아크사고가 발생한 것으로 나오는 경우에만 제2전류센서의 측정값에 대한 분석 결과를 이용하여 아크사고에 대한 최종 판단을 수행할 수 있다.The arc accident detector 110 may determine the frequency analysis result for the measurement value of the first current sensor and the analysis result for the measurement value of the second current sensor as an AND condition, and the frequency for the measurement value of the first current sensor Only when the analysis result indicates that the arc accident has occurred, the final judgment on the arc accident can be performed using the analysis result of the measurement value of the second current sensor.

한편, 제1노드(N1) 혹은 제2노드(N2)에는 노이즈원(120, NSC:noise source)이 더 연결될 수 있다. 그리고, 이러한 노이즈원(120)에 의한 노이즈(NS(f1))가 제1노드(N1)에서 제2노드(N2)로 흐르는 전류에 영향을 미칠 수 있다.Meanwhile, a noise source 120 (NSC: noise source) may be further connected to the first node N1 or the second node N2 . In addition, the noise NS(f1) generated by the noise source 120 may affect the current flowing from the first node N1 to the second node N2.

아크사고검출기(110)는 노이즈(NS(f1))가 아크사고 검출에 영향을 미치는 것을 최소화하기 위해 제1전류센서의 측정값에서 노이즈(NS(f1))성분을 제거하는 작업을 수행할 수 있다.The arc accident detector 110 may perform a task of removing the noise (NS(f1)) component from the measured value of the first current sensor in order to minimize the noise (NS(f1)) from affecting the arc accident detection. have.

노이즈(NS(f1))는 제1주파수(f1)로 변동하는 노이즈일 수 있다. 이러한 주기성 노이즈는 전력변환장치-예를 들어, 인버터, 컨버터 등-의 스위칭 노이즈에 기인할 수 있으며, 기타, 주기적으로 신호나 전력을 발생시키는 장치에 기인할 수 있다.The noise NS(f1) may be noise that varies with the first frequency f1. Such periodic noise may be due to switching noise of a power conversion device - for example, an inverter, a converter, etc., and may be due to other devices that periodically generate a signal or power.

도 2는 일 실시예에 따른 아크사고검출방법의 흐름도이다.2 is a flowchart of an arc accident detection method according to an embodiment.

도 2를 참조하면, 아크사고검출기에서 관심대상주파수대역이 설정될 수 있다(S200). 관심대상주파수대역은 10KHz에서 50KHz 사이의 범위에서 설정될 수 있다. 예를 들어, 관심대상주파수대역은 12KHz~42KHz의 범위로 설정될 수 있다.Referring to FIG. 2 , a frequency band of interest may be set in the arc accident detector (S200). The frequency band of interest may be set in a range between 10KHz and 50KHz. For example, the frequency band of interest may be set in the range of 12KHz to 42KHz.

그리고, 배선에서, 제1측전력시스템 및 제1주파수 노이즈를 가지는 노이즈원이 연결되는 제1노드와 제2측전력시스템이 연결되는 제2노드 사이의 구간에 적어도 하나의 전류센서가 배치될 수 있다(S202).And, in the wiring, at least one current sensor may be disposed in a section between the first node to which the first-side power system and the noise source having the first frequency noise are connected and the second node to which the second-side power system is connected. There is (S202).

그리고, 적어도 하나의 전류센서 중 제1전류센서에 의해 배선으로 흐르는 전류 중 교류성분전류가 측정될 수 있다(S204).Then, the AC component current among the current flowing through the wiring by the first current sensor among the at least one current sensor may be measured (S204).

그리고, 아크사고검출기는 교류성분전류의 주파수성분 중 제1주파수로부터 제1범위 이내의 주파수성분을 A(A는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시키고, 교류성분전류의 주파수성분 중 제1주파수의 N(N은 2이상의 자연수)배에 해당되는 제2주파수로부터 제2범위 이내의 주파수성분을 B(B는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시킬 수 있다(S204).And, the arc accident detector attenuates the frequency component within the first range from the first frequency among the frequency components of the AC component current to A (A is a real number between 10 and 90)%, and the first of the frequency components of the AC component current A frequency component within the second range from the second frequency corresponding to N (N is a natural number greater than or equal to 2) times the frequency may be attenuated by B (B is a real number between 10 and 90)% (S204).

여기서, 제1주파수 및 제2주파수는 관심대상주파수대역에 속할 수 있다. 그리고, A는 50이고, B는 50일 수 있다.Here, the first frequency and the second frequency may belong to a frequency band of interest. And, A may be 50 and B may be 50.

그리고, 아크사고검출기는 제1주파수 주변의 제1범위 및 제2주파수 주변의 제2범위에서 감쇄된 교류성분전류의 주파수성분에 대해 관심대상주파수대역의 에너지를 합산하여 아크에너지를 계산할 수 있다(S208).Then, the arc accident detector can calculate the arc energy by summing the energy of the frequency band of interest with respect to the frequency components of the AC component current attenuated in the first range around the first frequency and the second range around the second frequency ( S208).

그리고, 아크사고검출기는 아크에너지가 기분치를 초과하는 경우(S210에서 YES), 제1노드와 제2노드 사이에서 아크가 발생했다고 판단하는 지표의 값을 증가시킬 수 있다(S210).And, when the arc energy exceeds the predetermined value (YES in S210), the arc accident detector may increase the value of an index that determines that an arc has occurred between the first node and the second node (S210).

이러한 아크사고검출방법은 적어도 하나의 전류센서 중 제2전류센서를 이용하여 배선으로 흐르는 전류의 순시치를 측정하는 단계(미도시) 및 순시치의 변동성이 미리 설정한 제1조건에 해당되는 경우, 아크가 발생하지 않은 것으로 판단하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.This arc accident detection method includes the steps of measuring the instantaneous value of the current flowing through the wiring using the second current sensor among at least one current sensor (not shown) and when the instantaneous value corresponds to the first condition set in advance, the arc It may further include a step (not shown) of judging that has not occurred.

그리고, 이러한 아크사고검출방법은, 상기 노이즈원이 상기 제1노드에 연결되지 않은 상태에서 교류성분전류를 측정하고 주파수분석하여 제1주파수분석 결과를 도출하고, 상기 노이즈원이 상기 제1노드에 연결된 상태에서 교류성분전류를 측정하고 주파수분석하여 제2주파수분석 결과를 도출하며, 제1주파수분석 결과와 제2주파수분석 결과의 차이를 이용하여 A%에 해당되는 수치를 조정하는 단계(미도시)를 더 포함할 수 있다.And, in this arc accident detection method, in a state in which the noise source is not connected to the first node, the AC component current is measured and frequency analyzed to derive a first frequency analysis result, and the noise source is connected to the first node. In the connected state, measuring the AC component current and analyzing the frequency to derive the second frequency analysis result, and adjusting the numerical value corresponding to A% using the difference between the first frequency analysis result and the second frequency analysis result (not shown) ) may be further included.

도 3은 교류성분전류의 주파수스펙트럼을 나타내는 도면이고, 도 4는 노이즈 영향을 감쇄시킨 교류성분전류의 주파수스펙트럼을 나타내는 도면이다.FIG. 3 is a view showing the frequency spectrum of the AC component current, and FIG. 4 is a diagram showing the frequency spectrum of the AC component current with the noise effect attenuated.

도 3에서, 점선은 제1노드로 노이즈원이 연결되지 않은 상태에서의 교류성분전류의 주파수스펙트럼을 나타내고 실선은 제1노드로 노이즈원이 연결된 상태에서의 교류성분전류의 주파수스펙트럼을 나타낸다.In FIG. 3 , the dotted line indicates the frequency spectrum of the AC component current in a state in which the noise source is not connected to the first node, and the solid line indicates the frequency spectrum of the AC component current in the state in which the noise source is connected to the first node.

아크사고검출기는 제1노드로 노이즈원이 연결되지 않은 상태와 제1노드로 노이즈원이 연결된 상태에서 제1주파수(f1)의 주파수성분(c(f1))을 비교하여 감쇄할 비율(도 4에서, A)을 결정할 수 있다. 그리고, 아크사고검출기는 제1노드로 노이즈원이 연결되지 않은 상태와 제1노드로 노이즈원이 연결된 상태에서 제2주파수(f2)의 주파수성분(c(f2))을 비교하여 감쇄할 비율(도 4에서, B)을 결정할 수 있다.The arc accident detector compares the frequency component (c(f1)) of the first frequency (f1) in the state in which the noise source is not connected to the first node and the noise source is connected to the first node, and the ratio to be attenuated (Fig. 4). From, A) can be determined. And, the arc accident detector compares the frequency component (c(f2)) of the second frequency (f2) in the state in which the noise source is not connected to the first node and the noise source is connected to the first node, and the ratio ( In Figure 4, B) can be determined.

한편, 아크사고검출기는 관심대상주파수대역(bw1)의 시작주파수(Fa) 및 종료주파수(Fb), 그리고, 노이즈의 제1주파수(f1) 및 제2주파수(f2)를 비교하고 관심대상주파수대역(bw1)에서의 노이즈의 영향이 최소화되도록 시작주파수(Fa) 및 종료주파수(Fb)를 조정할 수 있다.On the other hand, the arc accident detector compares the start frequency (Fa) and the end frequency (Fb) of the frequency band of interest (bw1), and the first frequency (f1) and the second frequency (f2) of the noise, and compares the frequency band of interest The start frequency Fa and the end frequency Fb may be adjusted so that the influence of noise in (bw1) is minimized.

도 5는 아크의 영향을 실험하는 실험시스템의 구성도이다.5 is a block diagram of an experimental system for testing the effect of an arc.

도 5를 참조하면, 실험시스템(500)은 배선(LN)의 제1노드(N1)과 제2노드(N2) 사이에서 배선(LN)에 직렬로 연결되는 탄소봉(520)과 구리봉(530)을 포함할 수 있다. 그리고, 실험시스템(500)은 탄소봉(520)과 구리봉(530)의 이격거리(D)를 조절하는 조절기(510)를 포함하고, 배선(LN)의 아크사고를 검출하는 아크사고검출기(110) 및 아크실험결과에 따라 아크사고검출기(110)의 파라미터를 조정하는 아크실험기(540) 등을 포함할 수 있다.5, the experimental system 500 is a carbon rod 520 and a copper rod 530 connected in series to the wiring LN between the first node N1 and the second node N2 of the wiring LN. may include. And, the experimental system 500 includes a regulator 510 for adjusting the separation distance D between the carbon rod 520 and the copper rod 530, and an arc accident detector 110 for detecting an arc accident of the wiring LN. And it may include an arc tester 540 that adjusts the parameters of the arc accident detector 110 according to the arc test result.

여기서, 제1노드(N1)로는 제1측전력시스템 및 노이즈원이 연결될 수 있고, 제2노드(N2)로는 제2측전력시스템이 연결될 수 있으며, 적어도 하나의 전류센서(112)가 배선(LN)에 흐르는 교류성분전류의 측정치와 배선(LN)에 흐르는 전류의 순시치를 아크사고검출기(110)로 전달할 수 있다.Here, a first-side power system and a noise source may be connected to the first node N1, a second-side power system may be connected to the second node N2, and at least one current sensor 112 may be connected to a wiring ( The measured value of the AC component current flowing through the LN and the instantaneous value of the current flowing through the wiring LN may be transmitted to the arc accident detector 110 .

아크사고검출기(110)와 아크실험기(540)는 정보를 교류할 수 있다. 아크사고검출기(110)는 전류센서(112)의 측정값 혹은 전류센서(112) 측정값의 주파수분석값을 아크실험기(540)로 전달할 수 있다.The arc accident detector 110 and the arc tester 540 may exchange information. The arc accident detector 110 may transmit the measured value of the current sensor 112 or the frequency analysis value of the current sensor 112 measured value to the arc tester 540 .

아크실험기(540)는 전류센서(112)의 측정값 혹은 전류센서(112) 측정값의 주파수분석값을 이용하여 아크사고 발생시의 전류의 주파수 특성을 파악하고, 파악된 결과에 따라 관심대상주파수대역을 결정할 수 있다. 그리고, 아크실험기(540)는 결정된 관심대상주파수대역을 아크사고검출기(110)에 설정시킬 수 있다.The arc tester 540 uses the measurement value of the current sensor 112 or the frequency analysis value of the measurement value of the current sensor 112 to determine the frequency characteristic of the current when an arc accident occurs, and according to the determined result, the frequency band of interest can be decided Then, the arc tester 540 may set the determined target frequency band to the arc accident detector 110 .

아크실험기(540)는 전류센서(112)의 측정값 혹은 전류센서(112) 측정값의 주파수분석값을 이용하여 제1노드로 노이즈원이 연결되지 않은 상태와 제1노드로 노이즈원이 연결된 상태에서의 제1주파수 및 제2주파수의 주파수성분을 비교하고 감쇄율(A, B)을 결정할 수 있다. 그리고, 아크실험기(540)는 감쇄율(A, B)을 아크사고검출기(110)에 설정할 수 있다.Arc tester 540 is a state in which the noise source is not connected to the first node and the noise source is connected to the first node by using the measurement value of the current sensor 112 or the frequency analysis value of the measurement value of the current sensor 112 It is possible to compare the frequency components of the first frequency and the second frequency in , and determine the attenuation rates (A, B). And, the arc tester 540 may set the attenuation rates (A, B) in the arc accident detector (110).

한편, 아크사고검출기(110)는 전류센서(112)의 측정값을 디지털데이터로 변환하는 아날로그디지털변환기를 더 포함할 수 있고, 디지털데이터의 특정 주파수 대역만 필터링하는 윈도우함수처리기를 더 포함할 수 있다. 여기서, 윈도우함수처리기는 해닝윈도우 혹은 해밍윈도우함수를 이용할 수 있다.On the other hand, the arc accident detector 110 may further include an analog-to-digital converter for converting the measured value of the current sensor 112 into digital data, and may further include a window function processor for filtering only a specific frequency band of digital data. have. Here, the window function processor may use a Hanning window or a Hamming window function.

아크사고검출기(110)는 윈도우함수처리기의 출력데이터를 주파수분석하는 주파수분석기를 더 포함할 수 있는데, 주파수분석기는 푸리에변환을 이용하여 주파수분석을 수행할 수 있다.The arc accident detector 110 may further include a frequency analyzer for frequency analysis of the output data of the window function processor, and the frequency analyzer may perform frequency analysis using a Fourier transform.

한편, 아크사고검출기(110)는 교류성분전류의 주파수성분에서 관심대상주파수대역의 노이즈피크를 검색하여 감쇄시킬 수 있다. 아크사고검출기(110)는 관심대상주파수대역의 주파수성분에서 인접값보다 높은 값을 가지는 노이즈피크를 검색하고 노이즈피크로부터 제1범위 및/혹은 제2범위에 해당되는 노이즈대역의 에너지를 A% 혹은 B%로 감쇄시킬 수 있다.Meanwhile, the arc accident detector 110 may search for and attenuate a noise peak in a frequency band of interest from the frequency component of the AC component current. The arc accident detector 110 searches for a noise peak having a higher value than an adjacent value in the frequency component of the frequency band of interest, and sets the energy of the noise band corresponding to the first range and/or the second range from the noise peak to A% or It can be attenuated by B%.

아크사고검출기(110)는 관심대상주파수영역의 시작주파수부터 검색을 시작하여 첫번째로 검색된 노이즈피크의 주파수를 제1주파수로 설정하고, 제1주파수의 배수대역의 노이즈피크를 검색하여 제2주파수를 설정할 수 있다.The arc accident detector 110 starts a search from the start frequency of the frequency region of interest, sets the frequency of the first searched noise peak as the first frequency, searches for the noise peak in the multiple band of the first frequency, and finds the second frequency. can be set.

아크사고검출기(110)는 데이터를 누적시켜 아크사고 발생 여부를 판단할 수 있다. 아크사고검출기(110)는 제1시구간의 데이터를 이용하여 아크사고 발생 여부를 판단하여 판단지표를 설정하고, 제K시구간(K는 자연수)까지 반복적으로 아크사고 발생 여부를 판단하여 판단지표를 조정할 수 있다. 그리고, 아크사고검출기(110)는 판단지표가 일정값 이상이 되는 경우, 아크로 판단할 수 있다.The arc accident detector 110 may determine whether an arc accident has occurred by accumulating data. The arc accident detector 110 determines whether an arc accident has occurred using the data of the first time period and sets a determination index, and repeatedly determines whether an arc accident occurs until the K-th time period (K is a natural number) to determine the determination index. Can be adjusted. Then, the arc accident detector 110 may determine the arc when the determination index is equal to or greater than a predetermined value.

아크사고검출기(110)는 아크사고가 발생한 것으로 최종 판단하면, 리셋제어가 발생하기 전까지 차단기에 대한 제어신호의 송출을 중단시키지 않을 수 있다.When the arc accident detector 110 finally determines that an arc accident has occurred, the transmission of the control signal to the circuit breaker may not be stopped until the reset control occurs.

이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 배선의 전류정보를 이용하여 아크사고의 발생 유무를 판단하고 아크사고가 화재 사고로 이어지기 전에 신속하게 검출하여 시스템의 신뢰성 및 안전성을 확보 할 수 있게 된다. 또한 본 실시예에 의하면, 대부분의 시간동안 정상적으로 동작되는 것을 전제로 하는 시스템에 있어서 중요한 성능 요소인 오동작 방지와 관련하여, 전류의 고주파 교류 성분 뿐 아니라 순시치 정보를 활용하여 오작을 방지 할 수 있게 된다.As described above, according to this embodiment, it is possible to determine whether an arc accident has occurred using the current information of the wiring and to detect the arc accident quickly before it leads to a fire accident, thereby securing the reliability and safety of the system. . In addition, according to the present embodiment, in relation to the prevention of malfunction, which is an important performance factor in a system that is assumed to operate normally for most of the time, it is possible to prevent malfunction by utilizing instantaneous value information as well as high-frequency AC components of current. do.

이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Terms such as "include", "compose" or "have" described above mean that the corresponding component may be embedded unless otherwise stated, so it does not exclude other components. It should be construed as being able to further include other components. All terms, including technical and scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs, unless otherwise defined. Terms commonly used, such as those defined in the dictionary, should be interpreted as being consistent with the meaning of the context of the related art, and are not interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present invention.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical spirit of the present invention, and various modifications and variations will be possible without departing from the essential characteristics of the present invention by those skilled in the art to which the present invention pertains. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical spirit of the present invention, but to explain, and the scope of the technical spirit of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be construed by the following claims, and all technical ideas within the equivalent range should be construed as being included in the scope of the present invention.

Claims (4)

관심대상주파수대역이 10KHz에서 50KHz 사이의 범위에서 설정되는 단계;
배선에서, 제1측전력시스템 및 제1주파수의 노이즈를 가지는 노이즈원이 연결되는 제1노드와 제2측전력시스템이 연결되는 제2노드 사이의 구간에 제1전류센서 및 제2전류센서가 배치되는 단계;
상기 배선을 1차측으로 하고 2차측을 M(M은 2 이상의 자연수)회 감는 형태를 가지는 전류변압기로 구성되는 제1전류센서를 이용하여 상기 배선으로 흐르는 전류 중 교류성분전류를 측정하는 단계;
상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 제1주파수로부터 제1범위 이내의 주파수성분을 A(A는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시키고, 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 제1주파수의 N(N은 2 이상의 자연수)배에 해당되는 제2주파수로부터 제2범위 이내의 주파수성분을 B(B는 10~90 사이의 실수)%로 감쇄시키는 감쇄 단계;
상기 감쇄 단계 이후의 상기 교류성분전류의 주파수성분 중 상기 관심대상주파수대역의 에너지를 합산하여 아크에너지를 계산하는 단계;
홀센서로 구성되는 상기 제2전류센서를 이용하여 상기 배선으로 흐르는 전류의 순시치를 측정하는 단계; 및
상기 아크에너지가 기준치 이상이면, 상기 제1노드와 상기 제2노드 사이에서 아크가 발생했다고 판단하는 지표의 값을 증가시키되, 상기 순시치의 일정 시간 평균측정값이 증가한 경우, 아크가 발생하지 않은 것으로 판단하는 단계를 포함하고,
상기 관심대상주파수대역이 설정되는 단계는,
상기 배선에서, 상기 제1노드와 상기 제2노드 사이에 탄소봉과 구리봉으로 구성되는 아크실험기가 직렬로 배치되는 단계,
상기 탄소봉과 상기 구리봉 사이의 이격거리가 증가되도록 제어되면서 상기 탄소봉과 상기 구리봉 사이에 아크가 발생하는 단계, 및
상기 아크가 발생할 때, 측정된 상기 교류성분전류의 주파수분석 결과에 따라 상기 관심대상주파수대역이 설정되는 단계를 포함하고,
상기 감쇄 단계 이전에,
상기 노이즈원이 상기 제1노드에 연결되지 않은 상태에서 상기 교류성분전류를 측정하고 주파수분석하여 제1주파수분석 결과를 도출하고, 상기 노이즈원이 상기 제1노드에 연결된 상태에서 상기 교류성분전류를 측정하고 주파수분석하여 제2주파수분석 결과를 도출하며, 제1주파수분석 결과와 제2주파수분석 결과의 차이를 이용하여 상기 A%에 해당되는 수치를 조정하는 단계를 추가로 포함하는
아크사고검출방법.Setting the target frequency band in the range of 10KHz to 50KHz;
In the wiring, the first current sensor and the second current sensor are disposed in a section between the first node to which the first-side power system and the noise source having the first frequency are connected and the second node to which the second-side power system is connected. being placed;
measuring an AC component current among currents flowing through the wiring by using a first current sensor comprising a current transformer having the wiring as the primary side and winding the secondary side M (M is a natural number of 2 or more) times;
Among the frequency components of the AC component current, a frequency component within a first range from the first frequency is attenuated by A (A is a real number between 10 and 90)%, and among the frequency components of the AC component current, the frequency component of the first frequency is an attenuation step of attenuating a frequency component within a second range from a second frequency corresponding to N (N is a natural number of 2 or more) times B (B is a real number between 10 and 90)%;
calculating arc energy by summing the energy of the frequency band of interest among the frequency components of the AC component current after the attenuation step;
measuring an instantaneous value of a current flowing through the wiring using the second current sensor configured as a Hall sensor; and
If the arc energy is greater than or equal to the reference value, the value of the indicator for determining that an arc has occurred between the first node and the second node is increased. comprising the step of judging;
The step of setting the target frequency band,
disposing in series an arc tester composed of a carbon rod and a copper rod between the first node and the second node in the wiring;
generating an arc between the carbon rod and the copper rod while controlling the separation distance between the carbon rod and the copper rod to increase; and
Comprising the step of setting the target frequency band according to the frequency analysis result of the measured AC component current when the arc is generated,
Prior to the attenuation step,
In a state in which the noise source is not connected to the first node, the AC component current is measured and frequency analyzed to derive a first frequency analysis result, and the AC component current is measured while the noise source is connected to the first node. Measuring and frequency analysis to derive a second frequency analysis result, further comprising the step of adjusting the numerical value corresponding to the A% using the difference between the first frequency analysis result and the second frequency analysis result
Arc accident detection method. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
KR1020190177237A 2019-12-30 2019-12-30 Method of dc arc fault detector for dc distribution systems KR102293865B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190177237A KR102293865B1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method of dc arc fault detector for dc distribution systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190177237A KR102293865B1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method of dc arc fault detector for dc distribution systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210084817A KR20210084817A (en) 2021-07-08
KR102293865B1 true KR102293865B1 (en) 2021-08-26

Family

ID=76893424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190177237A KR102293865B1 (en) 2019-12-30 2019-12-30 Method of dc arc fault detector for dc distribution systems

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102293865B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113671366B (en) * 2021-08-25 2024-01-23 西安西电开关电气有限公司 Signal processing method, application device thereof and storage medium
KR102415927B1 (en) * 2021-11-15 2022-07-05 (주)오앤엠 코리아 DC Arc Current Detection Sensor for Large-Capacity DC Current Circuit Installation and DC Arc Detection Device using the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015145847A (en) * 2014-02-04 2015-08-13 三菱電機株式会社 Direct current arc detection device and method
JP2019184475A (en) * 2018-04-13 2019-10-24 日東工業株式会社 Discharge accident detection structure

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015145847A (en) * 2014-02-04 2015-08-13 三菱電機株式会社 Direct current arc detection device and method
JP2019184475A (en) * 2018-04-13 2019-10-24 日東工業株式会社 Discharge accident detection structure

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
서갑수, '직류 마이크로그리드의 직렬 아크사고 검출에 관한 연구', 공학박사학위논문, 서울대학교 전기,컴퓨터공학부, 2015.08.*

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210084817A (en) 2021-07-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11831139B2 (en) Processor-based circuit interrupting devices
RU2491690C2 (en) Automatic circuit-breaker with improved function of reclosure
KR102293865B1 (en) Method of dc arc fault detector for dc distribution systems
CN106249076A (en) By the distribution transformer condition detection method under the influence of harmonic load and system
KR101692283B1 (en) Dc arc fault detector for dc distribution systems adn dc arc fault detecting method
CN108885237A (en) Method and apparatus for detecting the arc fault in electrical system
CN103842836A (en) Method for adapting an arc sensor
US20190296539A1 (en) Dc electrical circuit protection apparatus and arc detection method
CN112701660B (en) Integrated device and method for monitoring and protecting deformation of top cover of on-load voltage regulating switch
CN109596956B (en) DC series arc detection method and device
CN112635214B (en) Converter transformer on-load voltage regulation switch top cover deformation protection device and method
KR20200093979A (en) Earth leakage circuit breaker(elcb) and method for detecting leakage current
RU2402131C1 (en) Method of diagnostics and directed protection against single-phase short circuits in electrical networks
US10103545B2 (en) Method and system for detecting islanding effect in power electrical network topology
KR101510617B1 (en) A digital multi-function breaker for integrated blocking of arc, short circuit, leakage and overload current and the blocking method thereof
KR102453119B1 (en) Arc detecting device of power supply system and arc detecting method using the same
CN201133924Y (en) Differential voltage transformer turn-to-turn short circuit detection device
CN109239547A (en) A kind of method and device measuring high-tension cable operating status
KR102368180B1 (en) Arc detection method and apparatus using variation of magnitude by frequency
KR101308003B1 (en) Mehthod of arc detection based on wavelet
KR100831338B1 (en) Signal detection circuit, digital data processing method for recognition of arc current and self- performance test method
CN104332968A (en) Current differential protection method based on high voltage DC transmission line
KR101888932B1 (en) Arc detecting apparatus and detecting method of solar power system
JP2005304114A (en) Tree contact monitor of distribution line
CN113991615B (en) Critical arc light phase locking judging method and device

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right