KR20240098995A - Method And Apparatus for Detecting Arc - Google Patents

Abstract

아크검출장치 및 방법을 개시한다.
본 개시의 일 측면에 의하면, HFCT센서; HFCT센서가 출력한 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터; 디지털 신호를 보정하는 신호보정부; 보정한 디지털 신호를 정상 신호와 아크를 포함하는 신호로 판단하는 제1 판단부; 아크를 포함하는 신호를 아날로그-디지털 컨버터보다 낮은 비트수를 갖는 신호로 변환한 후 1 bit로 다시 변환하는 노이즈필터; 1 bit 신호값이 0인 구간이 지속되는 시간을 이용하여 아크 의심 데이터를 판단하는 제2 판단부; 아크 의심 데이터에 이동 평균을 적용하는 데이터보정부; 및 데이터보정부가 이동 평균을 적용한 데이터를 이용하여 아크 발생 여부를 판단하는 아크판단부를 포함하는 아크검출장치를 제공한다.Disclosed is an arc detection device and method.
According to one aspect of the present disclosure, an HFCT sensor; An analog-to-digital converter that converts the signal output from the HFCT sensor into a digital signal; A signal correction unit that corrects digital signals; a first determination unit that determines the corrected digital signal as a signal including a normal signal and an arc; A noise filter that converts a signal containing an arc into a signal with a lower number of bits than the analog-to-digital converter and then converts it back to 1 bit; a second determination unit that determines arc suspicious data using the duration of the section where the 1 bit signal value is 0; a data correction unit that applies a moving average to arc-suspicious data; and an arc determination unit that determines whether an arc has occurred using data to which a data correction unit applies a moving average.

Description

아크검출장치 및 방법{Method And Apparatus for Detecting Arc}Arc detection device and method {Method And Apparatus for Detecting Arc}

본 발명은 아크검출장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, HFCT(high frequency current transformer)센서를 이용한 아크검출장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an arc detection device and method. More specifically, it relates to an arc detection device and method using a high frequency current transformer (HFCT) sensor.

이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.The content described below simply provides background information related to this embodiment and does not constitute prior art.

전기자동차(electric vehicle)는 배터리(battery)를 이용하여 모터(motor)를 구동함으로써 움직인다. 전기자동차는 높은 DC 전압(voltage)의 배터리를 이용한다. 따라서 높은 DC 전압 때문에 발생하는 아크(arc)를 감지하여 화재를 방지하는 것이 중요하다.An electric vehicle moves by using a battery to drive a motor. Electric vehicles use batteries with high DC voltage. Therefore, it is important to prevent fires by detecting arcs caused by high DC voltage.

도 1은 전기자동차에 이용되는 PRA를 개략적으로 도시한 것이다. Figure 1 schematically shows the PRA used in electric vehicles.

도 1을 참조하면, 전기자동차는 안정적인 전력 공급을 위하여 PRA(Power Relay Assembly, 100)를 이용하고 있다. PRA(100)이란, 배터리와 인버터(inverter) 사이에 연결되어 전력을 안정적으로 공급하거나 차단하기 위해 구동되는 릴레이(relay)의 온/오프 동작을 제어하기 위한 장치이다. DC 아크에 대한 안전성과 신뢰성을 확보할 필요성이 증가함에 따라 PRA(100) 내부에 아크 결함 검출(Arc-Fault Detection, 110, 이하 “AFD”)장치를 적용할 필요성이 있다. 특히 운전중 또는 V2L(vehicle to load) 기능을 사용할 때 DC 아크에 의한 화재를 방지하기 위해 AFD(110)를 적용할 필요성이 높다.Referring to Figure 1, electric vehicles use a PRA (Power Relay Assembly, 100) for stable power supply. The PRA 100 is a device for controlling the on/off operation of a relay connected between a battery and an inverter and driven to stably supply or block power. As the need to secure safety and reliability for DC arc increases, there is a need to apply an arc-fault detection (Arc-Fault Detection, 110, hereinafter “AFD”) device inside the PRA (100). In particular, there is a high need to apply the AFD 110 to prevent fires caused by DC arcs during driving or when using the V2L (vehicle to load) function.

NEC(National Electric Code)표준은 아크 발생으로 인한 화재를 예방하기 위해 80 V 이상의 태양광 설비에 AFD 장치를 구비하도록 요구하고 있다. 그러나 높은 DC전압 때문에 아크를 검출하는 것이 중요한 전기자동차를 위한 AFD 규격은 정해지지 않았다.NEC (National Electric Code) standards require solar power facilities above 80 V to be equipped with an AFD device to prevent fires caused by arcing. However, the AFD standard for electric vehicles, where arc detection is important due to high DC voltage, has not been established.

종래에는 전압 또는 전류 신호에 대한 시간 영역(time-domain) 또는 주파수 영역(frequency-domain) 분석을 수행하여 DC 아크 발생 여부를 판단하거나, 광 센서(light sensor)를 이용하여 아크 발생 시 부수되는 섬광(flash)을 검출하는 방법이 주로 이용되었다.Conventionally, time-domain or frequency-domain analysis of voltage or current signals is performed to determine whether a DC arc occurs, or a light sensor is used to determine the flash that occurs when an arc occurs. The method of detecting (flash) was mainly used.

전압 또는 전류 신호에 대한 시간 영역 또는 주파수 영역분석을 이용한 진단 방법은, 높은 정확도를 위해서 높은 샘플링 속도(sampling rate)의 측정 데이터 및 높은 대역폭(bandwidth)을 갖는 고사양의 센서가 필요하다. 특히, 전기자동차의 경우 배터리의 잔량이나 사용자의 조작 등의 이유 때문에 전압 및 전류의 레벨이 수시로 변동하기 때문에 전압 신호 분석을 통한 아크 분석에 어려움이 있다.Diagnosis methods using time-domain or frequency-domain analysis of voltage or current signals require high-specification sensors with high sampling rate measurement data and high bandwidth for high accuracy. In particular, in the case of electric vehicles, the levels of voltage and current fluctuate frequently due to reasons such as remaining battery capacity or user operation, making it difficult to analyze arcs through voltage signal analysis.

지속적으로 발생하는 DC 아크의 경우, 최대 1 GHz에 이르는 넓은 주파수 대역폭을 가진다. 따라서, 저주파수 대역의 전압 또는 전류 센서를 이용하여 아크를 검출하기 위해서는, 시스템 및 주변 환경으로부터 발생하는 노이즈(noise) 신호와 아크 신호를 구별하기 위한 추가적인 알고리즘이 필요하다.For DC arcs that occur continuously, they have a wide frequency bandwidth of up to 1 GHz. Therefore, in order to detect an arc using a voltage or current sensor in a low frequency band, an additional algorithm is needed to distinguish the arc signal from a noise signal generated from the system and the surrounding environment.

광 센서를 이용한 아크 진단 방법은 아크의 섬광이 발생하는 부분에 광 센서를 설치하면 매우 높은 진단 정확도를 얻을 수 있다. 그러나, 아크 섬광은 다양한 부분으로부터 무작위로 발생하므로 아크 발생 가능성이 있는 부분을 특정하기 어렵다. 따라서 다양한 위치에 광 센서를 설치해야 한다는 문제점이 있다.The arc diagnosis method using an optical sensor can achieve very high diagnostic accuracy by installing an optical sensor in the area where the arc flash occurs. However, because arc flashes occur randomly from various parts, it is difficult to specify areas where arcs are likely to occur. Therefore, there is a problem that optical sensors must be installed in various locations.

종래의 AFD는 시스템 내부의 MCU(Micro Control Unit) 또는 DSP(Digital Signal Processor)를 이용한 신호 해석을 이용한 진단 알고리즘이 적용되었다. 그러나 종래의 AFD는 아날로그-디지털 컨버터(Analog-Digital Converter, ADC)를 이용한 신호 출력을 위해 시스템 내부의 신호의 크기 및 DC 오프셋(DC offset)을 조절하는 작업이 필요하며, 회로(circuit) 및 ADC로부터 발생하는 노이즈를 저감하기 위한 추가적인 노이즈필터가 필수적이다.The conventional AFD used a diagnostic algorithm using signal analysis using an MCU (Micro Control Unit) or DSP (Digital Signal Processor) inside the system. However, the conventional AFD requires work to adjust the size and DC offset of the signal inside the system to output a signal using an analog-digital converter (ADC), and requires circuit and ADC An additional noise filter is essential to reduce noise generated from the noise.

본 개시는, 전기 장치 내에서 발생하는 저주파수 대역의 노이즈 및 아크를 검출하기 위한 추가적인 저주파대역 필터 없이도 모터 구동용 인버터(inverter)로부터 발생하는 스위칭 주파수에 의한 노이즈 신호 및 한자리수(single digit) MHz 대역의 통신 주파수 신호와 같은 저주파수(low frequency) 대역의 시스템 및 주변 환경의 노이즈의 영향을 배제하기 위해 고주파수 대역폭을 가지는 HFCT(High Frequency Current Transformer)센서를 이용한 아크검출장치 및 방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.The present disclosure provides a noise signal due to a switching frequency generated from an inverter for driving a motor and a single digit MHz band without an additional low-frequency band filter for detecting noise and arcs in the low-frequency band occurring within an electrical device. The main purpose is to provide an arc detection device and method using an HFCT (High Frequency Current Transformer) sensor with a high frequency bandwidth to exclude the influence of noise from the surrounding environment and systems in low frequency bands such as communication frequency signals. there is.

본 개시는, 신호의 크기 값 및 DC 오프셋 값을 조절하기 위한 별도의 작업이 필요하지 않은 아크검출장치 및 방법을 제공하는 데 주된 목적이 있다.The main purpose of the present disclosure is to provide an arc detection device and method that do not require separate work to adjust the signal magnitude value and DC offset value.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

본 개시의 일 측면에 의하면, HFCT센서; HFCT센서가 출력한 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터; 디지털 신호를 보정하는 신호보정부; 보정한 디지털 신호를 정상 신호와 아크를 포함하는 신호로 판단하는 제1 판단부; 아크를 포함하는 신호를 아날로그-디지털 컨버터보다 낮은 비트수를 갖는 신호로 변환한 후 1 bit로 다시 변환하는 노이즈필터; 1 bit 신호값이 0인 구간이 지속되는 시간을 이용하여 아크 의심 데이터를 판단하는 제2 판단부; 아크 의심 데이터에 이동 평균을 적용하는 데이터보정부; 및 데이터보정부가 이동 평균을 적용한 데이터를 이용하여 아크 발생 여부를 판단하는 아크 판단부를 포함하는 아크검출장치를 제공한다.According to one aspect of the present disclosure, an HFCT sensor; An analog-to-digital converter that converts the signal output from the HFCT sensor into a digital signal; A signal correction unit that corrects digital signals; a first determination unit that determines the corrected digital signal as a signal including a normal signal and an arc; A noise filter that converts a signal containing an arc into a signal with a lower number of bits than the analog-to-digital converter and then converts it back to 1 bit; a second determination unit that determines arc suspicious data using the duration of the section where the 1 bit signal value is 0; a data correction unit that applies a moving average to arc-suspicious data; and an arc determination unit that determines whether an arc has occurred using data to which the data correction unit applies a moving average.

본 개시의 다른 측면에 의하면, HFCT센서를 포함하는 아크검출장치가 아크 발생 여부를 판단하는 방법에 있어서, HFCT센서가 출력한 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 변환과정; 디지털 신호를 보정하는 제1 보정과정; 보정한 디지털 신호를 정상 신호와 아크를 포함하는 신호로 판단하는 제1 판단과정; 아크를 포함하는 신호를 아날로그-디지털 컨버터보다 낮은 비트수를 갖는 신호로 변환한 후 1 bit로 변환하는 제2 변환과정; 1 bit 신호값이 0인 구간이 지속되는 시간을 이용하여 아크 의심 데이터를 판단하는 제2 판단과정; 아크 의심 데이터에 이동 평균을 적용하는 제2 보정과정; 및 데이터보정부가 이동 평균을 적용한 데이터를 이용하여 아크 발생 여부를 판단하는 과정을 포함하는 방법을 제공한다.According to another aspect of the present disclosure, a method for determining whether an arc has occurred by an arc detection device including an HFCT sensor includes: a first conversion process of converting a signal output from the HFCT sensor into a digital signal; A first correction process for correcting a digital signal; A first judgment process of determining the corrected digital signal as a signal including a normal signal and an arc; A second conversion process of converting a signal including an arc into a signal with a lower number of bits than that of an analog-to-digital converter and then converting it to 1 bit; A second judgment process of determining arc suspicious data using the duration of the section where the 1 bit signal value is 0; a second correction process of applying a moving average to the arc suspicion data; and a process in which the data correction unit determines whether an arc has occurred using data to which a moving average has been applied.

본 개시의 일 실시예에 의하면, 고주파수 대역폭을 가지는 HFCT센서를 이용하여 아크를 검출함으로써, 전기 장치 내에서 발생하는 저주파수 대역의 노이즈 및 아크를 검출하기 위한 추가적인 저주파대역 필터 없이도 모터 구동용 인버터(inverter)로부터 발생하는 스위칭 주파수에 의한 노이즈 신호 및 수 MHz 대역의 통신 주파수 신호와 같은 저주파수 대역의 시스템 및 주변 환경의 노이즈의 영향을 배제할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, by detecting an arc using an HFCT sensor with a high frequency bandwidth, an inverter for driving a motor is used without an additional low-frequency band filter to detect noise and arc in the low-frequency band occurring within an electric device. ) It is possible to exclude the influence of noise from the system and surrounding environment in low frequency bands, such as noise signals caused by switching frequencies and communication frequency signals in the several MHz band.

본 개시의 다른 실시예에 의하면, ADC가 출력하는 신호를 미분함으로써, 신호의 크기 값 및 DC 오프셋 값을 조절하기 위한 별도의 작업이 필요하지 않은 아크검출장치 및 방법을 제공할 수 있다.According to another embodiment of the present disclosure, an arc detection device and method that do not require separate work to adjust the signal magnitude value and DC offset value can be provided by differentiating the signal output from the ADC.

본 개시의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present disclosure are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

도 1은 전기자동차에 이용되는 PRA를 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 아크검출장치를 개략적으로 나타낸 블록구성도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 아크를 판단하는 방법을 도시한 순서도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 노이즈필터의 출력 신호를 도시한 그래프이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른, 데이터보정부가 이동평균을 적용하여 보정한 데이터를 도시한 그래프이다.Figure 1 schematically shows the PRA used in electric vehicles.
Figure 2 is a block diagram schematically showing an arc detection device according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 3 is a flow chart illustrating a method for determining an arc according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 4 is a graph showing the output signal of a noise filter according to an embodiment of the present disclosure.
Figure 5 is a graph showing data corrected by a data correction unit by applying a moving average, according to an embodiment of the present disclosure.

이하, 본 개시의 일부 실시예들을 예시적인 도면을 이용해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면 상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 개시를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, some embodiments of the present disclosure will be described in detail using exemplary drawings. When adding reference signs to components in each drawing, it should be noted that the same components are given the same reference numerals as much as possible even if they are shown in different drawings. Additionally, in describing the present disclosure, if it is determined that a detailed description of a related known configuration or function may obscure the gist of the present disclosure, the detailed description will be omitted.

본 개시에 따른 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, i), ii), a), b) 등의 부호를 사용할 수 있다. 이러한 부호는 그 구성요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 부호에 의해 해당 구성요소의 본질 또는 차례나 순서 등이 한정되지 않는다. 명세서에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 '포함' 또는 '구비'한다고 할 때, 이는 명시적으로 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. In describing the components of the embodiment according to the present disclosure, symbols such as first, second, i), ii), a), and b) may be used. These codes are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the component is not limited by the code. In the specification, when a part is said to 'include' or 'have' a certain component, this means that it does not exclude other components, but may further include other components, unless explicitly stated to the contrary. .

첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 개시의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 개시가 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다.The detailed description set forth below in conjunction with the accompanying drawings is intended to describe exemplary embodiments of the present disclosure and is not intended to represent the only embodiments in which the present disclosure may be practiced.

이하에 사용된 단수형의 용어는 달리 명시되지 않는 한 복수형을 포함할 수 있다. As used below, singular terms may include plural terms unless otherwise specified.

도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 아크검출장치를 개략적으로 나타낸 블록구성도이다.Figure 2 is a block diagram schematically showing an arc detection device according to an embodiment of the present disclosure.

도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 아크검출장치(arc detecting appartus)는 HFCT센서(High Frequency Current Transformer sensor, 200), 아날로그-디지털 컨버터(analog-digital converter, 210), 신호보정부(signal correction unit, 220), 제1 판단부(first determining unit, 230), 노이즈필터(noise filter, 240), 제2 판단부(second determining unit, 250), 데이터보정부(data correction unit, 260) 및 아크판단부(arc determining unit, 270)를 전부 또는 일부 포함할 수 있다. 도 1에 도시된 모든 블록이 필수 구성요소는 아니며, 다른 실시예에서 아크검출장치에 포함된 일부 블록이 추가, 변경 또는 삭제될 수 있다. 한편, 도 1에 도시된 구성요소들은 기능적으로 구분되는 요소들을 나타낸 것으로서, 적어도 하나의 구성요소가 실제 물리적 환경에서는 서로 통합되는 형태로 구현될 수도 있다.Referring to FIG. 2, an arc detecting appartus according to an embodiment of the present disclosure includes a HFCT sensor (High Frequency Current Transformer sensor, 200), an analog-digital converter (analog-digital converter, 210), and a signal signal. A signal correction unit (220), a first determining unit (230), a noise filter (240), a second determining unit (250), a data correction unit (data correction unit, 260) and an arc determining unit (270) may be included in whole or in part. Not all blocks shown in FIG. 1 are essential components, and some blocks included in the arc detection device may be added, changed, or deleted in other embodiments. Meanwhile, the components shown in FIG. 1 represent functionally distinct elements, and at least one component may be implemented in an integrated form in an actual physical environment.

HFCT센서(200)는 아크로부터 발생한 고주파(high frequency) 전류를 측정한다. 본 개시의 HFCT센서(200)는 100 MHz 이상의 주파수 대역폭을 가지는 HFCT센서(200)일 수 있으나, 반드시 100 MHz 이상의 주파수 대역폭에 한하지 않는다. HFCT센서(200)는 다양한 주파수 대역폭을 가지는 HFCT센서(200)일 수 있다. HFCT 센서는 고주파 전류를 측정하고, 측정한 결과를 아날로그 신호로 출력할 수 있다.The HFCT sensor 200 measures high frequency current generated from the arc. The HFCT sensor 200 of the present disclosure may be an HFCT sensor 200 having a frequency bandwidth of 100 MHz or more, but is not necessarily limited to a frequency bandwidth of 100 MHz or more. The HFCT sensor 200 may be an HFCT sensor 200 having various frequency bandwidths. The HFCT sensor can measure high-frequency current and output the measured results as an analog signal.

아날로그-디지털 컨버터(210)는 HFCT센서(200)가 출력한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다. 본 개시의 아날로그-디지털 컨버터(210)는 12 bit 아날로그-디지털 컨버터(210)일 수 있으나, 반드시 이에 한하지 않는다. 아날로그-디지털 컨버터(210)는 다양한 비트(bit)수를 가지는 아날로그-디지털 컨버터(210)일 수 있다.The analog-digital converter 210 converts the analog signal output from the HFCT sensor 200 into a digital signal. The analog-to-digital converter 210 of the present disclosure may be a 12-bit analog-to-digital converter 210, but is not necessarily limited thereto. The analog-to-digital converter 210 may be an analog-to-digital converter 210 having various numbers of bits.

신호보정부(220)는 아날로그-디지털 컨버터(210)가 변환한 디지털 신호를 보정한다. HFCT센서(200)가 출력한 아날로그 신호는 그래프로 나타낼 때, 영점(zero)을 기준으로 y 축 대칭으로 나타난다. 그러나 아날로그-디지털 컨버터(210)가 변환한 디지털 신호는 음수를 표현하지 않는다. 따라서, 신호보정부(220)는 아날로그-디지털 컨버터(210)가 변환한 디지털 신호를 미분하여 y 축 영점 대칭이 되도록 한다.The signal correction unit 220 corrects the digital signal converted by the analog-digital converter 210. When the analog signal output by the HFCT sensor 200 is represented in a graph, it appears symmetrical on the y-axis with respect to zero. However, the digital signal converted by the analog-to-digital converter 210 does not express negative numbers. Therefore, the signal correction unit 220 differentiates the digital signal converted by the analog-to-digital converter 210 to make it symmetrical to the y-axis zero point.

제1 판단부(230)는 신호보정부(220)가 보정한 신호를 입력받는다. 제1 판단부(230)는 신호보정부(220)가 보정한 신호를 이용하여, 아크를 포함하는 신호와 정상 신호를 판단한다. 제1 판단부(230)는 신호의 임계값(critical value)의 크기를 이용하여 아크를 포함하는 신호와 정상 신호를 판단한다. 제1 판단부(230)는 입력된 신호의 임계값의 크기가 특정 값보다 크거나 같은 경우, 아크를 포함하는 신호로 판단할 수 있다. 제1 판단부(230)는 입력된 신호의 임계값의 크기가 특정 값보다 작은 경우, 정상 신호로 판단할 수 있다. The first determination unit 230 receives the signal corrected by the signal correction unit 220. The first determination unit 230 uses the signal corrected by the signal correction unit 220 to determine a signal containing an arc and a normal signal. The first determination unit 230 determines whether a signal includes an arc or a normal signal using the size of the critical value of the signal. If the magnitude of the threshold value of the input signal is greater than or equal to a specific value, the first determination unit 230 may determine the signal to include an arc. If the threshold size of the input signal is smaller than a specific value, the first determination unit 230 may determine it to be a normal signal.

릴레이(relay) 동작에 의한 아크 신호는 유해아크신호(hazardous arc signal)와 비교하여 가 높은 특성을 가진다. 따라서, 아크를 포함하는 신호를 판단하기 위한 방법은 수학식 1과 같다.The arc signal caused by relay operation is compared to the hazardous arc signal. has high characteristics. Therefore, the method for determining a signal including an arc is as shown in Equation 1.

여기서, 는 정상 신호의 최대값의 크기를, 는 제1 임계값을 의미한다. 제1 임계값()은 어떤 신호의 신호값 중 가장 큰 값을 의미한다. here, is the magnitude of the maximum value of the normal signal, means the first threshold. The first threshold ( ) means the largest value among the signal values of a certain signal.

본 개시의 일 실시예에 따르면, 제1 판단부(230)는 제1 임계값()의 크기가 정상 신호의 크기의 최대값()에 비해 1.1배 내지 3배의 크기를 가지는 신호를 포함하는 신호를 유해아크신호를 포함하는 신호로 판단할 수 있다. 제1 임계값의 크기가 정상 신호의 크기의 최대값에 비해 3배와 같거나 큰 신호가 포함된 경우, 제1 판단부(230)는 해당 신호를 릴레이 동작에 의한 아크를 포함하는 신호로 판단할 수 있다. 수학식 1과 본 명세서에서는 설명을 위해 유해아크신호를 판단하기 위한 범위를 1.1배 내지 3배로 한정하였지만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 본 개시의 제1 판단부(230)는 다양한 범위를 이용하여 아크를 판단할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, the first determination unit 230 sets a first threshold value ( ) is the maximum value of the normal signal ( ) can be judged as a signal containing a harmful arc signal. If a signal whose size of the first threshold is equal to or larger than three times the maximum value of the normal signal is included, the first determination unit 230 determines the signal to be a signal including an arc caused by a relay operation. can do. In Equation 1 and this specification, the range for determining the harmful arc signal is limited to 1.1 to 3 times for explanation purposes, but it is not necessarily limited thereto. The first determination unit 230 of the present disclosure can determine the arc using various ranges.

제1 판단부(230)는 유해아크신호 및 릴레이 아크 신호로 판단된 신호를 포함하는 신호 전체를 노이즈필터(240)에 전달한다.The first determination unit 230 transmits the entire signal including the signal determined to be a harmful arc signal and a relay arc signal to the noise filter 240.

노이즈필터(240)는 신호에 존재하는 노이즈를 필터링한다. 여기서 노이즈란 아크를 측정하는 데 있어 불필요한 부분을 말한다. 노이즈필터(240)를 이용하여, 예컨대, 아날로그-디지털 컨버터(210) 또는 시험장비로부터 발생한 노이즈를 필터링할 수 있다.The noise filter 240 filters noise present in the signal. Here, noise refers to unnecessary parts in measuring the arc. For example, noise generated from the analog-to-digital converter 210 or test equipment can be filtered using the noise filter 240.

노이즈필터(240)는 제1 판단부(230)가 전달한 신호에 이동RMS(moving root-mean-square)를 적용한다. 노이즈필터(240)는 이동RMS를 적용한 결과가 미리 설정한 특정 값보다 큰 경우, 해당 결과를 특정 값으로 변경한다. 예를 들어, 이동RMS를 적용한 결과가 15보다 크거나 같다면, 노이즈필터(240)는 해당 값을 15로 변경한다. 이동RMS를 적용한 결과가 15보다 작다면 노이즈필터(240)는 해당 값을 그대로 변경한다. 다시 말해, 노이즈필터(240)는 신호값을 1 내지 15 범위의 4 bit 데이터로 변환하여 출력한다. 여기서, 설명을 위해 미리 설정한 특정 값을 15 라 하였지만, 특정 값은 반드시 15에 한하지 않는다. 다시 말해, 노이즈필터(240)가 반드시 4 bit 데이터로 신호값을 변환해야만 하는 것은 아니고, 아날로그-디지털 컨버터(210)의 비트수보다 작은 비트를 가지는 데이터로 신호값을 변환할 수 있다. The noise filter 240 applies moving root-mean-square (RMS) to the signal transmitted by the first determination unit 230. If the result of applying the moving RMS is greater than a preset specific value, the noise filter 240 changes the result to a specific value. For example, if the result of applying the moving RMS is greater than or equal to 15, the noise filter 240 changes the value to 15. If the result of applying the moving RMS is less than 15, the noise filter 240 changes the value as is. In other words, the noise filter 240 converts the signal value into 4-bit data in the range of 1 to 15 and outputs it. Here, for explanation purposes, the preset specific value is referred to as 15, but the specific value is not necessarily limited to 15. In other words, the noise filter 240 does not necessarily have to convert the signal value into 4-bit data, but can convert the signal value into data having fewer bits than the number of bits of the analog-to-digital converter 210.

노이즈필터(240)는 시간을 기준으로 제1 판단부(230)가 전달한 신호에 이동RMS를 적용한다. 예컨대, 노이즈필터(240)는 100 ms 단위로 이동RMS를 적용할 수 있다. 여기서, 노이즈필터(240)가 이동RMS를 적용하는 시간 단위는 설명의 편의를 위한 것으로서, 반드시 이에 제한되지 않고 다른 값을 가질 수 있다. The noise filter 240 applies moving RMS to the signal transmitted by the first determination unit 230 based on time. For example, the noise filter 240 may apply moving RMS in units of 100 ms. Here, the time unit for which the noise filter 240 applies the moving RMS is for convenience of explanation, and is not necessarily limited thereto and may have a different value.

노이즈필터(240)는 이동RMS를 적용하여 출력한 4 bit 신호값을 데이터의 경량화를 위하여 1 bit 신호값으로 변환하여 출력한다. 다시 말해, 노이즈필터(240)는 신호값이 0 또는 1을 가지도록 변환한다.The noise filter 240 converts the 4-bit signal value output by applying the moving RMS into a 1-bit signal value to reduce the weight of the data and outputs it. In other words, the noise filter 240 converts the signal value to have 0 or 1.

제2 판단부(250)는 노이즈필터(240)가 출력한 1 bit 신호값을 이용하여 아크 의심 데이터(arc doubt data)를 판단한다. 여기서 아크 의심 데이터는 제1 판단부(230)가 판단한 아크가 포함된 신호들 중 선택된, 유해아크가 발생했을 확률이 더 높은 신호의 데이터를 의미한다. 아크 의심 데이터는 신호값이 0을 갖는 구간이 지속되는 시간을 이용하여 판단한다. 예컨대, 지속되는 시간이 10 ms 이상인 경우 해당 신호를 아크 의심 데이터로 판단할 수 있다. 다시 말해, 1 bit 신호값이 0을 갖는 구간이 10 ms 이상 지속되는 경우, 아크 의심 데이터로 판단할 수 있다. 여기서 10 ms는 단순히 설명을 위한 예시일 뿐, 반드시 10 ms에 한정되는 것은 아니다.The second determination unit 250 determines arc doubt data using the 1-bit signal value output by the noise filter 240. Here, the arc suspicion data refers to data of a signal with a higher probability that a harmful arc has occurred, selected from among signals containing an arc determined by the first determination unit 230. Suspicious arc data is judged using the duration of the section where the signal value is 0. For example, if the duration is more than 10 ms, the corresponding signal can be judged as arc suspicious data. In other words, if the section in which the 1 bit signal value is 0 lasts for more than 10 ms, it can be judged as arc suspicious data. Here, 10 ms is simply an example for explanation and is not necessarily limited to 10 ms.

데이터보정부(260)는 이동평균(moving average)을 이용하여 아크 의심 데이터를 보정한다. 데이터보정부(260)는 제2 판단부(250)가 판단한 아크 의심 데이터에 이동평균을 적용하여 데이터를 보정할 수 있다. 여기서 이동평균은 미리 설정된 범위를 이용하여 계산한다. 미리 설정된 범위란, 이동평균을 계산하기 위해 정해진 신호값의 개수를 의미한다. 미리 설정된 범위는 사용자가 기 입력할 수 있다. 또는, 미리 설정된 범위는 전체 신호값의 수를 이용하여 정해질 수 있다. 예컨대, 전체 신호값 개수의 1 %에 해당하는 수를 미리 설정된 범위로 정할 수 있다. The data correction unit 260 corrects arc-suspicious data using a moving average. The data correction unit 260 may correct the data by applying a moving average to the arc-suspicious data determined by the second determination unit 250. Here, the moving average is calculated using a preset range. A preset range refers to the number of signal values determined to calculate a moving average. The preset range can be entered by the user. Alternatively, the preset range may be determined using the number of total signal values. For example, a number corresponding to 1% of the total number of signal values can be set as a preset range.

아크판단부(270)는 최종적으로 아크가 발생했는지 여부를 판단한다. 아크판단부(270)는 데이터보정부(260)가 보정한 데이터의 신호값을 이용하여 아크가 발생했는지 여부를 판단한다. 예컨대, 아크판단부(270)는 신호값의 최대값을 이용하여 아크 발생 여부를 판단할 수 있다. 아크판단부(270)가 신호값의 최대값을 이용하여 아크 발생 여부를 판단하는 방법은 수학식 2와 같다.The arc determination unit 270 finally determines whether an arc has occurred. The arc determination unit 270 determines whether an arc has occurred using the signal value of the data corrected by the data correction unit 260. For example, the arc determination unit 270 can determine whether an arc has occurred using the maximum signal value. The method by which the arc determination unit 270 determines whether an arc has occurred using the maximum value of the signal value is as shown in Equation 2.

여기서, 는 정상상태(steady state)일 때의 신호값의 최대값을, 는 제2 임계값을 의미한다. 여기서 정상상태란 고장 또는 외부의 노이즈 신호가 없는 상태를 의미한다. 제2 임계값보다 작은 크기의 신호값이 존재한다면 최종적으로 아크가 발생한 것으로 판단할 수 있다.here, is the maximum value of the signal value in steady state, means the second threshold. Here, the normal state means a state in which there is no failure or external noise signal. If there is a signal value smaller than the second threshold, it can be ultimately determined that an arc has occurred.

수학식 2에서, 제2 임계값을 의 0.6배로 설명하였지만, 이는 설명을 위한 것일 뿐 반드시 제2 임계값이 의 0.6배여야 하는 것은 아니다.In equation 2, the second threshold is Although it is explained as 0.6 times of It does not have to be 0.6 times .

도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 아크를 판단하는 과정을 도시한 순서도이다.Figure 3 is a flow chart illustrating a process for determining an arc according to an embodiment of the present disclosure.

도 3을 참조하면, HFCT센서(200)는 고주파 전류를 측정하고 아날로그 신호를 출력한다(S300). 아날로그-디지털 컨버터(210)는 HFCT가 출력한 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다(S310). 아날로그-디지털 컨버터(210)는 12 bit 아날로그-디지털 컨버터(210)일 수 있다.Referring to FIG. 3, the HFCT sensor 200 measures high frequency current and outputs an analog signal (S300). The analog-digital converter 210 converts the analog signal output by the HFCT into a digital signal (S310). The analog-digital converter 210 may be a 12 bit analog-digital converter 210.

신호보정부(220)는 아날로그-디지털 컨버터(210)가 변환한 디지털 신호를 보정한다(S320). 신호보정부(220)는 미분을 이용하여 디지털 신호를 보정할 수 있다. 신호보정부(220)는 디지털 신호가 y축 영점대칭이 되도록 미분을 수행하여 디지털 신호를 보정한다. The signal correction unit 220 corrects the digital signal converted by the analog-digital converter 210 (S320). The signal correction unit 220 may correct the digital signal using differentiation. The signal correction unit 220 corrects the digital signal by performing differentiation so that the digital signal becomes zero-point symmetrical on the y-axis.

제1 판단부(230)는 신호보정부(220)가 보정한 디지털 신호를 이용하여 아크가 포함된 신호를 판단한다(S330). 제1 판단부(230)는 수학식 1과 같은 방법으로 아크가 포함된 신호를 판단한다. The first determination unit 230 determines a signal containing an arc using the digital signal corrected by the signal correction unit 220 (S330). The first determination unit 230 determines a signal containing an arc using the same method as Equation 1.

노이즈필터(240)는 제1 판단부(230)가 판단한 아크가 포함된 신호에 이동RMS를 적용한다(S340). 노이즈필터(240)는 일정 시간 범위를 기준으로 이동RMS를 적용할 수 있다. 노이즈필터(240)는 100 ms 범위를 기준으로 이동RMS를 적용할 수 있다. 노이즈필터(240)는 이동RMS를 적용한 신호를 4 bit로 변환한다. 노이즈필터(240)는 4 bit로 변환된 신호를 다시 1 bit로 변환한다(S350).The noise filter 240 applies the moving RMS to the signal containing the arc determined by the first determination unit 230 (S340). The noise filter 240 can apply moving RMS based on a certain time range. The noise filter 240 can apply moving RMS based on the 100 ms range. The noise filter 240 converts the signal to which moving RMS is applied into 4 bits. The noise filter 240 converts the signal converted to 4 bits back to 1 bit (S350).

제2 판단부(250)는 노이즈필터(240)가 1 bit로 변환한 신호를 이용하여 아크 의심 데이터를 판단한다(S360). 제2 판단부(250)는 신호값이 0인 상태가 지속되는 시간을 이용하여 아크 의심 데이터를 판단한다. 제2 판단부(250)는 신호값이 0인 상태가 10 ms 이상 지속되는 경우 아크 의심 데이터로 판단할 수 있다. The second determination unit 250 determines arc suspicious data using the signal converted to 1 bit by the noise filter 240 (S360). The second determination unit 250 determines arc suspicion data using the time during which the signal value remains at 0. The second determination unit 250 may determine arc suspicious data if the signal value of 0 persists for more than 10 ms.

데이터보정부(260)는 아크 의심 데이터에 이동평균을 적용함으로써 데이터를 보정한다(S370).The data correction unit 260 corrects the data by applying a moving average to the arc-suspicious data (S370).

아크판단부(270)는 이동평균이 적용된 아크 의심 데이터를 이용하여 정상상태인 신호의 최대값을 구한다. 아크판단부(270)는 제2 임계값보다 작은 신호값을 포함하는 신호를 아크로 판단한다(S380). 제2 임계값은 정상상태인 신호의 최대값의 0.6 배일 수 있다.The arc determination unit 270 uses the arc suspicion data to which the moving average is applied to obtain the maximum value of the signal in a steady state. The arc determination unit 270 determines that a signal including a signal value smaller than the second threshold is an arc (S380). The second threshold may be 0.6 times the maximum value of the steady-state signal.

도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 노이즈필터의 출력 신호를 도시한 그래프이다.Figure 4 is a graph showing the output signal of a noise filter according to an embodiment of the present disclosure.

도 4는 샘플링 속도(smapling rate)에 따른 HFCT센서(200)의 4 bit 및 1 bit 신호의 크기(amplitude)를 도시한 것이다. 4 bit 신호(400)는 0 내지 15의 크기를 갖는다. 정상적인 상황의 4 bit 신호(400)는 샘플링 속도에 따라 연속적인 크기를 갖지만, 아크가 발생하는 경우 4 bit 신호(400)가 15의 크기만을 가지는 구간이 발생한다. 이러한 구간을 불연속적인 구간(410)이라고 한다.Figure 4 shows the amplitude of the 4 bit and 1 bit signals of the HFCT sensor 200 according to the sampling rate. The 4 bit signal 400 has a magnitude of 0 to 15. Under normal circumstances, the 4-bit signal 400 has a continuous size depending on the sampling rate, but when an arc occurs, a section occurs where the 4-bit signal 400 has only a size of 15. This section is called a discontinuous section 410.

4 bit 신호(400)가 15의 크기만을 가질 때, 1 bit로 변환하면 1 bit 신호(420)의 값은 0의 크기를 갖는다. 4 bit 신호(400)가 15 외의 크기를 가질 때 1 bit 신호(420)의 값의 크기는 1이 된다. 따라서 본 개시의 노이즈필터(240)는 하드웨어의 부담을 줄이면서도 아크 판단에 필요한 신호만을 걸러낼 수 있다.When the 4 bit signal 400 has only a size of 15, when converted to 1 bit, the value of the 1 bit signal 420 has a size of 0. When the 4 bit signal 400 has a size other than 15, the size of the value of the 1 bit signal 420 is 1. Therefore, the noise filter 240 of the present disclosure can filter out only signals necessary for arc determination while reducing the burden on hardware.

도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른, 데이터보정부가 이동평균을 적용하여 보정한 데이터를 도시한 그래프이다.Figure 5 is a graph showing data corrected by a data correction unit by applying a moving average, according to an embodiment of the present disclosure.

도 5는 샘플링 속도에 따른 신호의 크기를 도시한 것이다. 아크판단부(270)는 도 5에 도시된 그래프를 이용하여 아크 발생 여부를 최종 판단한다. 아크판단부(270)는 정상상태(500)일 때 신호값의 최대값(510)을 계산한다. 아크판단부(270)는 정상상태(500)일 때 신호값의 최대값(510)을 이용하여 제2 임계값(520)을 계산한다. 아크판단부(270)는 신호의 크기가 제2 임계값(520)보다 작은 구간을 아크가 발생한 구간(530)이라고 판단할 수 있다.Figure 5 shows the size of the signal according to the sampling rate. The arc determination unit 270 makes a final determination as to whether an arc has occurred using the graph shown in FIG. 5. The arc determination unit 270 calculates the maximum signal value (510) when in a normal state (500). The arc determination unit 270 calculates the second threshold 520 using the maximum signal value 510 in the normal state 500. The arc determination unit 270 may determine that the section in which the signal size is smaller than the second threshold 520 is the section 530 in which the arc occurred.

아크가 발생하였다고 최종 판단되면 제어기(미도시)는 전원을 오프한다. 따라서, 최종 판단된 아크가 발생한 구간(530) 이후의 신호는 노이즈 성분이다. 다시 말해, 실제로 전원으로부터의 전력 공급이 있어 신호가 발생하는 것이 아닌 단순한 노이즈만이 발생하는 구간이다. 이 구간을 노이즈 발생 구간(540)이라고 한다. 노이즈 발생 구간(540)의 신호값은 의미가 없는 값이므로 신호값의 최대값(510)을 계산할 때 고려하지 않는다.When it is finally determined that an arc has occurred, the controller (not shown) turns off the power. Therefore, the signal after the section 530 where the finally determined arc occurred is a noise component. In other words, this is a section where there is actual power supply from the power source and only simple noise is generated rather than a signal. This section is called the noise generation section 540. Since the signal value in the noise generation section 540 is a meaningless value, it is not considered when calculating the maximum signal value 510.

본 발명에 따른 장치 또는 방법의 각 구성요소는 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나, 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 각 구성요소의 기능이 소프트웨어로 구현되고 마이크로프로세서가 각 구성요소에 대응하는 소프트웨어의 기능을 실행하도록 구현될 수도 있다.Each component of the device or method according to the present invention may be implemented as hardware or software, or may be implemented as a combination of hardware and software. Additionally, the function of each component may be implemented as software and a microprocessor may be implemented to execute the function of the software corresponding to each component.

본 명세서에 설명되는 시스템들 및 기법들의 다양한 구현예들은, 디지털 전자 회로, 집적회로, FPGA(field programmable gate array), ASIC(application specific integrated circuit), 컴퓨터 하드웨어, 펌웨어, 소프트웨어, 및/또는 이들의 조합으로 실현될 수 있다. 이러한 다양한 구현예들은 프로그래밍가능 시스템 상에서 실행 가능한 하나 이상의 컴퓨터 프로그램들로 구현되는 것을 포함할 수 있다. 프로그래밍가능 시스템은, 저장 시스템, 적어도 하나의 입력 디바이스, 그리고 적어도 하나의 출력 디바이스로부터 데이터 및 명령들을 수신하고 이들에게 데이터 및 명령들을 전송하도록 결합되는 적어도 하나의 프로그래밍가능 프로세서(이것은 특수 목적 프로세서일 수 있거나 혹은 범용 프로세서일 수 있음)를 포함한다. 컴퓨터 프로그램들(이것은 또한 프로그램들, 소프트웨어, 소프트웨어 애플리케이션들 혹은 코드로서 알려져 있음)은 프로그래밍가능 프로세서에 대한 명령어들을 포함하며 "컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체"에 저장된다.Various implementations of the systems and techniques described herein may include digital electronic circuits, integrated circuits, field programmable gate arrays (FPGAs), application specific integrated circuits (ASICs), computer hardware, firmware, software, and/or these. It can be realized through combination. These various implementations may include being implemented as one or more computer programs executable on a programmable system. The programmable system includes at least one programmable processor (which may be a special purpose processor) coupled to receive data and instructions from and transmit data and instructions to a storage system, at least one input device, and at least one output device. or may be a general-purpose processor). Computer programs (also known as programs, software, software applications or code) contain instructions for a programmable processor and are stored on a "computer-readable medium."

컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 이러한 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 ROM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피디스크, 메모리 카드, 하드 디스크, 광자기 디스크, 스토리지 디바이스 등의 비휘발성(non-volatile) 또는 비일시적인(non-transitory) 매체일 수 있으며, 또한 데이터 전송 매체(data transmission medium)와 같은 일시적인(transitory) 매체를 더 포함할 수도 있다. 또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템에 분산되어, 분산방식으로 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드가 저장되고 실행될 수도 있다.Computer-readable recording media include all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. These computer-readable recording media are non-volatile or non-transitory such as ROM, CD-ROM, magnetic tape, floppy disk, memory card, hard disk, magneto-optical disk, and storage device. It may be a medium, and may further include a transitory medium such as a data transmission medium. Additionally, the computer-readable recording medium may be distributed in a computer system connected to a network, and the computer-readable code may be stored and executed in a distributed manner.

본 명세서의 흐름도/타이밍도에서는 각 과정들을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 이는 본 개시의 일 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것이다. 다시 말해, 본 개시의 일 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 개시의 일 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 흐름도/타이밍도에 기재된 순서를 변경하여 실행하거나 각 과정들 중 하나 이상의 과정을 병렬적으로 실행하는 것으로 다양하게 수정 및 변형하여 적용 가능할 것이므로, 흐름도/타이밍도는 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.In the flowchart/timing diagram of this specification, each process is described as being executed sequentially, but this is merely an illustrative explanation of the technical idea of an embodiment of the present disclosure. In other words, a person skilled in the art to which an embodiment of the present disclosure pertains may change the order described in the flowchart/timing diagram and execute one of the processes without departing from the essential characteristics of the embodiment of the present disclosure. Since the above processes can be applied in various modifications and variations by executing them in parallel, the flowchart/timing diagram is not limited to a time series order.

이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely an illustrative explanation of the technical idea of the present embodiment, and those skilled in the art will be able to make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present embodiment. Accordingly, the present embodiments are not intended to limit the technical idea of the present embodiment, but rather to explain it, and the scope of the technical idea of the present embodiment is not limited by these examples. The scope of protection of this embodiment should be interpreted in accordance with the claims below, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of rights of this embodiment.

200: HFCT 센서 210: 아날로그-디지털 컨버터
220: 신호보정부 230: 제1 판단부
240: 노이즈 필터 250: 제2 판단부
260: 데이터보정부 270: 아크판단부200: HFCT sensor 210: analog-digital converter
220: signal correction unit 230: first judgment unit
240: noise filter 250: second judgment unit
260: Data correction unit 270: Arc judgment unit

Claims (18)

HFCT센서;
상기 HFCT센서가 출력한 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그-디지털 컨버터;
상기 디지털 신호를 보정하는 신호보정부;
보정한 디지털 신호를 정상 신호와 아크를 포함하는 신호로 판단하는 제1 판단부;
상기 아크를 포함하는 신호를 상기 아날로그-디지털 컨버터보다 낮은 비트수를 갖는 신호로 변환한 후 1 bit 신호로 다시 변환하는 노이즈필터;
상기 1 bit 신호의 값이 0인 구간이 지속되는 시간을 이용하여 아크 의심 데이터를 판단하는 제2 판단부;
상기 아크 의심 데이터에 이동 평균을 적용하는 데이터보정부; 및
상기 데이터보정부가 이동 평균을 적용한 데이터를 이용하여 아크 발생 여부를 판단하는 아크판단부
를 포함하는 아크검출장치.HFCT sensor;
An analog-to-digital converter that converts the signal output from the HFCT sensor into a digital signal;
A signal correction unit that corrects the digital signal;
a first determination unit that determines the corrected digital signal as a signal including a normal signal and an arc;
a noise filter that converts the signal including the arc into a signal with a lower number of bits than the analog-to-digital converter and then converts it back into a 1-bit signal;
a second determination unit that determines arc suspicious data using the duration of the section in which the value of the 1 bit signal is 0;
a data correction unit that applies a moving average to the arc-suspicious data; and
An arc determination unit that determines whether an arc occurs using data to which the data correction unit applies a moving average.
An arc detection device including. 제1 항에 있어서,
상기 신호보정부는 미분을 이용하여 상기 디지털 신호를 보정하는 아크검출장치.According to claim 1,
The signal correction unit is an arc detection device that corrects the digital signal using differentiation. 제1 항에 있어서,
상기 제1 판단부는 제1 임계값이 정상신호의 최대값의 일정 배수 범위 내에 존재하는 신호를 아크를 포함하는 신호로 판단하는 아크검출장치.According to claim 1,
The first determination unit is an arc detection device that determines a signal whose first threshold is within a range of a certain multiple of the maximum value of a normal signal as a signal including an arc. 제1 항에 있어서,
상기 노이즈필터는 상기 아크를 포함하는 신호에 이동RMS를 적용한 후 비트수를 변환하는 아크검출장치.According to claim 1,
The noise filter is an arc detection device that converts the number of bits after applying moving RMS to the signal including the arc. 제4 항에 있어서,
상기 노이즈필터는 일정한 값의 시간 범위를 이용하여 상기 아크를 포함하는 신호에 이동RMS를 적용하는 아크검출장치.According to clause 4,
The noise filter is an arc detection device that applies moving RMS to a signal including the arc using a time range of a constant value. 제1 항에 있어서,
상기 제2 판단부는 상기 지속되는 시간이 특정 값 이상인 경우 아크 의심 데이터로 판단하는 아크검출장치.According to claim 1,
The second determination unit is an arc detection device that determines arc suspicious data when the duration of time is more than a certain value. 제1 항에 있어서,
상기 아크판단부는 상기 이동 평균을 적용한 데이터로부터 정상상태일때 신호값의 최대값을 계산하고, 상기 정상상태일때 신호값의 최대값을 이용하여 아크 발생 여부를 최종 판단하는 아크검출장치.According to claim 1,
The arc determination unit calculates the maximum value of the signal value in a steady state from data to which the moving average is applied, and uses the maximum value of the signal value in the normal state to make a final determination of whether or not an arc has occurred. 제7 항에 있어서,
상기 아크판단부는 상기 정상상태일때 신호값의 최대값보다 작은 값인 제2 임계값보다 작은 신호값을 가지는 신호가 존재한다면 아크가 발생한 것으로 최종 판단하는 아크검출장치.According to clause 7,
The arc determination unit finally determines that an arc has occurred if there is a signal having a signal value less than a second threshold value, which is less than the maximum value of the signal value in the normal state. 제1 항에 있어서,
상기 데이터보정부는 미리 정해진 데이터 개수를 이용하여 상기 아크 의심 데이터에 이동 평균을 적용하는 아크검출장치.According to claim 1,
The data correction unit is an arc detection device that applies a moving average to the arc suspicious data using a predetermined number of data. HFCT센서를 포함하는 아크검출장치가 아크 발생 여부를 판단하는 방법에 있어서,
상기 HFCT센서가 출력한 신호를 디지털 신호로 변환하는 제1 변환과정;
상기 디지털 신호를 보정하는 제1 보정과정;
보정한 디지털 신호를 정상 신호와 아크를 포함하는 신호로 판단하는 제1 판단과정;
상기 아크를 포함하는 신호를 아날로그-디지털 컨버터보다 낮은 비트수를 갖는 신호로 변환한 후 1 bit 신호로 변환하는 제2 변환과정;
상기 1 bit 신호의 값이 0인 구간이 지속되는 시간을 이용하여 아크 의심 데이터를 판단하는 제2 판단과정;
상기 아크 의심 데이터에 이동 평균을 적용하는 제2 보정과정; 및
상기 제2 보정과정에서 이동 평균을 적용한 데이터를 이용하여 아크 발생 여부를 판단하는 과정
을 포함하는 방법.In the method of determining whether an arc occurs by an arc detection device including an HFCT sensor,
A first conversion process of converting the signal output from the HFCT sensor into a digital signal;
A first correction process for correcting the digital signal;
A first judgment process of determining the corrected digital signal as a signal including a normal signal and an arc;
A second conversion process of converting the signal including the arc into a signal with a lower number of bits than that of the analog-to-digital converter and then converting it into a 1-bit signal;
A second decision process of determining arc suspicious data using the duration of the section where the value of the 1 bit signal is 0;
a second correction process of applying a moving average to the arc suspicion data; and
A process of determining whether an arc occurs using data to which a moving average is applied in the second correction process.
How to include . 제10 항에 있어서,
상기 제1 보정과정은 미분을 이용하여 상기 디지털 신호를 보정하는 과정인 방법.According to claim 10,
The first correction process is a process of correcting the digital signal using differentiation. 제10 항에 있어서,
상기 제1 판단과정은 제1 임계값이 정상 신호의 최대값의 일정 배수 범위 내에 존재하는 신호를 아크를 포함하는 신호로 판단하는 과정인 방법.According to claim 10,
The first determination process is a process of determining that a signal whose first threshold exists within a range of a certain multiple of the maximum value of a normal signal is a signal including an arc. 제10 항에 있어서,
상기 제2 변환과정은 상기 아크를 포함하는 신호에 이동RMS를 적용한 후 비트수를 변환하는 과정인 방법.According to claim 10,
The second conversion process is a process of converting the number of bits after applying moving RMS to the signal including the arc. 제13 항에 있어서,
상기 제2 변환과정은 일정한 범위의 시간 범위를 이용하여 상기 아크를 포함하는 신호에 이동RMS를 적용하는 과정인 방법.According to claim 13,
The second conversion process is a process of applying moving RMS to the signal including the arc using a certain time range. 제10 항에 있어서,
상기 제2 판단과정은 상기 지속되는 시간이 특정 값 이상인 경우 아크 의심 데이터로 판단하는 과정인 방법. According to claim 10,
The second determination process is a process of determining arc suspicious data when the duration time is more than a certain value. 제10 항에 있어서,
상기 판단하는 과정은 상기 이동 평균을 적용한 데이터로부터 정상상태일때 신호값의 최대값을 계산하고, 상기 정상상태일때 신호값의 최대값을 이용하여 아크 발생 여부를 최종 판단하는 과정인 방법.According to claim 10,
The determination process is a process of calculating the maximum signal value in a steady state from data to which the moving average is applied, and finally determining whether or not an arc has occurred using the maximum value of the signal value in the normal state. 제16 항에 있어서,
상기 판단하는 과정은 상기 정상상태일때 신호값의 최대값보다 작은 값인 제2 임계값보다 작은 신호값을 가지는 신호가 존재한다면 아크가 발생한 것으로 최종 판단하는 과정인 방법.According to claim 16,
The determining process is a process of finally determining that an arc has occurred if there is a signal having a signal value smaller than the second threshold value, which is smaller than the maximum value of the signal value in the normal state. 제10 항에 있어서,
상기 제2 보정과정은 미리 정해진 데이터 개수를 이용하여 상기 아크 의심 데이터에 이동평균을 적용하는 과정인 방법.According to claim 10,
The second correction process is a process of applying a moving average to the arc suspicion data using a predetermined number of data.

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