[국내논문]순시전원품질 측정 및 변화에 따른 승강기 설비의 성능평가에 관한 연구 The Study of Measurement and Performance Evaluation for Elevator Equipment by Instantaneous Power Quality원문보기
승강기 갇힘 사고 절대 건수가 매년 증가하고 있다. 또한 갇힘, 급상승, 급정지, 층 표시 오류 등 승객의 불안감을 유발시킬 수 있고, 인명 사고와 연결될 수 있는 오동작 사고가 많이 발생을 하고 있다. 따라서 본 논문에서는 이런 갇힘 및 오동작을 발생시킬 수 있는 순시전원품질(Sag, Swell, Interruption) 현상이 승강기가 설치되어 있는 현장에서 어느 정도의 크기와 지속시간으로 측정이 되는지를 실시간 측정 장비를 통하여 측정 분석 하였다. 또한 승강기 설비 두 세트에 대하여 유럽에서 승강기 내성시험(susceptibility)규정으로 적용하는 EN12016(2004) 규격으로 시험하여 순시전원품질 변화에 따른 승강기 설비의 멈춤 및 구동에 대한 성능 평가를 하였다. 분석 결과는 최종적으로 승강기 설비의 전원품질과 오동작의 상호 연관성 분석 및 승강설비의 전기적 장해에 대한 대책을 제시하는데 자료로 이용될 것이다.
승강기 갇힘 사고 절대 건수가 매년 증가하고 있다. 또한 갇힘, 급상승, 급정지, 층 표시 오류 등 승객의 불안감을 유발시킬 수 있고, 인명 사고와 연결될 수 있는 오동작 사고가 많이 발생을 하고 있다. 따라서 본 논문에서는 이런 갇힘 및 오동작을 발생시킬 수 있는 순시전원품질(Sag, Swell, Interruption) 현상이 승강기가 설치되어 있는 현장에서 어느 정도의 크기와 지속시간으로 측정이 되는지를 실시간 측정 장비를 통하여 측정 분석 하였다. 또한 승강기 설비 두 세트에 대하여 유럽에서 승강기 내성시험(susceptibility)규정으로 적용하는 EN12016(2004) 규격으로 시험하여 순시전원품질 변화에 따른 승강기 설비의 멈춤 및 구동에 대한 성능 평가를 하였다. 분석 결과는 최종적으로 승강기 설비의 전원품질과 오동작의 상호 연관성 분석 및 승강설비의 전기적 장해에 대한 대책을 제시하는데 자료로 이용될 것이다.
The number of confine-disease of elevator increases every year and then sudden rise, sudden stop, error of level indication, stand; those can bring to uneasiness of elevator passenger and malfunction accidents related life accident are increasing. For confirmation those malfunction accident, we are ...
The number of confine-disease of elevator increases every year and then sudden rise, sudden stop, error of level indication, stand; those can bring to uneasiness of elevator passenger and malfunction accidents related life accident are increasing. For confirmation those malfunction accident, we are measuring and analyzing power quality(Sag, Swell, Interruption) of the actual site and evaluated the performance for stop and stating by testing the two imitation test equipment with EN12016(2004) standard level. This paper will be used data of the analysis for mutual relation between Power Quality and malfunction and fault of elevator.
The number of confine-disease of elevator increases every year and then sudden rise, sudden stop, error of level indication, stand; those can bring to uneasiness of elevator passenger and malfunction accidents related life accident are increasing. For confirmation those malfunction accident, we are measuring and analyzing power quality(Sag, Swell, Interruption) of the actual site and evaluated the performance for stop and stating by testing the two imitation test equipment with EN12016(2004) standard level. This paper will be used data of the analysis for mutual relation between Power Quality and malfunction and fault of elevator.
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문제 정의
또한 멈춤, 급상승, 급정지, 층 표시 오류 등 승객의 불안감을 유발시키고 인명 사고와 연결될 수 있는 잠재적 사고가 대 당년 6회 정도 발생을 하고 있다고 조사되었다[2]. 따라서 본 논문에서는 인명피해 사고와 연결될 수 있는 승강기 진행 중 멈춤 인명 갇힘 등에 원인을 줄 수 있는 순시 전원품질에 대한 현장 측정 및 분석을 위해 승강기 기계실에 있는 분전반 2차에 실시간 측정 장비를 설치하여 승강기 입력 전원에 대한 자료 분석을 하였다 또한 국내에 적용하지 않는(특수용 승강기 제외) 승강기 설비의 내성에 대한 시험으로 인하여 순시전원품질 변화에 따른 승강기 설비의 성능에 대하여 평가 하였다. 분석된 자료는 추후 진행될 다른 규정시험 분석과 함께 승강기 설비의 전원 품질과 오동작의 상호 연관성 분석 및 승강 설비의 전기적 장해에 대한 대책을 제시하는데 자료로 이용될 것이다.
에러에 기록된 원인의 대부분이 도어에 관련된 에러이고 한두 건이 급정지, 통신 에러, Undervoltage 관련된 에러가 발생을 하고 있다. 따라서 실시간으로 파형 측정은 승강기 제어반에 있는 Fault Rcord에 기록된 시간과 비교하여 에러 발생 원인이 측정된 전원 품질과 어느 정도 연관이 있는지 상호 비교 확인하기 위함이다. 다음표 2는 10월 1일부터 1월 6일까지 현장에서 조사 분석된 자료이다.
제안 방법
그 이유로는 측정하고자 하는 파형이 언제 발생할지를 모르기에 측정 가능성이 적다고 판단된다. 따라서 본 연구에서는 승강기 전원을 실시간 측정할 수 있는 계측 장비를 그림 2와 같이 설치하여 필요한 파형을 분석 하였다. 기간으로는 20®.
그림 3의 (a)는 승강기 전원을 공급하는 공동주택 맨 위층에 설치되어 있는 승강기 기계실 분전반에 실시간 전압을 측정하기 위한 분전반 2차 측에 PT 설치한 그림이다. 3상과 중성선, 접지 측을 연결하여 3[0] 4[W]의 전압 및 고조파 변화 등을 측정하였다. 그림 3의 (b)는 분전반 2차 측(승강기 제어반 1차 측)에 전류 및 고조파 변화를 측정하기 위하여 CT를 설치한 그림이다 그림 3의 (c)는 측정 장비로서 CT, PT에 의해서 측정된 값과 측정된 값을 통신 장비로 연결 시켜주는 역할을 하고 있다.
따라서 이런 기종 및 복합적 요인에 의해 갇힘 사고가 발생을 하는데[4-5, 7] 이런 부분에 영향을 주는 요인으로 순시 정전(Interruption), 순시전압강하(Sag), 순시 전압상승(Swell), 정전을 표 1과 같은 지역을 대상으로 전원품질 상태를 측정하였다. 순시 전원품질 지속시간 정의는 IEC61000-4-11과 IEEE 1159의 규정에 따라 0.
시험구성 장비로는 승강기를 실제 운전하는 것과 같은 효과를 얻기 위해 승객의 하중에 해당하는 부하제어기를 추가로 설치하여 전 부하 용량의 효과를 낼 수 있도록 하였다. 아울러 이들 시스템을 움직이고 이에 따른 운전지령 및 조작을 위한 시뮬레이터가 필요하다.
순시전압강하, 순시정전에 대한 내성시험은 30[%] 및 60[%]의 전압강하를 KSBEN12016(2002) 과 EN12016(2004)의 안전회로 규격에 따라서 30[%] 전압강하는 10[ms] 부터 100[ms] 까지 10[ms]의 간격으로 60[%] 전압강하는 100[ms]부터 1000[m蔔까지 100[ms] 의 간격으로 진행하였고, 순시정전은 5000[ms] 동안 진행하였다. A모델은 3이:%] 전압강하 시험에서 70[ms] 이상의 지속시간에 대해 승강 설비가 멈추었다가 자동복구 되었으며, 60[%] 전압강하와 순시정전 시험에서는 모두 승강설비가 구동을 멈추었다가 자동복구 되는 결과를 얻었다.
대상 데이터
측정 장비 설치는 지역을 고려하여 서울 두 곳과 천안, 춘천에 표 1과 같은 사양의 승강기 설비에 측정 장비를 설치하였다. 공동주택 승강기 전원 시스템은 그림 1과 같이 대부분 동력용 변압기에서 승강기 전원을 공급하는 시스템을 가지고 있다.
시험원에서 승강기 시험설비의 대표적 모델을 선정하기 위해 우선 제어장식은 VWF 방식을 택했으며, 현재 국내 시장에 가장 많은 공급을 하고 있는 대기업을 중심으로 2개 모델과 중소기업의 모델 1개를 선정하였다. 90년대 후반 승강기에 사용되면서 대부분의 공동주택에 주종을 이루고 있는 중저속, 8인승에서 15인승을 모델 승강기로 선정하였다.
선정하였다. 90년대 후반 승강기에 사용되면서 대부분의 공동주택에 주종을 이루고 있는 중저속, 8인승에서 15인승을 모델 승강기로 선정하였다. 선정된 3가지 모델 중 두 모델 A형 및 B형 모델을 아래 표 3과 같이 선정하였다.
90년대 후반 승강기에 사용되면서 대부분의 공동주택에 주종을 이루고 있는 중저속, 8인승에서 15인승을 모델 승강기로 선정하였다. 선정된 3가지 모델 중 두 모델 A형 및 B형 모델을 아래 표 3과 같이 선정하였다. 시험설비 구성 세트는 EN12016의 시험 규정에 따라 설치 시험하였다
이론/모형
선정된 3가지 모델 중 두 모델 A형 및 B형 모델을 아래 표 3과 같이 선정하였다. 시험설비 구성 세트는 EN12016의 시험 규정에 따라 설치 시험하였다
성능/효과
동안 진행하였다. A모델은 3이:%] 전압강하 시험에서 70[ms] 이상의 지속시간에 대해 승강 설비가 멈추었다가 자동복구 되었으며, 60[%] 전압강하와 순시정전 시험에서는 모두 승강설비가 구동을 멈추었다가 자동복구 되는 결과를 얻었다. B모델은 30[%] 전압강하 시험에서 70[ms] 이상의 지속시간에 대해 설비가 구동을 멈추었다가 자동복구 되었으며, 60[%] 전압강하와 순시정전에 대해서는 설비가 구동을 멈추었다가 시험이 끝나고 전원을 리셋한 이후에 성능이 복구되었다.
승강기 설비의 갇힘 및 멈춤, 급상승, 급정지, 층 표시 오류 등 오동작의 원인 분석을 위하여 현장에 승강기 전원품질 중 순시전압품질을 일정기간 측정 결과 10~500[ms] 이상으로 순시전압강하, 순시 정전, 순시전압상승이 발생을 하고 있고, 그 빈도는 측정 장소에 따라 다르지만 한달에 한 두건 이상은 발생을 하는 것으로 조사되었다. 또한 EN12016(2004)의 안전회로 규격에 따라서 시험한 결과 제품 성능평가에서 30[%] 전압강하 시험에서 70[ms] 이상 지속시간에 대해 승강설비가 멈추었다가 자동복구 되었으며, 60[%] 전압강하와 순시정전 시험에서는 모두 승강설비가 구동을 멈추었다가 전원복수 후 자동복구되는 결과를 얻었다.
하는 것으로 조사되었다. 또한 EN12016(2004)의 안전회로 규격에 따라서 시험한 결과 제품 성능평가에서 30[%] 전압강하 시험에서 70[ms] 이상 지속시간에 대해 승강설비가 멈추었다가 자동복구 되었으며, 60[%] 전압강하와 순시정전 시험에서는 모두 승강설비가 구동을 멈추었다가 전원복수 후 자동복구되는 결과를 얻었다. 이는 현장에서 측정되는 순시 정전, 순시전압강하 등이 발생을 했을 경우 갇힘 및 다른 에 러 발생과의 연관성 분석이 필요한 부분으로 사료된다.
후속연구
따라서 본 논문에서는 인명피해 사고와 연결될 수 있는 승강기 진행 중 멈춤 인명 갇힘 등에 원인을 줄 수 있는 순시 전원품질에 대한 현장 측정 및 분석을 위해 승강기 기계실에 있는 분전반 2차에 실시간 측정 장비를 설치하여 승강기 입력 전원에 대한 자료 분석을 하였다 또한 국내에 적용하지 않는(특수용 승강기 제외) 승강기 설비의 내성에 대한 시험으로 인하여 순시전원품질 변화에 따른 승강기 설비의 성능에 대하여 평가 하였다. 분석된 자료는 추후 진행될 다른 규정시험 분석과 함께 승강기 설비의 전원 품질과 오동작의 상호 연관성 분석 및 승강 설비의 전기적 장해에 대한 대책을 제시하는데 자료로 이용될 것이다.
이는 현장에서 측정되는 순시 정전, 순시전압강하 등이 발생을 했을 경우 갇힘 및 다른 에 러 발생과의 연관성 분석이 필요한 부분으로 사료된다. 본 논문은 추후 계속 진행되는 현장 측정 데이터와 Fault record와의 상호 연관성 분석 및 EN12016에 규정하고 있는 정전기, Surge, Burt(빠른 과도현상), 전자파 전도, 방사 내성 시험과 고조파 인가 시험을 통한 승강기 오동작 및 고장 원인을 분석하여 최종적으로 전기적 장해에 대한 대책을 제시하는데 자료로 사용될 것이다.
참고문헌 (10)
공동주택의 승강기 설비에 대한 오동작의 원인 조사 및 고찰, 조명전기설비학회지, 2006. 3
인버터 제어 승강기의 전력소비 특성과 전원설비 계획에 관한 연구, 조명 전기설비학회지, 제15권2호, 2001.3
인버터 승강기 시스템의 고조파 실태 분석, 조명 전기설비학회지, 제 8권 5호, 1994. 10
EN 12016(Electromagnetic Compatability : Product family standard for lifts, escalators and moving walis-lmmunity)
Electromagretic compatibility(EMC)-Part 4 : Testing and measurement techniques-Section 11 : Voltage dips, short interruptions and voltage variations immunity tests(2004)
Recommended practice for monitoring electric power Quality R(1995)
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