본 연구는 저압 선로의 접촉 부분에서 발생할 수 있는 접촉 불량과 그 부분의 진동이 결합될 경우 발생될 수 있는 불꽃 및 직렬 아크를 검출할 수 있는 방법에 대한 것이다. 일반적으로 전기화재의 원인은 과전류, 단락, 접촉불량 등 여러 가지가 있을 수 있다. 이 중 과전류 및 단락 등은 선로에 흐르는 순간 전류량을 검출하여 감지할 수 있으나, 접촉불량은 전압, 전류값의 초과분 및 파형의 왜곡으로는 검출하기가 어려운 점이 있다. 따라서 본 논문에서는 퍼지논리 및 다차원 기법을 이용하여 최적의 아크 판단 기법을 연구하고, 아크 검출 및 검증을 위한 모의실험과 제어기 실험 및 부하실험을 실시하였다. 그 결과 제어기 및 검출 알고리즘이 여러 가지 부하와 상관없이 정상적인 부하의 파형과 아크 발생시의 파형을 구분하여 성공적으로 직렬아크를 검출하였다.
본 연구는 저압 선로의 접촉 부분에서 발생할 수 있는 접촉 불량과 그 부분의 진동이 결합될 경우 발생될 수 있는 불꽃 및 직렬 아크를 검출할 수 있는 방법에 대한 것이다. 일반적으로 전기화재의 원인은 과전류, 단락, 접촉불량 등 여러 가지가 있을 수 있다. 이 중 과전류 및 단락 등은 선로에 흐르는 순간 전류량을 검출하여 감지할 수 있으나, 접촉불량은 전압, 전류값의 초과분 및 파형의 왜곡으로는 검출하기가 어려운 점이 있다. 따라서 본 논문에서는 퍼지논리 및 다차원 기법을 이용하여 최적의 아크 판단 기법을 연구하고, 아크 검출 및 검증을 위한 모의실험과 제어기 실험 및 부하실험을 실시하였다. 그 결과 제어기 및 검출 알고리즘이 여러 가지 부하와 상관없이 정상적인 부하의 파형과 아크 발생시의 파형을 구분하여 성공적으로 직렬아크를 검출하였다.
This study is on the method of the detection for flame and series arc which can be happened at poor contact point added a vibration in part of contact point of low voltage line. In general, the causes of electric fire are over current, short circuit, poor contact, ect. The over-current or short circ...
This study is on the method of the detection for flame and series arc which can be happened at poor contact point added a vibration in part of contact point of low voltage line. In general, the causes of electric fire are over current, short circuit, poor contact, ect. The over-current or short circuit among those causes is detected by measuring a instant current value, but poor contact is difficult to detect by measuring a excessive value of the voltage and current and a distortion of waveforms. And therefore, in this paper, it is studied on the optimal technique of the arc judgement using fuzzy logic and MDET (Multi Dimension Estimation Technique). And it carries out the simulation for arc detection and the experiment for controller and load test. In result, the controller and detection algoristhm, is classified with normal wave and abnormal arc wave without relation with each loads and so the controller can detect a series arc successfully.
This study is on the method of the detection for flame and series arc which can be happened at poor contact point added a vibration in part of contact point of low voltage line. In general, the causes of electric fire are over current, short circuit, poor contact, ect. The over-current or short circuit among those causes is detected by measuring a instant current value, but poor contact is difficult to detect by measuring a excessive value of the voltage and current and a distortion of waveforms. And therefore, in this paper, it is studied on the optimal technique of the arc judgement using fuzzy logic and MDET (Multi Dimension Estimation Technique). And it carries out the simulation for arc detection and the experiment for controller and load test. In result, the controller and detection algoristhm, is classified with normal wave and abnormal arc wave without relation with each loads and so the controller can detect a series arc successfully.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 전기기기의 단자부근 및 전선 부근에서 발생하는 접촉 불량과 그 부분의 진동에 의한 아크 발생 및 불꽃을 전압과 전류의 데이터로 분석하고 검출하여 최적의 검출 방법을 연구·개발하여 실험으로 입증하고자 하였다.
본 논문은 접촉불량 및 반단선 등이 발생되고 진동이 결합될 경우 발생될 수 있는 불꽃 또는 아크를 검출할 수 있는 아크 검출 제어기에 관한 연구이다. 아크 검출 제어기에 대한 신뢰성 실험과 부하 특성 실험을 실시하여 제어기의 타당성을 입증하고자 하였다.
가설 설정
접촉 불량 발생시 모든 경우에서 아크가 발생하는 것은 아니지만, 본 연구에서는 전기적 접촉불량 및 반단선 상태 및 이러한 환경에 진동이 가해질 때 불꽃 및 아크가 발생하여 전기화재로 이어질 경우를 가정하여 실험하였다.
제안 방법
모의실험은 본 연구에 적용하는 아크 검출 제어기 하드웨어에 대한 모의실험으로서 Figure 3과 같은 전압, 전류의 데이터를 실시간 연속적으로 제어기에 주입하여 분석 및 연산하게 하였다.
부하 실험은 본 연구에 의해 연구·개발된 제어기가 비정상적인 전압, 전류 파형을 유발하는 부하에 대하여 동작 및 부동작 실험에서 잘 적응하는지를 확인하기 위하여 실시하였으며, 저항부하는 물론 SMPS, 유도성 및 용량성 부하가 적용될 경우 등에 대하여 동작 및 부동작 실험을 하였다. 부하로는 진공청소기, DC전원공급기, 캐패시터 기동 모터, 조광기, 형광등(40 W) 부하를 적용하였다.
분석결과 일반 부하에서 자주 발생하는 홀수 고조파(Odd Harmonics)의 함유량이 증가하였고, 일반부하에서 비교적 발생비율이 적은 짝수 고조파(Even Harmonics)도 다수 포함되어 발생된다는 것을 알 수 있었다. 이 짝수 고조파의 발생과 기존 홀수 고조파 함유량의 변화 등이 본 연구에서 아크 판단 요소 중 중요한 요소로 작용하였으며, 이 밖에 정상상태를 벗어나는 여러 가지 요소에 대하여 그 변화량을 검출하도록 제어기를 설계하였다. 특히 부하의 종류에 따라 정상적으로 발생하는 고조파는 그 발생 함유량과 상관없이 제어기가 ‘정상’으로 판단하고 있으며, 부하의 특성상 고조파 발생이 많이 발생되는 부하에서도 아크가 발생될 경우만 아크로 판단 할 수 있었다.
대상 데이터
Figure 6은 본 연구의 실험세트로서 저항부하 및 아크 발생장치 그리고 전압, 전류 검출장치 와 제어기로 구성되어있다. 이 실험세트를 이용하여 접촉 불량과 진동에 의한 아크를 방생시키고 그 아크를 정확히 판단하는지 여부를 실험하였다.
성능/효과
본 연구에서 제시한 검출 제어기는 아크 발생시 약 200[ms] 이내에서 신속히 상태를 분석하고 경보하였고, 제어기 내부의 검출 알고리즘이 양호하게 동작함을 알 수 있었으며, 여러 가지 표준 부하로 부하 동작 실험 및 부동작 실험을 한 결과 각 부하에 따른 파형의 상태와 상관없이 정상적인 부하의 파형과 아크 발생시의 파형을 구분하였다. 향후 보다 다양한 부하 실험을 통하여 본 논문에서 적용한 가중치에 대한 정밀한 적용 방식 및 퍼지 로직 적용에 대한 연구를 지속하여 보다 다양한 부하의 특성을 고려한 아크 검출기가 될 수 있도록 연구를 지속할 것이다.
후속연구
본 연구에서 제시한 검출 제어기는 아크 발생시 약 200[ms] 이내에서 신속히 상태를 분석하고 경보하였고, 제어기 내부의 검출 알고리즘이 양호하게 동작함을 알 수 있었으며, 여러 가지 표준 부하로 부하 동작 실험 및 부동작 실험을 한 결과 각 부하에 따른 파형의 상태와 상관없이 정상적인 부하의 파형과 아크 발생시의 파형을 구분하였다. 향후 보다 다양한 부하 실험을 통하여 본 논문에서 적용한 가중치에 대한 정밀한 적용 방식 및 퍼지 로직 적용에 대한 연구를 지속하여 보다 다양한 부하의 특성을 고려한 아크 검출기가 될 수 있도록 연구를 지속할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
접촉불량의 검출이 어려운 이유는 무엇인가?
일반적으로 전기화재의 원인은 과전류, 단락, 접촉불량 등 여러 가지가 있을 수 있다. 이 중 과전류 및 단락 등은 선로에 흐르는 순간 전류량을 검출하여 감지할 수 있으나, 접촉불량은 전압, 전류값의 초과분 및 파형의 왜곡으로는 검출하기가 어려운 점이 있다. 따라서 본 논문에서는 퍼지논리 및 다차원 기법을 이용하여 최적의 아크 판단 기법을 연구하고, 아크 검출 및 검증을 위한 모의실험과 제어기 실험 및 부하실험을 실시하였다.
George D. Gregory and Gary W. Scott, "The Arc-Fault Circuit Interrupter: An Emerging Product", IEEE Transaction on Industry Applications, Vol. 34, No. 5, pp. 928- 933 september/october (1998).
T. Funabashi, H. Otoguro, Y. Mizuma, L. Dube, M. Kizilcay and A. Ametani, "Influence of Fault Arc Characteristics on the Accuracy of Digital Fault Locators", IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 16, No. 2, April, pp. 195- 199 (2001).
Proc.-Gener. Transm. Distrib. A. T. Johns, R. K. Aggarwal and Y. H. Song, "Improved Technique for Modelling Fault arc on Faulted EHV Transmission Systems", Vol. 141, No. 2, March, pp. 148-154 (1994).
J. H. Lee, D. H. Kim and S. C Kim, "Improvement and Analysis for an Electrical Fire Cause Classification", Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 23, No. 2, pp. 36-40 (2009).
S. C. Choi, C. K. Kwak and J. H. Kim, "A Study on Device Development for Electrical Fire Protection on Open Phase of Three-Phase Motor", Journal of Korean Institute of Fire Science & Engineering, Vol. 26, No. 1, pp. 61-67 (2012).
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