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리플전압을 이용한 병렬아크 사고 감지기 개발
Development of Parallel Arc Fault Detector Using Ripple Voltage 원문보기

전력전자학회 논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics, v.21 no.5, 2016년, pp.453 - 456  

최정규 (Graduate School of Disaster Prevention, Kangwon Nat'l University) ,  곽동걸 (Graduate School of Disaster Prevention, Kangwon Nat'l University)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The major causes of electrical fire in low-voltage distribution lines are classified into short-circuit fault, overload fault, electric leakage, and electric contact failure. The special principal factor of the fire is electric arc or spark accompanied with such electric faults. This paper studies t...

주제어

#Electric fire   #Parallel arc fault   #Ripple voltage   #Short circuit fault   #Voltage drop  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 특히 순간단락이나 압착손상, 층간단락 등에서 많이 발생하는 병렬아크는 높은 아크전류와 불꽃 방전을 동반하여 전기화재의 직접적인 원인으로 분석된다. 본 논문에서는 이러한 병렬아크 사고를 감지하고 경보를 울리는 아크사고 감지기를 개발하여 전기화재로 인한 인명피해와 재산손실을 저감하고자 한다.
  • 본 논문에서는 이러한 아크사고 발생 시에 나타나는 전압 왜형파를 신속히 감지하고 경보을 알리는 고속응, 고신뢰성의 감지제어 장치를 개발하고자 한다. 저압배선 선로에서 병렬아크 사고에 대한 제안한 감지 제어회로 구성을 그림 2에 나타낸다.
  • 저압배선 선로에서 전기화재의 주요 요인인 아크사고를 예방하기 위해 본 논문에서는 병렬아크 사고 감지기를 개발하여 실용성을 입증하였다. 제안한 감지기는 아크사고 시 선간전압의 순간적인 전압강하를 감지하는 알고리즘으로 설계되었으며, 반도체 소자들을 이용한 회로구성으로 감지기의 동작 속응성이 검증되었다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
전기화재의 직접적인 원인은? 특히 순간단락이나 압착손상, 층간단락 등에서 많이 발생하는 병렬아크는 높은 아크전류와 불꽃 방전을 동반하여 전기화재의 직접적인 원인으로 분석된다. 본 논문에서는 이러한 병렬아크 사고를 감지하고 경보를 울리는 아크사고 감지기를 개발하여 전기화재로 인한 인명피해와 재산손실을 저감하고자 한다.
저압배전 선로에서 병렬아크 사고에 대해 제안한 감지 제어 회로구성은? 회로구성은 배선선로 L1 , L2에 서지(surge) 보호용 배리스터(varistor) V1이 연결되고 직류전원 공급을 위한 정류용 브릿지 다이오드 D1 ～D4, 리플 감쇠용 커패시터 C1과 저항 R1, 그리고 분압용 저항 R2, R3, R4, 아크사고 감지 동작스위치 PUT, PUT 구동용 커패시터 C2와 C3, 커패시터 C3의 방전 방지용 다이오드 D5, 개폐 서지 및 외란 오동작 방지용 적분기 R5와 C4, 경보기 구동용 스위치 SCR, SCR 민감도 조정용 제너다이오드 DZ, 사고발생 경보용 표시등 LED와 경보기 BZ, 그리고 전류 제한용 저항 등으로 구성된다.
누전차단기는 아크사고가 발생할 경우 차단기의 신뢰성에 문제가 있는 이유는 무엇인가? 그러나 이 누전차단기는 아크사고가 발생할 경우 차단기의 신뢰성에 문제를 가지고 있다. 그 이유는 한국산업표준(KS C 4613)에서 정격차단시간을 30ms이하로 지정하고 있어 아크나 스파크 처럼 짧은 주기를 가지고 있는 이상신호가 입력되면 이 신호를 감지하지 못하기 때문이다 [3] . 그림 1은 과부하겸용 누전차단기의 동작성능을 분석하기 위한 실험 특성파형을 보인다.
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참고문헌 (4)

  1. MPSS_NFIC, "Fire present state statistics," 2014. 

  2. KESCO, "Electric disaster statistics analyses," 2014. 

  3. K. W. Kang, M. O. Yoon, S. H. Gu, and Y. J. Song, "A study on the reliability improvement plan on electric leakage & ground fault of low-voltage electrical line," Journal of Korea Institute of Fire Sci. & Eng., Vol. 25, No. 6, pp. 136-145, 2011. 

  4. D. K. Kwak, "Development of RCD auxiliary trip device by using high precision current sensor," Trans. of KIEE, Vol. 58, No. 8, pp. 1532-1537, 2009. 

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