저전압 전력계통에 사용되는 누전차단기의 서지에 대한 오동작은 심각한 문제이다. 본 논문에서는 누전차단기의 서지에 대한 영향을 분석하기 위하여 IEC 61009-1와 KS C 4613 규격에 따라 누전차단기를 시험하였다. 서지전압 시험은 국내외 규격에 모두 적용되고 있으며, 서지전류 시험에 대해서는 국제규격 IEC 61009-1에만 규정되어 있다. 실험결과로부터 누전차단기는 서지전압에 대해서는 강인하지만 서지전류에 대해서는 오동작을 발생시켰다. 실제로 누전차단기가 설치되어 있는 환경에서는 서지전류의 침입이 빈번하므로, 누전차단기는 서지전류에 의한 오동작 시험이 수행되어야 하며, 국내규격에도 누전차단기 시험에 서지전류에 의한 평가를 포함하여야 할 것이다.
본 논문은 뇌임펄스전압에 대한 누전 차단기의 오동작 특성에 관한 것으로 한국공업규격 KS C 4613의 규정과 서지보호장치를 갖는 모의회로의 조건에서 누전차단기의 부동작 특성을 실험적으로 조사하고 검토하였다. 실험 결과, 본 연구에 사용한 30[A]용 고감도형 누전 차단기인 모든 시료는 증폭회로의 전원부에 설치된 서지보호장치에 의해 입사되는 차동모드의 뇌임펄스전압에 차단되는 성능을 가지고 있었다. 4종의 시료는 KS C 4613에 정의된 뇌임펄스 부동작시험조건을 만족시키지 못하였으며, 그때의 오동작을 유발한 전압은 약 5∼6.5[kV]로 비교적 높았다. 서지보호장치가 설치된 경우를 모의한 시험조건에서는 3종의 누전차단기가 오동작하였으며, 누전차단기가 오동작을 일으키는 전압도 약 3∼5[kV] 정도로 비교적 낮았다.
본 연구에서는 저항성 누설전류를 검출 및 차단할 수 있는 누전차단기를 32 bit ARM 프로세서를 기반으로 개발하였다. 개발된 누전차단기는 기술표준규격(KS C 4613)에서 규정하는 0.03초 이내에 저항성 누전을 차단을 할 수 있도록 구현되었다. 이러한 누전차단기는 스마트분전반에서 전기화재 및 감전 예방을 위한 차단기로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.
전기화재의 주된 원인은 단락 및 과부하 사고, 누전 및 접촉불량 등으로 구분되며, 화재의 발생요인은 이들 사고에서 동반되는 아크나 스파크로 인한 화재가 대다수이다. 저압배전선로에 사용되는 고감도형 누전차단기는 누전과 과부하를 검출하여 차단하는 기능은 있으나, 전기화재의 직접적인 위험요소인 아크나 스파크 현상에 대한 차단기능은 없는 것으로 분석된다. 이것은 저압 분전반에 적용되는 누전차단기의 경우 정격차단시간이 30[ms](KS C 4613)로 정해져 있어, 더욱 낮은 레벨로 주기적으로 발생되는 아크나 스파크를 감지하지 못하기 때문이다. 이러한 문제점을 개선하기 위하여 본 논문에서는 전기화재에 기인되는 아크나 스파크에 대해 누전차단기를 트립시키는 보조제어장치를 제안하고, 제안된 보조제어장치의 이론적 해석과 실험측정을 통해 그 타당성을 입증시킨다.
반도체와 IC를 포함한 전자회로는 서지 전압 및 전류에 대해 매우 취약하다. 따라서 전자회로와 교류전원선로에 서지보호장치가 널리 사용되고 있다. 이들 서지보호장치의 동작에 의해 누전 차단기가 오동작 할 수 있으며, 누전 차단기의 오동작에 의한 교류전원의 차단은 전자.정보화 시스템의 운전효율 및 신뢰성의 저하와 경제적인 손실 등과 같은 단점을 초래한다. 본 연구의 목적은 서지 전압에 대한 누전 차단기의 오동작 특성을 조사하는 것이다. 10〔kV〕의 1.2/50〔$\mu\textrm{s}$〕서지전압발생기를 제작하였으며, 한국공업규격 KS C 4613의 시험조건과 바리스터를 포함하는 모의 시험회로 조건에 대해 서지 전압을 인가하였을 때 누전 차단기의 오동작 특성을 측정하였다. 그 결과, 서지 전압과 표류정전용량이 증가함에 따라 누전 차단기의 영상전류의 피크값은 증가하였다. 본 연구에서 사용된 모든 누전 차단기는 KS C 4613에 규정된 뇌임펄스 부동작 시험조건에는 적합하였다. 그러나 바리스터를 삽입한 시험회로 조건에서는 단지 1종의 시료를 제외하고 모두 오동작하였다. 서지보호장치를 가지고 있는 교류전원선로에 설치된 누전차단기는 오동작할 가능성이 매우 높다.
This paper deals with the dead operation characteristics of the earth leakage circuit breaker(ELB) caused by impulse voltages. The surge protective devices for electronic circuit and AC power lines are becoming more widely used. It is possible to give rise to the malfunction of ELB due to the operation of surge protective devices, and the interruption of AC power lines brings about several disadvantages such as low reliability of electronic and informational systems, economical loss, and etc. The dead operation characteristics of the ELB from impulse voltages were measured under the conditions of KS C 4613 and the test circuit with a varistor. As a result, the peak current value of the zero-phase sequence circuit of the ELB is increased as the surge voltage and stray capacitance increase. All of the ELBs used in this work were satisfied with the lightning impulse dead operation test condition defined in KS C 4613. However one specimen only did not cause dead operation in the condition of the test circuit with a varistor. There is high possibility that a large portion of the ELBs connected with the AC power lines having the surge protective devices bring about the dead operation.
This paper is studied on a novel Electric Safety Protection Device (ESPD) of high speed for incapable operation of Earth Leakage Circuit Breaker (ELB) and Molded_case Circuit Breaker (MCCB) using the low voltage distribution line. The major causes of electrical fire are classified to short circuit fault, overload fault, electric leakage and electric contact failure. The occurrence factor of the fire is electric arc or spark accompanied with electrical faults. Residual Current Protective Device (RCD), that is ELB and MCCB, of high sensitivity type used at low voltage wiring cuts off earth leakage and overload, but the RCD can't cut off electric arc or spark to be a major factor of electrical fire. As the RCDs which are applied low voltage distribution panel are prescribed to rated breaking time about 30[ms] (KS C 4613), the RCDs can't perceive to the periodic electric arc or spark of more short wavelength level. To be improved on such problem, this research development is proposed to a novel ESPD of high speed to trip of distribution line on electric arc or spark due to electrical fire. Some experimental results of the proposed ESPD are confirmed to the validity of the analytical results.
The major causes of electrical fire are classified to short circuit fault, overload fault, electric leakage and electric contact failure. The principal factor of the fire is electric arc or spark accompanied with such electric faults. Earth Leakage Circuit Breaker (ELB) and Molded_case Circuit Breaker (MCCB), that is, Residual Current Protective Devices (RCDs) used on low voltage distribution lines cut off earth leakage and overload, but the RCD can not cut off electric arc or spark to be a major factor of electrical fire. As the RCDs which are applied in low voltage distribution panel are prescribed to rated breaking time about 30[ms] (KS C 4613), the RCDs can't perceive to the periodic electric arc or spark of more short wavelength level. To improve such problems, this paper studies on an arc fault circuit interrupter (AFCI) using the distorted voltage wave in electric arc faults. The proposed voltage sensing type AFCI is an electrical fire prevention apparatus of new conception that operates a circuit breaker with sensing the instantaneous voltage drop of line voltage at electrical faults occurrence. The proposed AFCI is composed of control circuit topology using some semiconductor switching devices. Some experimental tests of the proposed AFCI confirm practicality and the validity of the analytical results.
전기적 위험요소인 아크고장, 과전류, 누설전류, 온도 등을 마이크로콘트롤러를 이용하여 실시간 감시할 수 있는 복합형 AFCI(Arc Fault Circuit Interrupter, 아크고장 차단기)를 설계 구현하며, 지그비(ZigBee)기반 네트워크를 구성함으로써 아크고장에 의한 전기화재의 위험성을 예측할 수 있는 시스템을 제안한다. 복합형 아크고장 차단기는 미국의 AFCI의 인증 규격인 UL1699의 시험 조건과 KS C 규격에서 요구하는 배선용차단기와 누전차단기의 규격을 만족시키며, 검출된 전기적 위험신호들을 분류하고 전송할 수 있는 복합형 AFCI를 네트워크의 종단에 설치하고, 화재의 위험요소들의 발생 상황을 분석함으로써, 화재 위험성을 방지하기 위한 예측 시스템의 구현에 관한 연구이다.
본 연구에서는 mA급 유효성분(저항성) 누설전류를 감지할 수 있는 모듈을 개발하였다. 감지된 누설전류를 기술표준규격에서 규정하는 0.03초 이내에 차단을 할 수 있도록 16 bit 신호처리 프로세서인 MSP430 프로세서를 사용하여 모듈을 구현하였다. 개발된 모듈은 스마트그리드의 스마트분전반에서 감전예방을 위한 모듈로 적용 가능할 것으로 기대된다.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.