• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권2호
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• pp.332-338
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• 2010

전력계통에서 아크현상이 원인이 되는 전기화재는 전기제품의 사용증가에 따라 급증하고 있으나, 이들 사고를 방지할 수 있는 확립된 방법은 없다. 이들 배경에서 본 논문은 공기조화기에서 직렬아크 검출 기술과 장치에 대한 실험적 결과에 대해 기술하였다. 공기조화기의 불완전한 접속부에서 발생하는 직렬아크를 모의하고, 주파수 스펙트럼을 FFT로 분석한 결과, 190 kHz~250 kHz와 900 kHz~1.6 MHz 에 존재함을 알 수 있었다. 저역차단주파수가 170 kHz이며 60 Hz를 176 dB까지 감쇄시킬 수 있는 아크검출 및 파형정형 회로를 설계하였다. 또한 스위치 조작, 인버터 운전 및 서지 등에 의해 발생하는 노이즈로부터 직렬아크신호를 분리할 수 있는 알고리즘을 제안하였다. 적용실험은 UL1699에 규정 되어있는 아크발생장치를 이용하여 여러 형태의 공기조화기에서 수행되었으며, 99 %이상 검출능력을 나타내었다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.7-14
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• 2009

전류 돌입형, 비선형 및 전류 단속형 부하들은 정상작동 상태에서 아크 발생의 경우와 유사한 전류파형을 갖는다. 이러한 부하들에서 아크 검출기법을 정확하게 구현하기 위하여서는 아크 유무에 따른 전류파형의 전형적인 특징을 찾을 필요가 있다. 본 논문에서는 UL 1699의 직렬과 병렬 아크 발생장치들로 이러한 부하들에 마크를 발생시키고 시간 및 주파수 영역에서 아크 전류파형을 분석한다. 아크 실험의 분석결과를 통하여 아크 전류파형의 전형적인 특징은 시간영역에서는 영점전류의 처짐 현상이고 주파수영역에서는 60Hz 고조파 성분을 제외한 전대역의 주파수에 걸쳐서 스펙트럼 크기가 증가되는 것임을 보인다. 비선형 및 전류 단속형 부하들에서 시간영역보다는 주파수영역의 아크 전류의 특징이 보다 명확히 나타남을 보인다. 본 논문에서 제시된 아크 전류파형의 특징들은 아크 차단기 개발을 위한 기반자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국철도학회논문집
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• 제11권5호
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• pp.477-481
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• 2008

본 논문은 저압계통에서 전기화재의 징후인 직렬아크의 검출방법에 대해 기술하였다. 제안한 검출회로는 전원주파수 성분을 80dB 이상 감소시킬 수 있는 저역차단주파수가 3kHz인 고역통과필터와 아크신호만을 검출하기 위한 중심주파수가 4kHz인 대역통과필터로 구성된다. UL1699에 규정된 아크발생장치를 이용하여 비선형부하인 위상제어 백열전구와 고주파발생부하인 인버터 추동 유도전동기에서 직렬아크신호를 모의하여 성능을 평가하였다. 실험 결과로부터 세안한 방식은 비선형부하와 고주파발생하에 대해서도 직렬아크신호를 정확히 구분함으로써 현재 최대 문제인 검출오류를 해결하였음이 확인되었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.271-276
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• 2021

Arc fault detector based on multilevel DWT with analysis of high-frequency noise components over 100 kHz is proposed in this study to improve the performance in detecting serial arcs and distinguishing them from inverter noise in PV systems. PV inverters generally operate at a frequency range of 20-50 kHz for switching operation and maximum power tracking control, and the effect of these frequency components on the signal for arc detection leads to negative arc detection. High-speed ADC and multilevel DWT are used in this study to analyze frequency components above 100 kHz. Such high frequency components are less influenced by inverter noise and utilized to detect as well as separate DC series arc from inverter noise. Arc detectors identify the input current of PV inverters using a Rogowski coil. The sensed signal is filtered, amplified, and used in 800kSPS ADC and DWT analysis and arc occurrence determination in DSP. An arc detection simulation facility in UL1699B was constructed and AFD tests the proposed detector were conducted to verify the performance of arc detection and performance of distinction of the negative arc. The satisfactory performance of the arc detector meets the standard of arc detection and extinguishing time of UL1699B with an arc detection time of approximately 0.11 seconds.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.41-48
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• 2010

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.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.182-187
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• 2008

This paper dealt with the detection algorithm of series arcing, which is a cause of electric fires in low-voltage wiring systems. To find the distinguished electrical features of series arc, we simulated series arcing by the arc generator specified in UL1699. An electric heater, an inverter-controlled vacuum cleaner, and a phase-controlled incandescent lamp were used as loads to generate series arcing. A high-pass filter (HPF) with the low cut-off frequency of 3 kHz at -3 dB was fabricated and applied to separate the series arc signal from the AC voltage source. The experiment showed that the high frequency signal generates randomly during series arcing, and the phase-controlled incandescent lamp produces high frequency pulses even in normal state. In this case, the magnitude, the width, and the randomness of high frequency signal should be analyzed to estimate series arcing precisely.

• Current Photovoltaic Research
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• 제11권4호
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• pp.118-123
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• 2023

The main cause of solar facility fires is arc, and in the last 3 years ('16 to '18), about 80% of domestic solar facility fires have been caused by arcs. The capacity of solar power facilities installed around the world continues to increase, and fires caused by arcs are also expected to increase as the solar power generation facilities that were initially installed become obsolete, In this paper, an arc generation test was conducted based on the UL1699B test standard. As a result of the test, the arc generation satisfied the minimum arc current according to the test conditions, and DC arc characteristics were analyzed through data such as arc voltage and arc current according to variables such as speed of moving electrodes and electrode spacing.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2013년도 추계학술대회 논문집
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• pp.231-232
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• 2013

본 논문에서는 아크검출 알고리즘을 제안한다. 아크를 검출하기 위하여 아크의 전기적 특성 중 하나인 고조파에 대하여 분석하고 아크로 인한 홀수고조파의 변화를 분석하여 아크를 검출할 수 있는 아크 검출 알고리즘을 설계한다. 이를 증명하기 위하여 UL1699에서 제안하는 직렬아크 발생장치를 통하여 아크를 발생시키고 측정한 전류파형을 기반으로 알고리즘을 검증하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.119-120
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• 2010

일반적으로 전선이 낡고 오래되거나 또는 강한 열이나 외부적 충격 등에 의해서 절연이 파괴된 경우 전기화재의 원인이 되는 아크 현상이 발생한다. 이러한 아크 사고는 Arc Fault Circuit Interrupter (AFCI)를 통해 예방할 수 있다. UL1699규정은 AFCI의 성능 시험을 위한 규정으로 구체적인 여러 성능 시험을 제시하고 있다. 그 중 EMI 필터 시험에 대한 부분을 한국의 전기 배선에 맞게 재구성하여 실험하고, 아크 검출에 EMI 필터가 어떤 영향을 미치는지 분석하여 UL에서 제시한 EMI 필터 시험의 타당성을 검증한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.2146-2147
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• 2011

전기화재의 원인인 아크 신호는 전류 돌입형, 비선형 및 전류 단속형 부하들의 정상상태와 유사한 전류파형을 갖는다. 이러한 부하들에서 아크를 정확하게 검출하기 위해서는 아크 유무를 정확히 판단 할 수 있는 시스템이 필요하며 이러한 시스템에서 아크검출을 정확히 하는 필터가 중요하다. 본 논문에서는 UL1699의 직렬 아크 발생장치로 아크를 발생시키고 시간 및 주파수 영역에서 아크 전류파형을 분석하였다. 분석결과 아크전류파형은 시간영역에서는 영점전류의 처짐 현상(shoulder)이 발생하고 주파수영역에서는 60Hz의 고조파 성분을 제외한 전대역의 주파수에 걸쳐서 스펙트럼이 증가하였다. 본 논문에서 제시된 아크 검출용 필터는 이러한 특징들 중 주파수 영역의 특징을 검출한다.