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보고서 요약서

SUMMARY

Contents

목차

요약문 5

제1장 연구개발과제의 개요 18

제1절 연구개발 배경 및 필요성 18

1. 연구개발 배경 18

2. 연구개발 필요성 19

제2절 연구개발 목표 및 내용 20

1. 연구개발의 최종목표 20

2. 연차별 연구목표 및 내용 20

제2장 국내외 기술개발 현황 24

제1절 선진국의 기술개발 동향 24

1. 국외기술현황 24

2. 아크 결함 회로 차단기 25

제3장 연구개발 수행 내용 및 결과 40

제1절 진단 factor 도출 40

1. 누설전류 측정 시험 및 factor 도출/알고리즘 제시 40

2. 누설전류 측정 시험 및 진단 factor 도출 46

3. 누설 전류 진단 알고리즘 도출 51

3. 아크시험, 신호처리 분석 및 진단 factor 도출/알고리즘 제시 53

제2절 저압배전반 진단알고리즘 개발 56

1. 주파수 분석 및 필터 설계 기법 56

2. 저압배전반 자동진단을 위한 진단신호처리 기법 개발 63

3. 아크검출 모듈 개발을 위한 하드웨어 및 프로그램 구현 검토 93

제3절 시작품 제작 및 성능시험 97

1. 수행 내용 및 결과 97

2. 검출센서 선정검토 104

3. ZCT의 주파수 특성 검토 107

4. 필터 설계 검토 109

5. 장치 제작 115

6. 시험결과 123

제4장 연구개발 결과의 활용 계획 145

제1절 연구성과의 확산 및 기대효과 146

가. 기대효과 146

나. 성과활용 및 확산 계획 146

참고문헌 149

판권기 150

표목차

표 3-1-1. 선정 ZCT 사양 42

표 3-1-2. 로고스키코일 CT 사양 44

표 3-1-3. 측정방법 비교 48

표 3-1-4. 측정시간 비교 시험 48

표 3-1-5. 측정결과 48

표 3-2-1. 다양한 대역통과필터 통과대역 주파수 및 필터 구조 75

표 3-2-2. 정상데이터와 아크 데이터 구성 75

표 3-2-3. 3.75A 전류에 대한 아크 검출 결과 76

표 3-2-4. 10A 전류에 대한 아크 검출 결과 77

표 3-2-5. 20A 전류에 대한 아크 검출 결과 78

표 3-2-6. 40A 전류에 대한 아크 검출 결과 79

표 3-2-7. 50A 전류에 대한 아크 검출 결과 80

표 3-2-8. 전류별 아크 검출성능 및 임계값 분석 81

표 3-2-9. 전체 전류를 고려한 아크 검출 결과 82

표 3-2-10. 평균필터 후 대역통과필터를 적용한 경우 전류별 검출 성능 85

표 3-2-11. 평균필터가 없는 경우의 전류별 검출 성능 85

표 3-3-2. 일본 Multi사 ZCT-80 106

표 3-3-3. ZCT주파수에 따른 출력 파형 검토-1 107

표 3-3-4. ZCT주파수에 따른 출력 파형 검토-2 108

표 3-3-5. RC필터 109

표 3-3-6. RL필터 110

표 3-3-7. RLC필터 111

표 3-3-8. RC필터 112

표 3-3-9. RL필터 113

표 3-3-10. RLC필터 114

표 3-3-11. 센서류 사진 122

표 3-3-12. 진단장치 본체 123

그림목차

그림 1-1-1. 전기화재 원인별 분포 18

그림 1-1-2. arc flash 사고 및 현장 점검 19

그림 2-1-1. 벽이나 노출된 전선의 잠재적인 위험요인의 사례 24

그림 2-1-2. B/F 및 조합차단기가 나타내는 추가 보호영역 25

그림 2-1-3. 다양한 비선형 부하에 대한 직렬아크 검출 파형 26

그림 2-1-4. 아크검지 RF전류 스펙트럼 방법 27

그림 2-1-5. UL 1699의 아크 곡선 27

그림 2-1-6. 3 가지 유형의 가정 사고 및 관련 파형의 사진 28

그림 2-1-7. 북미지역 가정에서 사용중인 전형적인 결선도 29

그림 2-1-8. 공기중 Paschen curve 31

그림 2-1-9. 흑연의 열이온 방출 31

그림 2-1-10. SPT-2의 아크발생시 전압 및 전류 파형 변하 31

그림 2-1-11. 글로우 결합 형성과정 개념도 33

그림 2-1-12. 구리전선 글로우 결합의 형성과정(전류가 제로인 부분에서 저항이... 34

그림 2-1-13. 글로우 접촉의 동적저항 변화 34

그림 2-1-14. 1mm 구리 전선간의 전형적인 평균 글로우 접촉 전압 및 전력 35

그림 2-1-15. 다양한 재료에 다른 전압 및 전류 파형(전류 1.6 A) 36

그림 3-1-1. ZCT 동작 원리 41

그림 3-1-2. ZCT 외형 및 1차 전류별 출력전압 특성 41

그림 3-1-3. 로고스키코일 구성 및 측정원리 43

그림 3-1-4. 선정된 로고스키코일의 주파수 응답특성 44

그림 3-1-5. HFCT의 사양과 외형도 45

그림 3-1-6. 누설전류 측정장치 개념도 46

그림 3-1-7. 누설전류 측정 시험방법 47

그림 3-1-8. 각 시험전압 측정 그래프 49

그림 3-1-9. 누설전류 측정 diagram 50

그림 3-1-10. 부하전류와 누설전류의 위상차 벡터도(one diagram은 앞의 그림참조) 51

그림 3-1-11. Algorithm for leakage current diagnosis 52

그림 3-1-13. 시험용 전극 설계도 및 지그사진 53

그림 3-1-14. 측정된 아크파형(raw data)[원문불량;p.39] 54

그림 3-1-16. 아크 진단을 위한 알고리즘 55

그림 3-1-17. N＝8인 경우의 FFT 구조 60

그림 3-2-2. 4차 FIR 필터의 구조 61

그림 3-2-3. 노이즈 신호가 포함된 신호와 주파수 특성 62

그림 3-2-4. FIR 필터 적용 후의 신호와 주파수 특성 62

그림 3-2-5. M＝N＝4인 IIR필터의 구조 63

그림 3-2-6. 실험장치 구성 64

그림 3-2-7. 정상상태 전류, 전압 및 전극 양단전압[원문불량;p.51] 66

그림 3-2-8. 아크상태 전류, 전압 및 전극 양단전압[원문불량;p.52] 67

그림 3-2-10. 아크상태 전류 및 전압에 대한 주파수 분석 결과[원문불량;p.53] 68

그림 3-2-11. 정상상태 및 아크상태에 따른 전류 및 전압의 주파수...[원문불량;p.54] 69

그림 3-2-12. 정상상태 및 아크상태에 따른 전류 및 전압의 주파수...[원문불량;p.55] 70

그림 3-2-13. 정상상태 및 아크상태에서 리샘플링된 전류 파형[원문불량;p.56] 71

그림 3-2-14. 정상상태 및 아크상태에서 리샘플링된 전압 파형[원문불량;p.57] 72

그림 3-2-15. 정상상태 및 아크상태에 따른 리샘플링된 전류 및 전압의...[원문불량;p.58] 73

그림 3-2-16 스펙트럼 에너지를 이용한 아크 검출 알고리즘 구성도 74

그림 3-2-17. 10점 이동평균필터의 주파수 응답특성 74

그림 3-2-18. 다양한 대역통과필터의 주파수 응답 특성 75

그림 3-2-18. 필터 적용에 따른 임계값에 따른 검출성능 83

그림 3-2-19. 필터 적용에 따른 정상신호와 아크신호의 주파수 크기 84

그림 3-2-21. 필터 적용에 따른 정상신호와 아크신호의 주파수 에너지 크기 87

그림 3-2-22. 정상신호를 아크로 판단한 파형 분석 88

그림 3-2-23. 아크신호를 정상으로 판단한 파형 분석 89

그림 3-2-24. 주파수 에너지값이 0.17이상인 아크 신호의 파형 92

그림 3-2-25. 아크 검출 모듈 개방을 위한 하드웨어 구성도 93

그림 3-2-26. 전류신호 측정을 위한 센서의 사양 93

그림 3-2-27. ADC(SM73201)의 타이밍도 및 처리속도 94

그림 3-2-28. STM32F4 블록다이어그램 95

그림 3-3-1. Io측정원리설명도(3상 3선식 Y결선 예) 97

그림 3-3-2. Io측정 벡터도 97

그림 3-3-3. 종래의 영상누설전류(Io) 상태 98

그림 3-3-4. 현재의 영상누설전류(Io) 상태 98

그림 3-3-5. Io법의 고정식 설치개념도 99

그림 3-3-6. Ior 방법의 상세 측정원리 100

그림 3-3-7. Ior 방법의 고정식 설치개념도 101

그림 3-3-8. Igr법의 상세 측정원리 102

그림 3-3-9. Igr법의 고정식 설치개념도 103

그림 3-3-10. CWT1N 외형 105

그림 3-3-11. ZCT-80출력 전압 특성 106

그림 3-3-12. Block diagram 115

그림 3-3-13. 아크검출 주요부 회로도 116

그림 3-3-14. 정현파 입력신호 117

그림 3-3-15. 3고조파(180Hz) 입력신호 118

그림 3-3-16. 아크 입력신호 118

그림 3-3-17. 정현파 + 임의 아크 신호 입력 119

그림 3-3-18. 정현파 + 임의 아크 + 고조파(180Hz) 신호 입력 119

그림 3-3-19. 내부 부품 조립상태 120

그림 3-3-20. 내부 부품; 컴퓨터 조립상태 120

그림 3-3-21. 장치 외관 사진 121

그림 3-3-22. 상용주파수 전류 및 아크 전류 검출 센서 123

그림 3-3-23. 누전검출용 ZCT 센서 124

그림 3-3-24. 상용주파수 전압 및 아크 전압 입력리드선 124

그림 3-3-25. 장치 본체 단상AC220V 전원입력용 코드선 125

그림 3-3-26. 접지선 125

그림 3-3-27. 시험시의 본체사진 126

그림 3-3-28. 진단계측시의 사진 126

그림 3-3-29. 진단계측완료시의 사진 127

그림 3-3-30. 초기화면 128

그림 3-3-31. 진단계측시의 화면 128

그림 3-3-32. 일자별 진단결과 화면 129

그림 3-3-33. 설비별 진단결과 화면 129

그림 3-3-34. 누전, 아크 Data 130

그림 3-3-35. 고조파 Data 130

그림 3-3-36. 에너지 Data 131

그림 3-3-37. 누전 131

그림 3-3-38. 전력 132

그림 3-3-39. 역율 132

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역사설비용 저압배전반 상태진단시스템 개발 = Development on condition monitoring system of low voltage cabinet panel for station infrastructure 이용현황 표 - 등록번호, 청구기호, 권별정보, 자료실, 이용여부로 구성 되어있습니다.
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