Failure Modes and Effects Analysis of Electrical System at Indoor Wires and Wiring Appliances

Sang Chul Kim(김상철) 위기관리 이론과 실천 2017 Crisisonomy Vol.13 No.6

본 연구에서는 옥내 배선 및 배선기구에 대하여, 통계자료, 관련법, 실태조사 등의 분석을 통하여 그 위험성을 확인하였다. 또한 구성부품을 분류하였고 FMEA 기법 적용이 가능한 신뢰성평가 소프트웨어를 이용하여 고장모드를 발견하고 이를 바탕으로 위험우선순위지수와 중요도를 도출하였다. 옥내 배선 및 배선기구의 구성부품별 중요도는 패널, MCCB/ELB, 커넥터, 스위치, 콘센트, 플러그, 소켓 및 전기배선에서 나타났으며 이중에서 콘센트와 플러그, 전기배선 및 커넥터에서 고장모드가 가장 높게 나타났다. 위험우선순위가 동시에 높은 부품은 콘센트와 플러그, 전기배선 및 커넥터로 중요도와 비슷하게 도출되었다. 특히 콘센트와 플러그 부분에서는 누전 및 접촉불량으로 인한 감전 및 누전화재가 잠재요인으로 나타났으며, 콘센트의 과부하에 의한 과열의 경우도 전기화재를 일으키는 원인으로 작용하고 있고 이 모든 것이 옥내 배선 및 배선기구의 전기재해를 높이는 원인으로 분석되었다. This study analyzed the risks of indoor wires and wiring appliances by looking into statistical data, relevant laws, and actual conditions. In addition, it classified the components to find a failure mode with the use of the reliability evaluation software that can apply the Failure Modes and Effects Analysis (FMEA) technique, and drew a risk priority index and the degree of importance. Regarding the components of indoor wires and wiring appliances, their importance factors were panel, MCCB/ELB, connector, switch, outlet, plug, socket and electric wire, of which outlet, plug, electric wire and connector had the highest failure mode. In addition, it is found that the overheat induced by outlet overload caused an electric fire and increased electric disasters of indoor wires and wiring appliances. The study results are applicable to the fires with the risk of human disaster and the risk of life safety on household items.

인터넷 전원 콘센트를 위한 안드로이드 기반 스마트폰 애플리케이션의 설계 및 구현

백정현(Jeong-Hyun Baek) 한국컴퓨터정보학회 2012 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.20 No.1

우리 주변에서 인터넷에 접근할 수 있는 기반시설이 풍부하게 제공 되어 최근 출시되는 많은 가전제품과 전기전자 제품들은 인터넷에 접속하여 웹브라우저나 휴대폰을 이용하여 원격으로 감시하고 제어할 수 있다. 그러나 기존의 제품들은 대부분 인터넷 인터페이스가 없기 때문에 네트워크에 접속할 수 없어 불편함이 많았다. 따라서 본문에서는 주변의 가전제품 및 전기용품들을 스마트폰으로 감시하고 제어할 수 있는 인터넷 전원 콘센트를 위한 안드로이드 기반 스마트폰 애플리케이션을 설계하고 구현하였다. 본 논문에서 사용한 인터넷 전원콘센트 제어기는 위즈넷사에서 개발한 하드웨어 TCP/IP 프로세서인 W5300을 사용하여 AVR 마이크로프로세서로 운영 가능한 인터넷 인터페이스를 설계하고 구현한다. 하드웨어 TCP/IP 프로세서를 사용하여 이더넷 인터페이스를 구현하면 소형의 8비트 마이크로프로세서로 완전한 TCP/IP 스택의 구현이 가능하여 개발제품의 가격 경쟁력과 소형화에 기여할 수 있다.

콘센트용 누전감지 모듈 개발

한영오,Han, Young-Oh 한국전자통신학회 2013 한국전자통신학회 논문지 Vol.8 No.3

본 연구에서는 콘센트용 누설전류 감지 및 자동차단 모듈을 개발하였다. 제안된 누설전류 검출 모듈은 저항성 누설전류 검출 칩을 사용한 콘센트용 누설전류 검출 모듈과는 차별화된, 전력 프로세서인 MSP430 MCU(Micro Controller Unit)를 이용하여 합성 누설전류에서 저항성 누설전류를 프로그램으로 분리 검출한다. 제안된 방법으로 구현된 모듈은 저항성 누설전류 5mA 이상에서 조기 검출 및 자동차단 기능이 있을 뿐만 아니라, 저항성 누설전류 검출 기능이 프로그램으로 구현되어 있어 저항성 누설전류 5mA 이하 또는 이상으로도 쉽게 조정이 가능한 장점이 있다. In this paper, the leakage current detection and auto shut-off module for a concent has been developed. Existing leakage current detection modules are detecting resistive leakage current, using a resistive leakage current detection chip but the proposed leakage current detection module separates and detects resistive leakage current in the synthesis leakage current by only programming in a power processor MCU(MSP430). The module implemented by proposed method has early detection and auto shut-off feature at more than resistive leakage current 5mA, and has the advantage of easily adjusting resistive leakage current less or more than 5mA, because of resistive leakage current detection function being implemented by a program in MCU.

지능형 콘센트를 위한 안드로이드 어플리케이션 개발

한영오,김동우,Han, Young-Oh,Kim, Dong-Woo 한국전자통신학회 2013 한국전자통신학회 논문지 Vol.8 No.10

본 논문에서는 저항성 누설전류, 과전류, 대기전력 차단기능을 갖는 지능형 콘센트와 연동하는 안드로이드 운영체제의 전력관리 어플리케이션을 개발한다. 개발된 전력관리 어플리케이션을 이용하면 언제, 어디서나 콘센트에서 발생될 수 있는 누전으로 인한 전기화재 및 감전 등을 모니터링하고, 콘센트에 공급되는 전력을 제어하여 실내의 가전기기에 대한 ON/OFF 제어 및 낭비되고 있는 대기전력을 손쉽게 차단할 수 있도록 하였다. In this paper, we develop the power management application of the Android operating system that works with a intelligent concent having the functions to protect resistive leakage current, over-current and standby power. Using this power management application a user monitors electrical fire, shock from a concent due to leakage current, can control home appliances by controlling the power supplied to the concents and can easily protect wasted standby powers, anytime and anywhere.

실시간 스케줄링 제어를 위한 지능형 인터넷 전원 콘센트의 설계 및 구현

백정현(Jeong-Hyun Baek) 한국컴퓨터정보학회 2010 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.15 No.10

본 논문에서 구현한 지능형 인터넷 전원 콘센트는 인터넷 환경을 이용하여 주변의 전기, 전자 제품들을 인터넷에 연결하여 원격으로 감시하고 제어할 수 있다. 또한, 주변의 온도와 밝기를 감지하고, 실시간 타이머를 내장하여 만년달력을 이용한 스케줄링 제어가 가능하다. 그리고 4개의 전원 콘센트를 4개의 외부 입력조건과 적외선 리모콘을 이용하여 제어함으로서 간단한 홈오토메이션 제어기 기능을 수행 할 수 있다. 사용자 인터페이스는 임베디드 웹서버를 내장하고 UDP 프로토콜로 제어할 수 있도록 설계하여 웹브라우저와 전용 제어 프로그램을 이용할 수 있도록 구현하였다. 따라서 최적의 스케쥴링과 다양한 통신기능을 활용한 실시간 전원제어 기능을 설정하면, 최근 관심이 고조되고 있는 대기전력 절감을 통한 절전형 전원 콘센트의 기능을 충실히 수행할 수 있다. The "intelligent internet power outlets" realized in this study use Internet environment to connect electrical and electronic products to the Net as well as to enable remote monitoring and control. They also have temperature and light sensors, and even offer scheduling options by means of a universal calendar run by an inner real-time timer. Furthermore, they control 4 outlets handling 4 external input conditions and infrared remote control with easy-to-use functions for home automation control. The user interface is equipped with an embedded Web server and UDP protocol handler, and which also allows special control programs be used with the Web browser. Thus, installing this real-time power control function with optimal scheduling and various communication functions will provide you with energy-efficient power outlets outfitted with the increasingly popular "standby power" electric power efficiency.

인터넷 전원 콘센트를 위한 임베디드 WEB 제어 환경의 설계 및 구현

백정현(Jeong-Hyun Baek) 한국컴퓨터정보학회 2012 한국컴퓨터정보학회 학술발표논문집 Vol.20 No.2

우리 주변에서 인터넷에 접근할 수 있는 기반시설이 풍부하게 제공 되어 최근 출시되는 많은 가전제품과 전기전자 제품들은 인터넷에 접속하여 웹브라우저나 휴대폰을 이용하여 원격으로 감시하고 제어할 수 있다. 그러나 기존의 제품들은 대부분 인터넷 인터페이스가 없기 때문에 네트워크에 접속할 수 없어 불편함이 많았다. 따라서 본문에서는 주변의 가전제품 및 전기용품들을 인터넷 환경에서 감시하고 제어할 수 있는 인터넷 전원 콘센트를 위한 임베디드 WEB 제어환경을 설계하고 구현하였다. 본 논문에서 사용한 인터넷 전원 콘센트 제어기는 위즈넷사에서 개발한 하드웨어 TCP/IP 프로세서인 W5300을 사용하여 AVR 마이크로프로세서로 운영 가능한 인터넷 인터페이스를 설계하고 임베디드 WEB 서버를 구현하였다. 하드웨어 TCP/IP 프로세서를 사용하여 이더넷 인터페이스를 구현함으로서 소형의 8비트 마이크로프로세서로 완전한 TCP/IP 스택의 구현이 가능하여 개발제품의 가격 경쟁력과 소형화에 기여할 수 있다.

옥내배선, 콘센트 및 플러그 개선을 통한 전기화재 예방대책

정성효,안희석,이용수,김창은,Jeung, Sueng Hyo,An, Hui-Seok,Lee, Yong-Su,Kim, Chang-Eun 한국건설안전학회 2018 한국건설안전학회 논문집 Vol.1 No.1

국내에서 발생하는 화재사고 중 약 20%가 전기설비에서 기인한 화재로 확인되고 있다. 복잡하고 대형화되어있는 건축물에서 전기화재는 재산 피해와 인명 피해가 증가하면서 대형화하는 양상으로 발생하고 있다. 여러 가지 전기화재의 원인 중 누전에 의한 발화가 약 71.5%를 차지하고 있고, 전기설비별 분류에서는 배선 및 배선기구에서 발생하는 화재가 약 38.3%를 차지하고 있다. 본 연구의 목적은 현재 사용되고 있는 옥내배선 형태를 개선하여 누전으로 인한 전기화재를 예방하는 방법을 제시하고, 배선기구에서 범용 되고 있는 콘센트와 플러그를 개선하여 배선기구에서 발생하는 화재를 예방하는 근원적 방안을 찾고자 한다. 본 연구를 통해서 제시되는 전기화재 예방대책은 전기화재의 근원적 원인을 제거하여 많은 인명과 재산을 보호하는 대책으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. It is reported that about 20 % of all fires in Korea are caused by the electric equipment and installations. In complex and large-scale buildings, the sizes of electric fires are becoming larger as property damage and casualties increase. Among the causes of various electric fires, fire by short circuit accounts for about 71.5% of overall fires, and in the classification by electric equipment and installation, fire caused by wiring and wiring equipment accounts for approximately 38.3% of overall fires. The purpose of this study is to propose methods to prevent electric fires due to short circuit by improving indoor wiring currently in use and to find the fundamental measures to prevent wiring equipment caused fires by improving the socket and plug which are commonly used in wiring equipment. It is expected that the electric fire prevention measures presented through this study can be used as a measure to protect many people and properties by eliminating the root cause of electric fire.

TCP/IP프로세서를 이용한 다중 사용자 인터페이스 지원 인터넷 전원 콘센트의 설계 및 구현

백정현(Jeong-Hyun Baek) 한국컴퓨터정보학회 2012 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.17 No.9

최근 인터넷에 접근할 수 있는 기반시설이 풍부하게 제공 되면서 전기전자 제품들을 인터넷에 연결하여 원격으로 감시하고 제어하려는 욕구가 증대 되고 있다. 그러나 기존의 제품들은 대부분 네트워크 인터페이스 미비로 인터넷 접속이 불가능하여 불편함이 많았다. 따라서 본 논문에서는 하드웨어 TCP/IP 프로세서를 사용하여 인터넷을 통하여 전원을 원격으로 제어할 수 있는 실시간 스케줄링 가능한 인터넷 전원콘센트를 설계하고 구현하였다. 구현된 제품은 하드웨어 TCP/IP 프로세서와 8비트의 소형 마이크로프로세서를 사용하여 구현이 가능하기 때문에 제작비용이 저렴하다. 또한, 환경설정 기능을 갖는 전용 제어프로그램과 웹페이지를 외부 플래시 메모리에 저장이 가능한 임베디드 웹서버, 안드로이드 스마트폰 애플리케이션, OpenCV 컴퓨터비전 라이브러리를 이용한 모션인식 제어환경 등 다양한 사용자 인터페이스를 구현하여 유무선 인터넷 환경에서 폭넓게 활용할 수 있다. Recently, the infrastructure to be connected to the internet is much provided, there is more and more need to connect electric or electronic products to the internet to monitor or control them remotely. However, most of the existing products lack the network interface, so it was very inconvenient to be connected to the internet. Therefore, this article designs and realizes the internet outlet allowing real-time scheduling that can control the power remotely on the internet by using the hardware TCP/IP processor. The realized product consumes low production cost because it can be realized by using the hardware TCP/IP processor and the 8-bit small microprocessor. In addition, the product can be used widely in both wired and wireless environments with a variety of user interface, including the dedicated control program which provides the environment configuration functions; embedded web service that enables the webpage to be saved on the external flash memory; Android smartphone application; motion recognition control environment that uses the OpenCV computer vision library, etc.

ESS 연동형 스마트 플러그 기반의 미디어 플랫폼 설계

강민구,Kang, Mingoo 한국스마트미디어학회 2014 스마트미디어저널 Vol.3 No.2

본 논문에서는 갑작스런 전력난이나 피크 전력시간 등의 비상 전력상황에서 필수적으로 동작해야 할 정보기기기가 전력을 공급받기 위해 우선순위(Priority) 제어기능을 부여한 스마트 플러그 기반의 스마트 콘센트에 의한 스마트 모니터링 및 표시장치를 갖는 스마트 미디어 플랫폼의 제어기능 설계를 제안한다. 이러한 스마트 게이트웨이는 에너지 저장장치(ESS, Energy Storage System)와 연동함으로서 스마트 플러그가 양방향 송배전과 우선순위 제어형 스마트 제어모듈에 의한 전력관리 효율을 극대화할 수 있다. In this paper, the function design of smart media platform control with smart monitoring, and displaying modules which have the priorities of smart plug based smart outlet, is proposed for electrical suppliance of essential information appliance in emergency power consumption situation(blackout, peaktime etc). The effect of power management will be maximized by this smart gateway interlocking with ESS(energy storage system) which has bi-directional power transmission control modules, and smart outlet based on the priority control actions.

주행거리 기반 충전 수요를 고려한 전기자동차 완속 충전기 최적 공급량 산출

노기민,김수재,추상호 한국ITS학회 2024 한국ITS학회논문지 Vol.23 No.2

교통부문 탄소중립을 위한 전기자동차로의 전환에 있어 충분한 충전 인프라의 구축은 중요 한 선행요소이다. 특히, 거주지의 충전 인프라 구축은 필수적이다. 우리나라의 주거형태는 주 로 공동주택이며, 다수의 거주민을 위한 공공 충전기가 공급되어야 한다. 정부는 충전시설과 전기자동차 전용주차구역의 확보를 법적으로 규정하고 있으나, 주차면수만을 산출근거로 한 다. 완속 충전기는 3.5kW 과금형 콘센트와 7kW 완속 충전기가 주를 이룬다. 전자가 충전기 설치 및 이용에 유리하지만, 충전속도가 느려 두 가지 형태의 충전기는 양립이 필요하다. 본 연구에서는 일일 주행거리를 기반으로 산정한 전기자동차의 충전 수요에 대응할 수 있는 충전 기를 할당하는 최적화 모형을 제시하였다. 또한, 메타 휴리스틱 알고리즘인 Tabu Search를 사 용하여 최적화 모형을 만족하는 것과 동시에 충전기 공급 및 충전 비용을 최소화할 수 있는 완속 충전기 공급량을 산정하였다. 사례 분석을 위해 개인통행실태조사자료를 사용해 주행거 리를 산정하였으며, 가상의 충전 시나리오 및 환경을 설정하여 100대의 전기자동차 충전 수요 에 대응하는 22대의 3.5kW 과금형 콘센트를 최적 공급량으로 산정하였다. The transition to electric vehicles is a crucial step toward achieving carbon neutrality in the transportation sector. Adequate charging infrastructure at residential locations is essential. In South Korea, the predominant form of housing is multifamily dwellings, necessitating the provision of public charging stations for numerous residents. Although the government mandates the availability of charging facilities and designated parking areas for electric vehicles, it bases the supply of charging stations solely on the number of parking spaces. Slow chargers, mainly 3.5kW charging outlets and 7kW slow chargers, are commonly used. While the former is advantageous for installation and use, its slower charging speed necessitates the coexistence of both types of chargers. This study presents an optimization model that allocates chargers capable of meeting charging demands based on daily driving distances. Furthermore, using the metaheuristic algorithm Tabu Search, this model satisfies the optimization requirements and minimizes the costs associated with charger supply and usage. To conduct a case study, data from personal travel surveys were used to estimate the driving distances, and a hypothetical charging scenario and environment were set up to determine the optimal supply of 22 units of 3.5kW charging outlets for the charging demands of 100 BEVs.