KR200371933Y1

KR200371933Y1 - 낙뢰보호형 누전차단기

Info

Publication number: KR200371933Y1
Application number: KR20-2004-0028261U
Authority: KR
Inventors: 김철우
Original assignee: 김철우
Priority date: 2004-10-06
Filing date: 2004-10-06
Publication date: 2005-01-15

Abstract

본 고안은 누전차단기와 낙뢰보호기를 착탈식 일체형으로 구성할 수 있도록 하며, 동시에 뇌 전압이 유입되어 피뢰기가 방전되는 시간동안은 누전차단기의 누전감지동작을 일시 중지시킴으로써 순간적인 낙뢰 또는 서지전압의 입력으로 누전차단기가 차단되어 불필요한 정전 상태를 방지할 수 있도록 한 낙뢰보호 형 누전차단기에 관한 것으로, 전원 입력단으로 입력되는 뇌 전압이나 서지전압 등을 검출하는 과전압감지부와; 전원 입력단에서 발생되는 누설전류를 감지하기 위한 누설전류감지부와; 상기 누설감지회로부로부터 누설감지신호가 입력되면 일정시간 지연시간을 둔 후 출력하는 지연회로부와; 상기 과전압검출부로부터 발생된 신호에 의해 온되어 누전감지신호를 차단시키는 스위치부와, 상기 과전압검출부의 출력이 있는 경우 전하를 충전하였다가 이후 상기 과전압검출부로부터 신호가 차단되더라도 일정시간 상기 스위치부를 온 상태로 유지시키는 충방전회로부로 이루어진 누전감지신호제어부와; 상기 누전감지신호제어부를 통해 누설전류감지신호가 입력되면 주전원차단부를 차단하여 주는 누설전류차단제어부와; 상기 누설전류차단제어부의 제어에 따라 부하로 인가되는 전원을 차단하여주는 주전원차단부를 포함하여 된 것이다.

Description

낙뢰보호형 누전차단기{A EARTH LEAKAGE BREAKER FOR PROTECTING THUNDERBOLT}

본 고안은 누전차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 누전차단기와 낙뢰보호기를 착탈식 일체형으로 구성할 수 있도록 하며, 동시에 뇌 전압이 유입되어 피뢰기가 방전되는 시간동안은 누전차단기의 누전감지동작을 일시 중지시킴으로써 순간적인 낙뢰 또는 서지전압의 입력으로 누전차단기가 차단되어 불필요한 정전 상태를 방지할 수 있도록 한 낙뢰보호 형 누전차단기에 관한 것이다.

종래, 무인으로 운용되는 통신기기 또는 기타 전력사용처에 전원선로를 타고 유입되는 낙뢰나 서지전압 등에 의하여 주전원 차단기인 누전차단기가 자주 차단되는 일이 발생하였다.

이러한 순간적인 낙뢰, 또는 서지전압에 의한 누전차단기의 차단은 불필요한 정전사고를 야기하였고, 동시에 상기 뇌 전압의 방전전류로 인하여 통신기기 및 부하기기가 소손되는 문제점이 발생하였다.

따라서 상기 뇌 전압 등의 유입에 효율적으로 대처하기 위하여 낙뢰보호기를 설치하고 있다.

결국 종래에는 낙뢰보호기와 누전차단기를 같이 설치하여 운용하고 있는 실정이나, 여전히 뇌 전압 또는 서지전압 등에 의하여 누전차단기가 차단되는 문제점과, 회로적구성과 기구적구성에 의해 누전차단기와 낙뢰보호기가 배선으로 연결되어 설치공간에 제약이 있었으며, 연결된 배선에 따른 선로저항으로 뇌전압 방전특성이 좋지 않게 되는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본 고안의 목적은 누전차단기와 낙뢰보호기를 착탈식 일체형으로 구성할 수 있도록 하여 피뢰기의 배선을 없애 효율적인 공간 활용이 가능하도록 한 낙뢰보호 형 누전차단기를 제공하는 것에 있다.

본 고안의 다른 목적은 뇌 전압이 유입되어 피뢰기가 방전되는 시간동안은 누전차단기의 누전감지동작을 일시 중지시킴으로써 순간적인 낙뢰 또는 서지전압의 입력으로 누전차단기가 차단되어 불필요한 정전 상태를 방지할 수 있도록 한 낙뢰보호 형 누전차단기를 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 고안에 따른 낙뢰보호 형 누전차단기의 회로 구성도,

도 2는 본 고안에 따른 낙뢰보호 형 누전차단기의 동작 타이밍도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 과전압감지부 20: 누설전류감지부

30: 지연회로부 40: 누전감지신호제어부

41: 충방전회로부 42: 스위치부

50: 누설전류차단제어부 60: 주전원차단부

70: 피뢰기부

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 전원 입력단으로 입력되는 뇌 전압이나 서지전압 등의 과전압을 검출하는 과전압감지부와; 전원 입력단에서 발생되는 누설전류를 감지하기 위한 것으로, 영상변류기로 구성되는 누설전류감지부와; 상기 누설감지회로부로부터 누설감지신호가 입력되면 일정시간 지연시간을 둔 후, 출력하는 지연회로부와; 상기 과전압감지부로부터 발생된 신호(전위)에 의해 온되어 누전감지신호를 차단시키는 스위치부와, 상기 과전압감지부의 출력이 있는 경우 전하를 충전하였다가 이후 상기 과전압감지부로부터 신호가 차단되더라도 일정시간 방전전류를 발생하여 상기 스위치부를 상기 일정시간 동안 온 상태를 유지시키는 충방전회로부로 이루어진 누전감지신호제어부와; 상기 누전감지신호제어부를 통해 누설전류감지신호가 입력되면 주전원차단부(60)를 차단하여 주는 누설전류차단제어부와; 트립코일을 전원단에 개재하여 상기 누설전류차단제어부의 제어에 따라 피뢰기부나 부하로 인가되는 전원을 차단하거나 연결하여주는 주전원차단부를 포함하여 된 특징을 가진다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안을 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 낙뢰보호 형 누전차단기의 회로 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안 낙뢰보호 형 누전차단기는 과전압감지부(10), 누설전류감지부(20), 지연회로부(30), 누전감지신호제어부(40), 누설전류차단제어부(50), 주전원차단부(60) 및 피뢰기부(70)를 포함한다.

본 고안은 기구적으로 살펴 볼 때, 과전압감지부(10), 누설전류감지부(20), 지연회로부(30), 누전감지신호제어부(40), 누설전류차단제어부(50) 및 주전원차단부(60)를 포함하는 누전차단기와, 피뢰기부(70)로 구성되는 낙뢰보호기가 커넥터 또는 단자(CN)를 통해 착탈식으로 구성된다.

과전압감지부(10)는 전원 입력단(R.W.E)으로 입력되는 뇌 전압이나 서지전압을 검출하기 위한 것으로, R단자와 W단자 및 E(접지)단자 사이에 바리스터(V1~V3) 및 방전전류 제한용 저항(R1)을 병렬 접속하여 구성되며, 입력단(R.W.E)의 각 상으로 인입되는 전압이 상용전원(220V)의 일정전압 이상(150%)을 초과하면, 상기 바리스터(V1~V3)를 경유 상기 방전전류 제한용 저항(R1)에는 순간적으로 일정전위가 형성되고, 이 때 상기 저항(R1)에 걸린 전위가 후술하는 누전감지신호제어부(40)에 인가되도록 구성된다.

누설전류감지부(20)는 입력단(R,W)에서 발생되는 누설전류를 감지하기 위한 것으로, 영상변류기(ZCT)로 구성되며, 누설이 감지되면 신호를 발생하여 후술하는 지연회로부(30)로 인가되도록 구성된다.

지연회로부(30)는 상기 누설감지회로부(20)로부터 누설감지신호가 입력되면 일정시간 지연시간(약: 1.0ms)을 둔 후, 누전감지신호제어부(40)로 출력하여 주도록 구성된다.

상기 누전감지신호제어부(40)는 충방전회로부(41)와, 스위치부(42)로 구성되며, 상기 과전압감지부(10)로부터 신호(전위)가 발생되면 스위치부(42)는 온(ON) 되고, 신호가 발생되지 아니하면 스위치부(42)는 오프(OFF) 된다.

또한, 상기 과전압감지부(10)로부터 과전압이 감지되어 신호가 발생되어 상기 스위치부(42)가 온되면 충방전회로부(41)의 미 도시된 충전소자에 일정량의 전하가 충전되며, 이후 상기 과전압감지부(10)로부터 신호가 차단되더라도 충방전회로부(41)에 의하여 일정시간 방전전류가 발생되어 스위치부(42)는 상기 일정시간(예: 1-2초) 동안 온 상태를 유지하다가 오프되도록 구성된다.

결국, 상기 누전감지신호제어부(40)의 스위치부(42)는 누설전류감지부(20) 및 지연회로부(30)를 통해 입력되는 누설전류감지신호를 그라운드시켜 차단하거나 연결하여 주는 스위칭 기능을 수행하게 되는 것이다.

누설전류차단제어부(50)는 상기 누전감지신호제어부(40)를 통해 누설전류감지신호가 입력되면 후술하는 주전원차단부(60)를 차단하여 주는 기능을 수행한다.

주전원차단부(60)는 트립코일(60)을 전원단(R,W)에 개재하여 구성한 것으로, 상기 누설전류차단제어부(50)의 제어에 따라 후술하는 피뢰기나 부하로 인가되는 전원을 차단하거나 연결하여주는 기능을 수행한다.

피뢰기부(70)는 전원단(R,W,E)을 통해 뇌전압이나 서지전압 인입시 이를 접지로 방전시켜주는 기능을 수행한다.

이와 같이 구성된 본 고안 낙뢰보호 형 누전차단기의 동작을 도 2의 타이밍 도를 참조하여 설명한다.

먼저, 입력단을 통해 누설(누전)전류가 발생되면, 누설전류감지부(20)의 영상변류기(ZCT)는 이를 감지하여 신호를 발생한다.

상기 영상변류기(ZCT)의 출력신호(누전신호)는 지연회로부(30)에 입력되면서 일정시간 약 1.0ms지연되어 누전감지신호제어부(40)로 입력된다.

여기서 상기 지연시간은 1.0ms로 거의 지연시간을 무시해도 될 정도의 시간이다.

상기 누전감지신호제어부(40)로 입력된 누전감지신호는 누설전류차단제어부(50)로 입력된다. 상기 누전감지신호제어부(40)는 상기 누전감지신호가 입력받아 전원차단신호를 주전원차단부(60)로 출력한다.

따라서 상기 주전원차단부(60)의 트립코일에 전원이 인가되어 그 스위치가 개방되어 입력단의 전원이 부하에 인가되지 않도록 하여 누설전류에 따른 부하의소손 및 감전 사고를 방지하게 된다.

한편, 낙뢰(뇌전압)나, 급작스런 입력 서지전압이 발생하면, 과전압감지부(10)에서 이를 감지하게 된다. 즉 상용전원인 220V의 150%를 초과하는 약300V 이상의 전압이 입력되면 바리스터(V1~V3)의 동작특성에 따라 직렬로 연결된 저항(R1)에는 일정전위가 형성되게 된다.

상기 저항(R1)에 형성된 전위는 누전감지신호제어부(40)의 충방전회로부(41) 및 스위치부(42)에 인가되어 스위치부(42)는 턴온 된다.

동시에 상기 뇌전압 또는 서지전압의 영향으로 누설전류감지부(20)의 영상변류기(ZCT)도 출력신호를 발생하여 지연회로부(30)를 거쳐 누설감지신호제어부(40)로 입력된다.

여기서 도 2를 통해 상기 과전압감지부(10)의 출력신호와 누설전류감지부(20)의 출력신호를 살펴본다.

도 2의 (a) 파형은 상기 과전압감지부(10)의 출력신호에 따라 스위치부(42)가 턴온 되는 시간(T1)을 표시한 것이고,

도 2의 (b)파형은 누설전류감지부(20)의 출력신호가 지연회로부(30)를 통해 누설감지신호제어부(40)로 입력되는 시간(T2)을 표시한 것이다.

상기 과전압감지부(10)를 통해 출력되는 신호는, 즉 뇌 전압(또는 서지전압)은 시점(t1)에서 발생되어 시점(t3)에서 종료된다. 그러나 충방전회로부(41)의 방전으로 시점(t3)에서 시점(t4)까지(t3~t4:약 1~2초) 스위치부(42)는 온상태를 유지하게 된다.

동시에 누설전류감지부(20)를 통해 발생한 누전신호도 시점(t1)에서 발생은 되나 지연회로부(30)를 거치면서 약 1.0ms지연된 시점(t2)에 누전감지신호제어부(40)로 입력되어진다. 그리고 상기 입력된 뇌 전압(또는 서지전압)이 소멸되면, 즉 뇌전압 발생시간(t1~t3)이 종료되면 시점(t3)에서부터는 입력이 없게 된다.

이렇게 하여 상기 과전압감지부(10)를 통해 입력되는 신호에 의해 스위치부(42)가 온 된 후, 약 1.0ms후에 누설전류감지부(20)로부터 신호가 입력되어, 상기 누설전류감지부(20)로부터 감지된 누전신호는 스위치부(42)를 통해 그라운드되어 차단된다. 따라서 누설전류차단제어부(50)에 입력이 없게 되어 주전원차단부(60)는 온상태를 유지하여, 상기 입력단을 통해 유입된 뇌전압 또는 서지전압은 커넥터(CN)를 통해 피뢰기부(70)에 입력되어 피뢰기부(70)는 접지로의 방전동작을 수행하게 된다.

따라서 주전원차단부(60)가 불필요하게 차단되는 문제점을 해결할 수 있게 된다.

이상에서와 같이 본 고안은 순간적인 낙뢰, 또는 서지전압에 의하여 누전차단기가 자주 차단되어 불필요한 정전사고를 야기하는 문제점을 방지하고,

누전차단기와 낙뢰보호기가 일체형으로 구성되어 효율적인 공간활용이 가능하고, 누전차단기와 낙뢰보호기가 긴 배선으로 연결되지 않아(선로저항을 없앰) 뇌전압 방전특성이 좋아지는 효과가 있다.

Claims

전원 입력단(R.W.E)으로 입력되는 뇌 전압이나 서지전압 등의 과전압을 검출하는 과전압감지부(10);

전원 입력단(R,W)에서 발생되는 누설전류를 감지하기 위한 것으로, 영상변류기(ZCT)로 구성되는 누설전류감지부(20);

상기 누설감지회로부(20)로부터 누설감지신호가 입력되면 일정시간 지연시간을 둔 후, 출력하는 지연회로부(30);

상기 과전압감지부(10)로부터 발생된 신호(전위)에 의해 턴온되어 누전감지신호를 차단해주는 스위칭부(42)와, 상기 과전압감지부(100)의 출력이 있는 경우 전하를 충전하였다가 이후 상기 과전압감지부(10)로부터 신호가 차단되더라도 일정시간 방전전류를 방출하여 상기 스위치부(42)를 상기 일정시간 동안 온 상태를 유지시키는 충방전회로부(41)로 이루어진 누전감지신호제어부(40);

상기 누전감지신호제어부(40)를 통해 누설전류감지신호가 입력되면 주전원차단부(60)를 차단하여 주는 누설전류차단제어부(50); 및

트립코일(60)을 입력단(R,W)에 개재하여 상기 누설전류차단제어부(50)의 제어에 따라 피뢰기부(70)나 부하로 인가되는 전원을 차단하거나 연결하여주는 주전원차단부(60)를 포함하여 된 낙뢰보호 형 누전차단기.
제 1 항에 있어서,

상기 과전압감지부(10)는 R단자와 W단자 및 E(접지)단자 사이에 바리스터(V1~V3) 및 방전전류 제한용 저항(R1)을 병렬 접속하여 구성하되, 상기 방전전류 제한용 저항(R1)에 걸리는 전위를 누전감지신호제어부(40)에 인가하도록 구성된 낙뢰보호 형 누전차단기.
제 1 항에 있어서,

상기 주전원차단부(60)를 포함하는 누전차단기와 피뢰기부(70)인 낙뢰보호기는 커넥터나 단자(CN)를 통해 착탈식으로 구성되는 낙뢰보호 형 누전차단기.