KR100196016B1 - Circuit breaker - Google Patents
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Abstract
회로 차단기는 전로 도체의 전류를 검출하는 전류 검출 수단과, 전류의 이상시에 개폐 접점을 개방시키는 트립 장치와, 전류 검출 수단의 출력에 기초하여 고조파 성분을 검출하는 고조파 검출 수단과, 이 고조파 검출 수단의 출력을 설정된 값과 비교하여 고조파 검출 수단의 출력이 설정값을 초과했을 때에 출력을 발생하는 비교 수단과, 이 비교 수단의 출력에 기초하여 경보 출력을 발하는 경보 출력 수단을 구비하고 있다. 검출된 고조파의 소정값을 초과한 경우에 비교 수단의 출력이 최초로 경보 출력 수단으로 공급되고, 이에 따라 계통의 돌발 차단 회로 및 고조파의 영향으로부터 기기를 보호할 수 있게 된다.The circuit breaker includes a current detecting means for detecting a current of a converter conductor, a tripping device for opening and closing a contact in the event of an abnormal current, a harmonic detecting means for detecting harmonic components based on the output of the current detecting means, and the harmonic detecting means. And a comparison means for generating an output when the output of the harmonic detection means exceeds the set value by comparing the output of the output with the set value, and an alarm output means for generating an alarm output based on the output of the comparison means. When the predetermined value of the detected harmonics is exceeded, the output of the comparing means is first supplied to the alarm output means, thereby protecting the device from the effects of the breakout circuit and harmonics of the system.
Description
제1도는 본 발명의 실시예의 회로 차단기의 전기 회로의 블록도.1 is a block diagram of an electrical circuit of a circuit breaker of an embodiment of the present invention.
제2도는 본 발명의 실시예의 회로 차단기의 단면도.2 is a cross-sectional view of a circuit breaker of the embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11, 12, 13, 14 : 변류기 18 : MPU11, 12, 13, 14: Current transformer 18: MPU
19 : 특성 설정부 20 : 경보 표시부19: characteristic setting unit 20: alarm display unit
21 : 트리퍼 22 : 경보 출력 회로21: tripper 22: alarm output circuit
본 발명의 경보를 발하는 기능을 구비한 회로 차단기에 관한 것으로, 특히 고조파 전류를 검출하여 경보를 발하는데 적합한 회로 차단기에 관한 것이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a circuit breaker having an alarm function, and more particularly to a circuit breaker suitable for detecting an alarm by detecting harmonic currents.
최근, OA 기기나 인버터 제어 기기 등이 대량의 고조파 전류를 발생하여, 이것이 다른 전기 설비, 기기의 악영향을 미치고 있다. 이러한 악영향의 대책으로서 각종 필터의 설치 등이 강구되고 있지만, 종래의 이에 대한 대책을 위한 고조파 측정, 분석은 소위 측정기 레벨, 즉 측정값(검출치)을 표시, 기록하는 것이었다. 고조파에 관한 분석과 대책에 대해서는, 예를 들면 「고조파 대책(1)」, 古屋, 건축 설비사, '94-8, 「고조파 대책(2)」, 古屋, 건축 설비사, '94-11, 「기설 빌딩에 있어서의 고조파 장애의 발생 사례 조사」, 關本他, 건축 설비사, '92-5가 있다.In recent years, a large amount of harmonic currents have been generated by OA devices and inverter control devices, and this has adversely affected other electrical equipment and devices. As a countermeasure against such an adverse effect, various filters and the like have been taken. However, the conventional harmonic measurement and analysis for countermeasures have been to display and record the so-called measuring instrument level, i. For the analysis and countermeasures about harmonics, for example, "harmonic countermeasures (1)", old house, building equipment company, '94 -8, "harmonic countermeasures (2)", old house, building equipment company, "94-11," "Investigation of occurrence cases of harmonic disturbance in existing buildings", 關 本 關, Building equipment company, '92 -5.
상기 종래 기술은 표시, 기록만 하였기 때문에, 부하의 가동 상황에서 변화하는 고조파의 영향을 파악하기 위해서는 장기간의 측정, 기록가, 대책을 위해서는 사후의 인적인 관여가 필요하였다. 또, 상기 종래 기술은 일반 배전반, 수전반 내의 차단기와는 별도로 설치되어 있기 때문에, 설치 스페이스가 문제였고, 반 내의 수납은 불가능하였다.Since the prior art only displays and records, long-term measurement and recording are necessary to grasp the influence of the harmonics that change in the operating state of the load, and post-human involvement is necessary for countermeasures. Moreover, since the said prior art is provided separately from the breaker in a general switchboard and a power switchboard, the installation space was a problem and it was impossible to receive in a board | substrate.
본 발명은 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 고조파가 미치는 영향을 검출하여 경보를 발하는 기능을 내장한 차단기를 제공하는 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a circuit breaker having a function of detecting an effect of harmonics and generating an alarm.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수배전 계통에 접속되어 개폐 접점을 갖는 전로 도체와, 이 전로 도체의 전류를 검출하는 전류 검출 수단과, 전류의 이상시에 개폐 접점을 개방시키는 트립 장치를 구비한 회로 차단기에 있어서, 전류 검출 수단의 출력에 의거하여 고조파 성분을 검출하는 고조파 검출 수단과, 이 고조파 검출 수단의 출력을 설정된 값과 비교하여 고조파 검출 수단의 출력이 설정값을 초과했을 때에 출력을 발생하는 비교 수단과, 이 비교 수단의 출력에 의거하여 경보 출력을 발하는 경보 출력 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.In order to achieve the above object, the present invention includes a converter conductor connected to a water distribution system having an opening and closing contact, a current detecting means for detecting a current of the converter conductor, and a tripping device for opening the opening and closing contact in the event of an abnormal current. In the circuit breaker, a harmonic detection means for detecting a harmonic component based on the output of the current detection means, and an output is generated when the output of the harmonic detection means exceeds the set value by comparing the output of the harmonic detection means with a set value. And an alarm output means for generating an alarm output based on the output of the comparison means.
전류 검출 수단에 의해 검출된 전류는 다음 단의 연산 수단에서 크레스트 팩터(crest factor)(이하, C.F.), 즉 실효값치/피크값으로의 변환, 또는 n차 고조파로의 전개가 행해져서, 특성 설정부에 의해 설정된 레벨을 초과했을 때에 경보 또는 차단을 행한다.The current detected by the current detecting means is converted into a crest factor (hereinafter referred to as CF), that is, an effective value / peak value, or developed into an n-th harmonic in the calculation means of the next stage. When the level set by the negative is exceeded, an alarm or interruption is issued.
본 발명에 의하면, 고조파 전류가 소정값을 초과했을 때에 차단에 앞서 경보를 발할 수 있기 때문에, 돌발 차단의 회피 및 영향으로부터 기기의 보호를 꾀할 수 있다.According to the present invention, when the harmonic current exceeds a predetermined value, an alarm can be issued prior to the interruption, so that the device can be protected from accidental interruption and the effect.
본 발명의 실시예를 제1도, 제2도로 설명한다.Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
본 실시예는 중성선을 갖는 4극 차단기에 본 발명을 적용한 것이다.This embodiment applies the present invention to a four-pole breaker having a neutral wire.
제1도는 본 실시예의 회로 블록도이고, 제2도는 이 회로를 구비한 회로 차단기의 구조도이다. 본 실시예의 차단기는 케이스(41), 커버(43)으로 이루어지는 하우징(42) 내에 전원측 단자(1, 2, 3, 4)와, 이들 각각에 대응된 부하측 단자(5, 6, 7, 8)을 갖고, 전원측 단자(1)과 부하측 단자(5) 사이, 전원측 단자(2)와 부하측 단자(6)사이, 전원측 단자(3)과 부하측 단자(7) 사이. 전원측 단자(4)와 부하측 단자(8) 사이에는 각각 U자형의 전로 도체(24U), V자형의 전로 도체(25V), W자형의 전로 도체(25W), 중성선의 전로 도체(25N)이 설치된다. 이들 전로 도체에는 각각 개폐 접점(25U, 25W, 25V, 25N)이 설치된다. 개폐 접점(25U, 25W, 25V, 25N)은 통상적으로는 조작 핸들(44)의 조작에 의해 개폐됨과 아울러, 과전류, 전류의 불평형, 고조파의 발생 등 전로의 결함이 있는 경우 트리퍼(21)의 트리핑 동작에 의해 개방된다. 이와 같은 차단 기구는, 예를 들면 일본 특개소61-151945호 공보에 개시된 것을 이용하여도 된다. 각 전로 도체(24U, 24W, 24V, 24N)에는 전류 검출 수단으로서 변류기(11, 12, 13, 14)가 설치된다. 제2도는 핸들(44) 및 차단 기구가 설치된 V자형의 단면을 나타낸다.1 is a circuit block diagram of this embodiment, and FIG. 2 is a structural diagram of a circuit breaker having this circuit. The circuit breaker of the present embodiment has the power supply side terminals 1, 2, 3, 4 in the housing 42 made up of the case 41 and the cover 43, and the load side terminals 5, 6, 7, 8 corresponding to each of them. Between the power supply terminal (1) and the load side terminal (5), between the power supply terminal (2) and the load side terminal (6), and between the power supply terminal (3) and the load side terminal (7). U-shaped conductive conductors 24U, V-shaped conductive conductors 25V, W-shaped conductive conductors 25W, and neutral-shaped conductive conductors 25N are provided between the power supply terminal 4 and the load terminal 8, respectively. do. These converter conductors are provided with open / close contacts 25U, 25W, 25V, and 25N, respectively. The opening and closing contacts 25U, 25W, 25V, and 25N are normally opened and closed by the operation of the operation handle 44, and the tripper 21 is used when there are defects in the electric current such as overcurrent, current unbalance, and generation of harmonics. It is opened by the tripping operation. As such a shutoff mechanism, you may use what was disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 61-151945, for example. Each converter conductor 24U, 24W, 24V, 24N is provided with current transformers 11, 12, 13, 14 as current detection means. 2 shows a V-shaped cross section in which the handle 44 and the blocking mechanism are installed.
변류기(11~14)의 출력은 정류기(15)를 통하여 전원 회로(16)과 신호 검출 회로(17)에 공급된다. 전원 회로(16)은 정류 회로(15)의 출력을 정전압화하여 신호 검출 회로(17), 연산 수단으로서 MPU(18), 특성 설정부(19), 경보 표시부(20), 트리퍼(21), 경보 출력으로서의 경보 출력 회로(22)로 공급한다.The outputs of the current transformers 11 to 14 are supplied to the power supply circuit 16 and the signal detection circuit 17 through the rectifier 15. The power supply circuit 16 constant-voltages the output of the rectifier circuit 15 to output the signal detection circuit 17, the MPU 18 as a calculation means, the characteristic setting unit 19, the alarm display unit 20, and the tripper 21. To the alarm output circuit 22 as the alarm output.
신호 검출 회로(17)은 정류기(15)를 통하여 정류된 변류기(11~14)의 출력을 전압 레벨로 변환하여 MPU(18)로 출력한다. 과전류의 검출은 변류기(11, 12, 13)의 출력을 이용하고, 전류의 불평형의 검출은 변류기(14)의 출력을 이용하고, 고조파의 검출은 변류기(11, 12, 13, 14)를 이용한다. MPU(18)은 각각 CPU(18B)에 접속된 A/D 변환기(18A), I/O(18C), I/O(18D), I/O(18E)로 이루어진다. I/O(18C)에는 트리퍼(21), I/D(18D)에는 특성 설정부(19) 및 경보 표시부(20), I/O(18E)에는 경보 출력(22)이 각각 접속되어 있다. 특성 설정부(19)는 트리퍼(21)에 공급되는 차단 신호의 출력 레벨을 설정한다. 경보 출력(22)는 유접점 릴레이, 또는 포토 커플러, 포토 MOS 릴레이 등이 광 결합 소자 등으로 구성되고, 출력 단자(30)을 통하여 표시등, 음향 또는 음성 발생 장치, CRT 또는 액정 또는 LED 등의 디스플레이 등의 경보 장치로 출력을 공급한다.The signal detection circuit 17 converts the outputs of the rectifiers 11 to 14 rectified through the rectifier 15 into voltage levels and outputs them to the MPU 18. The detection of overcurrent uses the output of the current transformers 11, 12, 13, the detection of current unbalance uses the output of the current transformer 14, and the detection of harmonics uses the current transformers 11, 12, 13, 14. . The MPU 18 is each composed of an A / D converter 18A, an I / O 18C, an I / O 18D, and an I / O 18E connected to the CPU 18B. A tripper 21 is connected to the I / O 18C, a property setting unit 19 and an alarm display unit 20 to the I / D 18D, and an alarm output 22 to the I / O 18E, respectively. . The characteristic setting unit 19 sets the output level of the cutoff signal supplied to the tripper 21. The alarm output 22 includes a contact relay, a photo coupler, a photo MOS relay, and the like, and an optical coupling element. The alarm output 22 includes an indicator light, a sound or voice generating device, a CRT, a liquid crystal, or an LED through an output terminal 30. Supply output to alarm devices such as displays.
정류 회로(15), 전원 회로(16), 신호 검출 회로(17), MPU(18), 특성 설정부(19), 경보 표시(20) 및 경보 출력(22)는 회로 기판(46) 상에 조립되고, 하우징(42) 내상측에서 커버(43)의 내측에 설치되고, 커버(43)의 투명 부분을 통하여 경보 표시(20)의 표시를 판독하도록 배치된다. 출력 단자(30)은 본 실시예에서는 커넥터이고, 커버(43)의 표면으로부터 출력을 인출하도록 구성하고 있다.The rectifier circuit 15, the power supply circuit 16, the signal detection circuit 17, the MPU 18, the characteristic setting unit 19, the alarm display 20, and the alarm output 22 are placed on the circuit board 46. It is assembled, it is provided in the inside of the cover 43 in the upper side of the housing 42, and it is arrange | positioned so that the indication of the alarm display 20 may be read through the transparent part of the cover 43. As shown in FIG. The output terminal 30 is a connector in this embodiment, and is comprised so that an output may be taken out from the surface of the cover 43. As shown in FIG.
전로 도체(24U, 24W, 24V, 24N)은 수배전 계통에 접속되고, 변류기(11, 12, 13, 14)가 각 전로 도체에 흐르는 전류를 검출한다.The converter conductors 24U, 24W, 24V, 24N are connected to the water distribution system, and the current transformers 11, 12, 13, 14 detect current flowing through each converter conductor.
MPU(18)은 변류기(11, 12, 13, 14)의 검출 출력으로부터 고조파 성분을 연산하고, 계통의 고조파가 제1 설정값을 초과한 경우는 경보 출력을 발하고, 제1 설정값보다 큰 제2 설정값을 초과한 경우는 차단 동작하도록 프로그램되어 있다. 이 차단 동작은 부하의 고조파 내량(耐量)에 일치하는 한시 특성을 갖고 있다.The MPU 18 calculates harmonic components from the detection outputs of the current transformers 11, 12, 13, and 14, and generates an alarm output when the system's harmonics exceed the first set value, which is greater than the first set value. When the second set value is exceeded, the shut-off operation is programmed. This interruption operation has a time characteristic that matches the harmonic content of the load.
제1 및 제2 설정값은 C.F., n차 고조파의 값 도는 중성선 전류의 값을 이용할 수 있다.The first and second set values may be C.F., the value of the nth harmonic or the value of the neutral current.
MPU(18)은 변류기(11, 12, 13, 14)의 검출 출력에 대해 고조파 성분의 크기에 기초하여 양(量)의 연산, 구체적으로는 C.F.의 연산 또는 푸리에 전개에 의한 제n차 고조파 함유율의 연산을 행하여, 고조파의 유뮤 또는 그 크기를 검출한다. C.F. 및 제n차 고조파 함유율의 연산 자체는 주지의 연산이므로 설명을 생략한다. MPU(18)은 고조파의 연산 결과와 특성 설정부(19)에서 미리 설정된 값을 비교하여 설정값을 초과한 경우에는 경보 표시부(20)에 의해 경보를 표시함과 동시에 경보 출력부(22)에서 경보 출력을 발생한다. 이때, 전류 파형의 일그러짐에 따라 경보만 할 것인지, 차단까지도 행할 것인지에 대한 임계값을 제2 설정값으로서 미리 설정하여 둠으로써, 경보만 할 것인지, 차단까지도 행할 것인지의 선택이 가능하다. 차단을 행하는 경우는 부하의 고조파 내량에 맞는 한시 특성에 의해 소정의 한시 이후에 차단이 행해진다. 즉, 본 실시예에서는 MPU(18)이 고조파 검출 수단 및 비교 수단으로서의 기능을 갖고 있다.The MPU 18 is based on the magnitude of the harmonic components with respect to the detection outputs of the current transformers 11, 12, 13, and 14 based on the magnitude of the harmonic components, specifically, the n-th harmonic content rate by calculation of the CF or Fourier expansion. Is performed to detect the presence or absence of harmonics. C.F. And the calculation itself of the nth harmonic content ratio are well known operations, and thus description thereof is omitted. The MPU 18 compares the arithmetic result of the harmonics with a preset value in the characteristic setting unit 19, and when the setting value is exceeded, displays an alarm by the alarm display unit 20 and at the alarm output unit 22. Generate an alarm output. At this time, by setting a threshold value for whether to only alarm or even shut off according to the distortion of the current waveform as a second set value in advance, it is possible to select whether to only alarm or even shut off. In the case of the interruption, the interruption is performed after a predetermined time limit by the time characteristic that matches the harmonic content of the load. That is, in this embodiment, the MPU 18 has a function as a harmonic detection means and a comparison means.
본 실시예에 따르면, 설정값을 복수개 설정하여, C.F. 또는 n차 고조파를 검출함으로써 차단 전에 경보를 발할 수 있기 때문에, 예고없는 돌발적인 차단(이하, 돌발 차단)을 방지할 수 있고, 또한 경보 발생시에 고조파의 영향을 받는 기기의 회로로부터의 분리 또는 고조파에 약한 기기의 회로로부터의 분리를 행하고, 고조파의 악영향을 방지함으로써, 기기의 손상을 방지할 수 있다.According to this embodiment, a plurality of setting values are set, and C.F. Alternatively, by detecting the nth harmonic, an alarm can be issued before the interruption, thereby preventing unexpected unexpected interruption (hereinafter abrupt interruption), and also separating or harmonics from the circuit of the device affected by the harmonics when an alarm occurs. Damage to the device can be prevented by separating the circuit from the device which is weak and preventing adverse effects of harmonics.
또한, 중성선 전로 도체(24N)의 전류를 특성 설정부(19)에서 설정한 값과 비교함으로써, 고조파에 의한 중성선 전류의 증가가 기기에 미치는 악영향을 제거할 수 있다.In addition, by comparing the current of the neutral conductor conductor 24N with the value set by the characteristic setting unit 19, it is possible to eliminate the adverse effect of the increase in the neutral current due to harmonics on the device.
본 발명에 따르면, 고조파 전류가 소정값을 초과했을 때에 차단에 우선하여 경보를 발할 수 있기 때문에, 돌발 차단을 회피할 수 있다. 고조파의 영향으로부터 기기의 보호를 피할 수 있다.According to the present invention, when the harmonic current exceeds a predetermined value, an alarm can be given in preference to the interruption, so that an unexpected interruption can be avoided. The protection of equipment from harmonic effects can be avoided.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20020218 Year of fee payment: 4 |
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LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |