KR100262743B1 - 디지탈 지락 검출 계전기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디지탈 지락 검출 계전기에 관한 것으로, 전원 공급부를 통해 동작에 필요한 전원을 공급받으면서 전면패널에 위치시킨 키이 입력부를 통하여 선택값이나 사양을 입력받는 메인 콘트롤러에서 내부의 동작을 제어하도록 하고,

상기 메인 콘트롤러의 제어를 받는 표시부에서는 (P)직류전압표시부, (N)직류전압표시부, 채널표시부 및 전류표시부를 통하여 숫자로 표시하고,

각각의 전원선에 위치하는 다수의 누설검출 센서에서는 어느 채널에 지락이 발생하는 가의 여부를 검출하여 8개씩에 연결된 서브 카드에 의해 아날로그값을 디지탈값으로 변환하여 마이크로 프로세서에 전달하고,

상기 전원 공급부로 부터 DC12V의 직류전원을 공급받는 맥류 발생부는 이를 AC전류와 같은 맥류의 상태로 출력하여 DC125V에 포함된 맥류가 변화되는 상태를 지락전압 검출부를 통해 인식하는 마이크로 프로세서에서 지락전압을 정확히 검출하도록 함으로써 부하의 접지여부 및 접지전압를 정확하고 용이하게 식별하도록 한 것이다.

Description

디지탈 지락 검출 계전기

본 발명은 직류용 배전반에 설치되어 다수의 부하 접지를 검출하기 위한 디지탈 지락 검출 계전기에 관한 것으로써, 특히 각각의 서브 카드에 연결된 누설검출 센서를 통해 어느 위치에서 지락이 발생하였는 가를 인식하면서 직류­교류 변환기에 의해 안정된 맥류의 상태로 입력되는 전압을 지락전압 검출기를 통해 검출하도록 함으로써 부하의 접지 상태를 정확하고 용이하게 식별하도록 한 디지탈 지락 검출 계전기에 관한 것이다.

일반적으로 직류용 배전반에 설치되어 부하의 접지상태를 검출하기 위한 직류접지 계전기는 단순히 부하의 누설전류가 정격이상으로 흐를 경우에만 작동되도록 하였는바, 어떤 부하에 있어서는 허용 전류범위가 존재하므로 기기의 특성에 적합한 누설 전류를 설정할 수 없어 부하에 대한 과도 전원공급 차단 현상이 발생하였고, 또한 접지전류의 극성을 분류할 수 없었다.

그러므로 한국특허공보 제 94-4223호의 직류 다중부하 접지 계전기를 제안하였으며 이는 도 1에 개략적으로 도시한 바와 같이,

전원 공급수단(1)을 통해 주회로와 부하측 회로에 전원을 공급하도록 하고,

펄스발생 및 직류전압 제어수단(2)은 타기기에 영향을 미치지 않는 범위의 저주파 펄스(예컨대 110∼140HZ)를 직류 주회로(P, N)에 실어 전송하면서 부하측에서 접지가 발생하였을 경우에는 직류전압계와 접지 표시램프(2a)(2b)를 작동시키는 동시에 계전기의 전원부를 차단하는 중에 과전압 트립램프(2c)가 작동하도록 하고,

접지전류 검출수단(3)은 회로 차단기(NFB)를 통하여 흐르는 전류에 대해 다수의 펄스방식의 누설 검출변류기(3a)(3b)...(3n)에 의해 감지되어 펄스 발생 및 직류전압 제어수단(2)에서 직류라인(P,N)에 실려 전송되는 저주파수신호를 수신하여 디지틀로 변환시켜 부하고장 신호출력 제어수단(4)에 제공하도록 하고,

부하 고장신호 출력제어수단(4)은 고장부위를 접지검출동작 램프(L1∼L20)로서 표시하도록 하고,

디지틀 시계를 제어하는 시계제어수단(5)에서는 상기의 펄스 발생 및 직류전압제어수단(2)으로 시간정보를 전달하도록 구성하였다.

그러나 상기와 같은 종래의 아날로그에 의한 구성이므로 내부의 구성이 복잡하고 전면패널을 통해 사용자의 선택이나 내부의 동작상태를 정확하게 인식할 수 없음은 물론, 누설 검출변류기(3a)(3b)...(3n)에 의해 감지되는 전류에 대한 저주파수신호가 낮은 값이므로 정확한 부하의 고장 여부를 인식하기가 어려울 뿐아니라 지락전류를 측정하기 위하여 AC전압을 그냥 다운시킨 맥류를 공급하였으므로 전류의 맥동에 따라 오차가 발생하면서 입력상태가 불안해지는 등의 단점이 있었다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 발명된 것으로써, 각각의 서브 카드에 연결된 누설검출 센서를 통해 어느 위치에서 지락이 발생하였는 가를 인식하면서 직류­교류 변환기에 의해 안정된 맥류의 상태로 입력되는 전압치를 지락전압 검출기를 통해 검출하도록 함으로써 부하의 접지여부 및 접지전압를 정확하고 용이하게 식별하도록 한 디지탈 지락 검출 계전기를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 직류용 배전반에 설치되어 다수의 부하 접지상태를 검출하기 위한 디지탈 지락 검출 계전기로써, 전원 공급부를 통해 동작에 필요한 전원을 공급받으면서 전면패널에 위치시킨 키이 입력부를 통하여 선택값이나 사양을 입력받는 메인 콘트롤러에서 내부의 동작을 제어하도록 하고,

상기 메인 콘트롤러의 제어를 받는 표시부에서는 (P)직류전압표시부, (N)직류전압표시부, 채널표시부 및 전류표시부를 통하여 숫자로 표시하고,

각각의 전원선에 위치하는 다수의 누설검출 센서에서는 어느 채널에 지락이 발생하는 가의 여부를 검출하여 8개씩에 연결된 서브 카드에 의해 아날로그값을 디지탈값으로 변환하여 마이크로 프로세서에 전달하고,

상기 전원 공급부로 부터 DC12V의 직류전원을 공급받는 맥류 발생부는 이를 AC전류와 같은 맥류의 상태로 출력하여 DC125V에 포함된 맥류가 변화되는 상태를 지락전압 검출부를 통해 인식하는 마이크로 프로세서에서 지락전압을 정확히 검출하도록 함으로써 부하의 접지여부 및 접지전압를 정확하고 용이하게 식별하도록 한 것이다.

도 1은 종래 직류다중 부하 접지 계전기의 구성을 도시한 개략도.

도 2는 본 발명의 전면패널의 구성을 나타낸 블럭도.

도 3은 본 발명의 전체적인 구성을 도시한 블럭도.

도 4는 본 발명의 누설검축 센서의 회로도.

도 5는 본 발명의 서브 카드의 상세 블럭도.

도 6은 본 발명의 맥류 발생부의 구성도.

도 7은 본 발명의 메인 콘트롤러의 상세 블럭도.

* 도면의 주요부분에 대한 간단한 설명 *

30 : 전원 공급부 32 : 메인 콘트롤러

33 : 표시부 34∼34n : 누설검출 센서

35∼35c : 서브 카드 36 : 맥류 발생부

37 : 지락전압 검출부

이하, 본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 디지탈 지락 검출 계전기의 전면 패널을 도시한 것으로써, 이전면 패널에는 (P)직류전압표시부(11)와 (N)직류전압표시부(12)가 설치되는바, 이는 직류전압을 (P)(N)측으로 분할 표시하여 반전압을 숫자로 표시하게 되고, 이들 표시치를 합산하면 전체의 직류 입력전압과 동일하게 된다. 평상시에는 (P)직류전압표시부(11)와 (N)직류전압표시부(12)가 거의 동일한 전압을 표시해야 정상이며 접지시에는 한쪽으로 전압이 높거나 낮게 치우치게 되는데, 낮게 표시되는 쪽이 접지된 구성임을 알 수 있다.

예컨대 입력전압이 110V에서 (P)직류전압표시부(11)가 75V를 표시하고, (N)직류전압표시부(12)가 35V를 표시할 경우에는 (N)극성쪽이 접지된 것임을 용이하게 알 수가 있다.

현장여건에 따라서는 약 3V 이내에서 전압 편차가 있을 수도 있는 바, 이 경우에는 접지된 것이 아닌 것이다.

만약에 (P)극성쪽에서 직류라인이 접지되었을 경우에는 접지표시용 제 1 램프(13)가 점등하고, (N)극성쪽에서 접지되었을 경우에는 접지표시용 제 2 램프(14)가 점등된다.

따라서, 접지의 상태가 이들 램프(13,14)에 의해 극성별로 표시되므로 감시가 용이하고, 점등과 동시에 외부접점을 통하여 소내반 및 기타의 감시회로 측으로 고장신호를 송출할 수가 있게 된다.

그리고, 접지시험버튼(15,16)은 본 발명에 따른 계전기의 이상 유무를 판독하기 위한 것으로서 임의로 접지 전류를 흘려서 기기상태를 점검하도록 설계되었다.

여기서 임의의 접지전류는 약 20∼30mA정도인데, 접지 시험시에는 외부로 접점이 송출되어 제어반측에서는 경보가 발생하게 된다.

또한, 전원스위치(17)를 온시키면 동작을 시작하도록 한다.

메인전원이나 지선전원을 선택하기 위한 선택스위치(18)를 작동하는 상태에 의해 메인전원램프(18a) 또는 지선전원램프(18b)가 점등된다.

그리고 전류선택스위치(19)를 작동하는 상태에 의해 4m전류램프(19a), 6m전류램프(19b), 8m전류램프(19c), 10m전류램프(19d), 12m전류램프(19e) 또는 맥시멈램프(19f)가 선택적으로 점등되면서 부하측에서 접지로 인해 변화되는 미세전류의 검출범위가 된다.

램프 테스트스위치(20)를 온시키면 모든 랜프가 점등되도록 하여 점등되지 않은 램프의 고장 여부를 인식할 수 있도록 하면서 리세트스위치(21)를 온시키면 메인 콘트롤러가 초기화되어 새로운 선택이 가능하도록 한다.

한편, 채널업스위치(22)나 채널다운스위치(23)를 온시키는 상태에 따라 1부터 32까지의 채널을 임의로 선택할 수 있게 되고 해당 채널은 채널표시부(24)를 통해 숫자로 표시된다.

전류업스위치(25)나 전류다운스위치(26)를 온시키는 상태에 따라 원하는 전류치를 임의로 선택할 수 있게 되고 해당 전류치는 전류표시부(27)를 통해 숫자로 표시된다.

하나의 서브 카드에 연결되는 최고 8개 까지의 채널(CH1∼CH8)),(CH9∼CH16),(CH17∼CH24),(CH25∼CH32)들의 정상여부를 각각 램프를 통해 알려주면서 각각의 서브 카드에 정상적으로 전원이 공급되는 상태는 제 1 내지 제 4 전원램프(28)(28a)(28b)(28c)를 통해 알려주도록 한다.

도 3은 본 발명의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 것으로서,

외부로 부터 AC85∼264V의 전원을 공급받아 내부의 동작에 필요한 전원으로 전달하는 전원 공급부(30)와,

전면패널에 위치시킨 키이 입력부(31)의 다수의 스위치를 통하여 선택한 선택값이나 사양을 입력받으면서 내부의 동작을 제어하는 메인 콘트롤러(32)와,

상기 메인 콘트롤러(32)의 출력에 의해 (P)직류전압 표시용 (P)직류전압표시부(11), (N)직류전압 표시용 (N)직류전압표시부(12), 1부터 32까지의 채널중 선택된 채널의 표시용인 채널표시부(22) 및 선택된 전류치의 표시용인 전류표시부(25)들로 이루어진 표시부(33)와,

DC125V의 전원이 각각 공급되는 전원선에 위치하면서 1채널부터 32채널중 어느 채널에 지락이 발생하는 가의 여부를 검출하는 누설검출 센서(34)∼(34n)와,

상기 1채널부터 32채널에 해당하는 누설검출 센서(34)(34n)의 8개씩에 연결되어 입력되는 아날로그값을 디지탈값으로 변환하는 4개의 서브 카드(35)(35a)(35b) (35c)와,

상기 전원 공급부(30)로 부터 DC12V의 직류전원을 공급받아 이를 AC전류와 같은 맥류의 상태로 출력하는 맥류 발생부(36)와,

상기의 전원선을 통해 공급되는 DC125V에 포함된 맥류가 변화되는 상태로 지락전압을 정확히 검출하는 지락전압 검출부(37)들로 구성한 것이다.

도 4는 본 발명의 누설검출 센서(34)∼(34n)의 구성을 도시한 것으로서,

영상 변류기(41)를 통하여 검출되는 측정 전류치는 콘덴서(C1) 및 가변저항(VR1)을 거쳐 증폭기(42)로 입력되도록 하고,

상기 증폭기(42)의 출력은 4mA∼20mA의 값으로 출력되면서 어느 누설전류 센서에서 지락이 검출되었는 가를 인식하도록 한다.

도 5는 본 발명의 서브 카드(35)(35a)(35b)(35c)의 구성을 도시한 것으로서,

상기 8개씩의 누설검출 센서들에 연결된 입력단(IN1)(IN2)(IN3)(IN4)(IN5) (IN6)(IN7)(IN8)로 부터 각각 다이오드(D1)∼(D8)와 저항(R1)∼(R8)과 콘덴서(C2) ∼(C9)및 정전압 다이오드(ZD1)∼(ZD8)들의 과전압 보호회로를 거쳐 입력되는 지락의 여부를 판단하기 위한 전류신호는 아날로그-디지탈 변환기(43)의 입력단(I1)∼(I8)으로 입력되도록 하고,

상기 아날로그-디지탈 변환기(43)의 출력단(O1)∼(O8)에서는 래치(44)를 거쳐 지락의 여부를 알려주는 램프(LED1)∼(LED8)를 선택적으로 점등시키도록 하는 동시에 양방향성 버퍼(45)를 거쳐 메인 콘트롤러(32)로 상기의 전류신호에 해당하는 데이터신호를 전달하거나 데이터를 전달받도록 하고,

상기 메인 콘트롤러(32)의 도면에 도시하지 않은 마이크로 프로세서에서는 상기의 디지탈-아날로그 변환기(43)에는 각각의 누설검출 센서들을 선택하기 위한 어드레스신호(A0)∼(A2)와 어드레스 래치 인에이블신호(ALE)를 출력하는 동시에, 상기의 양방향성 버퍼(45)에는 칩선택신호(CS)와 읽기/쓰기신호(R/W)를 직접 전달하면서 상기의 래치(44)에는 인버터(I1)(I2)(I3)(I4) 및 트랜지스터(TR1)(TR2)의 스위칭회로를 거쳐 콘트롤신호로 전달되도록 한다.

도 6은 본 발명의 맥류 발생부(36)의 구성을 도시한 것으로서,

DC12V가 동작전원(VPP)으로 입력되는 펄스 폭 변조 IC(46)에는 저항(R9) (R10)과 콘덴서(C10) 및 가변저항(VR2)에 의해 정해지는 시정수에 따라 적절한 주기의 펄스신호로 출력되도록 하고,

상기 펄스 폭 변조 IC(46)의 두 출력단(OUTA)(OUTB)를 통해 교호로 출력되는 펄스신호는 두 트랜지스터(TR3)(TR4)의 베이스에 각각 바이어스전압으로 인가되도록 하고,

에미터가 접지된 상기 두 트랜지스터(TR3)(TR4)의 콜렉터에 1차 코일(t1)의 양끝단이 접속된 트랜스(T)의 2차 코일(t2)에는 상기 1차 코일(t1)의 중간탭(t)으로 인가되는 동작전원(VPP)의 맥류가 출력되도록 하여 입력전압이 변화하여도 오차가 발생하지 않도록 한다.

도 7은 본 발명의 메인 콘트롤러의 상세한 구성을 도시한 것으로서,

리세트 IC(47)에 연결되어 처음 전원을 공급하거나 리세트스위치(21)를 온시키면 초기화되는 마이크로 프로세서(48)는 지락사고가 발생하였음을 인식하면 출력단으로 "H"를 출력하여 트랜지스터(TR5)를 온시키면서 부저(49)가 울리도록 하여 외부에 알려준다.

상기의 전원선을 통해 공급되는 DC125V의 전원에 포함된 맥류의 값이 지락전압 검출부(37)의 저항(R11)(R12) 및 가변저항(VR3)을 경유하는 일정한 폭으로 전압강하되도록 한 후 아날로그-디지탈 변환IC(50)에 의해 변화된 디지탈값을 입력받는 마이크로 프로세서(48)에서 변화되는 상태로 지락전압을 정확히 검출한다.

선택스위치(18), 전류선택스위치(19), 램프 테스트스위치(20), 리세트스위치(21), 채널업스위치(22), 채널다운스위치(23), 전류업스위치(25) 및 전류다운스위치(26)가 선택적으로 온되는 상태를 양방향성 버퍼(51)를 통하여 데이터신호로 인식하는 마이크로 프로세서(48)에서는 상기의 서브카드(35)∼(35c)에 어드레스신호(A0)∼(A2)와 어드레스 래치 인에이블신호(ALE), 칩선택신호(CS) 및 읽기/쓰기신호(R/W)를 출력한다.

내부의 동작에 필요한 데이터를 어드레스 래치(52)를 거쳐 메모리(53)에 일시 저장하였다가 읽어내면서 내부의 동작을 제어하는 마이크로 프로세서(48)에서는 3상태 버스(54)를 통해 데이터신호를 상기의 서브카드(35)∼(35c)에 출력한다.

상기 마이크로 프로세서(48)는 어드레스신호를 칩선택용 프로그래머블 로직(55)에 출력하여 내부 부품의 동작을 선택하기 위한 어드레스신호가 출력되도록 하면서 3상태 래치(56)를 통하여 4m전류램프(19a), 6m전류램프(19b), 8m전류램프(19c), 10m전류램프(19d), 12m전류램프(19e) 또는 맥시멈램프(19f)를 선택적으로 점등시키거나 외부 경보용 릴레이(57)(58)를 구동하여 P전압의 지락 또는 N전압의 지락을 알려주도록 한다.

그리고 3상태 래치(59)를 통하여 (P)전압표시부(11), (N)전압표시부(12)채널표시부(24) 및 전류표시부(27)에 숫자를 표현하기 위한 세그먼트신호를 출력하면서 3상태 래치(60)를 통하여 다수의 트랜지스터(TR6)(TR7)(TR8)(TR9)(TR10)(TR11) (TR12)(TR13)를 순차적으로 온시키면서 (P)전압표시부(11), (N)전압표시부(12)채널표시부(24) 및 전류표시부(27)에 숫자가 디스플레이되어 사용자가 동작에 따른 정보를 한 눈에 알 수 있도록 한다.

이하 본 발명의 디지탈 지락 검출 계전기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

사용자가 전원스위치(17)를 온시켜 DC125V의 전원이 병렬로 연결된 다수의 전원선을 통해 공급되도록 하거나 리세트스위치(21)를 온시키면 리세트 IC(47)에 연결된 마이크로 프로세서(48)에서 내부회로를 초기화하여 다음의 동작에 대비한다.

사용자가 채널업스위치(22)나 채널다운스위치(23)를 온시키는 상태에 따라 1부터 32까지의 채널을 임의로 선택하면 이를 인식한 메인 콘트롤러(32)의 마이크로 프로세서(48)는 해당 채널은 채널표시부(24)를 통해 숫자로 표시하고, 다시 사용자가 전류업스위치(25)나 전류다운스위치(26)를 온시키면서 원하는 전류치를 임의로 선택하면 이에 따른 전류치를 전류표시부(27)를 통해 숫자로 표시한다.

그 상태에서 각각의 전원선에 설치한 누설검출 센서(34)∼(34n)를 통해 지락의 여부를 확인하는 것으로,

각각의 누설검출 센서(34)∼(34n)는 영상 변류기(41)를 통하여 검출되는 측정 전류치가 콘덴서(C1) 및 가변저항(VR1)을 거쳐 증폭기(42)로 입력되도록 하고,

상기 증폭기(42)의 출력은 4mA∼20mA의 값으로 출력되면서 어느 누설검출 센서(34)∼(34n)에서 지락이 검출되었는 가를 인식하도록 한다.

그러므로 각각의 서브 카드(35)∼(35c)는 8개씩 연결된 상기 누설검출 센서(34)∼(34n)들의 지락 여부를 인식한다.

즉, 상기 8개씩의 누설검출 센서들에 연결된 입력단(IN1)∼(IN8)로 부터 각각 다이오드(D1)∼(D8), 저항(R1)∼(R8), 콘덴서(C2)∼(C9) 및 정전압 다이오드(ZD1)∼(ZD8)들의 과전압 보호회로를 거쳐 입력되는 전류신호는 아날로그-디지탈 변환기(43)의 입력단(I1)∼(I8)으로 입력된다.

상기 아날로그-디지탈 변환기(43)에서 디지탈값으로 변환된 전류신호는 출력단(O1)∼(O8)에서 출력되어 래치(44)를 거쳐 지락의 여부를 알려주는 램프(LED1)∼(LED8)를 선택적으로 점등시켜 어느 전원선에서 지락이 발생하였는 가를 한 눈에 알 수 있도록 하는 동시에, 양방향성 버퍼(45)를 거쳐 메인 콘트롤러(32)의 마이크로 프로세서(48)에 상기의 전류신호에 해당하는 데이터신호를 전달하거나 데이터를 전달받는다.

상기의 마이크로 프로세서(48)에서는 상기의 디지탈-아날로그 변환기(43)에 어드레스신호(A0)∼(A2)와 어드레스 래치 인에이블신호(ALE)를 출력하면서 상기의 양방향성 버퍼(45)에는 칩선택신호(CS)와 읽기/쓰기신호(R/W)를 전달하여 4개씩인 서브 카드(35)∼(35c)의 데이터를 순차적으로 읽으면서 지락의 여부를 인식하는 동시에, 상기의 래치(44)에 스위칭회로를 거쳐 콘트롤신호로 전달하여 램프(LED1)∼(LED8)를 점등시키도록 한다.

한편, 맥류 발생부(36)에서는 DC12V가 동작전원(VPP)으로 입력되는 펄스 폭 변조 IC(46)가 저항(R9),(R10), 콘덴서(C10) 및 가변저항(VR2)에 의해 정해지는 시정수에 따라 적절한 주기의 펄스신호로 변조시켜 출력한다.

상기 펄스 폭 변조 IC(46)의 두 출력단(OUTA)(OUTB)을 통해 교호로 출력되는 펄스신호는 두 트랜지스터(TR3)(TR4)의 베이스에 각각 바이어스전압으로 인가되어 교대로 턴온시킨다.

그러므로 상기 두 트랜지스터(TR3)(TR4)의 콜렉터에 1차 코일(t1)의 양끝이 접속된 상태이므로 교대로 턴온되는 두 트랜지스터(TR3)(TR4)에 의해 상기 트랜스(T)의 1차 코일(t1)의 중간탭(t)으로 인가되는 동작전원(VPP)이 콜렉-에미터를 통해 흐르게 되고, 이에 따라 트랜스(T)의 2차 코일(t2)에는 교류전류와 같은 맥류가 유기되어 출력되므로 입력전압이 주위의 환경에 따라 변화하여도 지락전압치를 검출하기 위한 맥류에 오차가 발생하지 않게 된다.

그러므로 지락의 발생을 서브 카드(35)∼(35c)를 통하여 인식한 마이크로 프로세서(48)는 맥류 발생부(36)에서 출력되어 상기의 전원선을 통해 공급되는 DC125V의 전원에 포함된 맥류의 값이 지락전압 검출부(37)의 저항(R11)(R12) 및 가변저항(VR3)을 경유하는 일정한 폭으로 전압강하되도록 한 후, 아날로그-디지탈 변환IC(50)에 의해 변화된 디지탈값을 입력받는 마이크로 프로세서(48)에서 변화되는 상태로 지락전압을 정확히 검출한다.

그리고 마이크로 프로세서(48)는 지락사고가 발생하였고 지락전압의 값을 측정하였으면 출력단으로 "H"를 출력하여 트랜지스터(TR5)를 온시키면서 부저(49)가 울리도록 하여 외부에 알려준다.

상기 마이크로 프로세서(48)는 어드레스신호를 칩선택용 프로그래머블 로직(55)에 출력하여 내부 부품의 동작을 선택하기 위한 어드레스신호가 출력되도록 하면서 3상태 래치(56)를 통하여 4m전류램프(19a), 6m전류램프(19b), 8m전류램프(19c), 10m전류램프(19d), 12m전류램프(19e) 또는 맥시멈램프(19f)를 선택적으로 점등시키거나 외부 경보용 릴레이(57)(58)를 구동하여 P전압의 지락 또는 N전압의 지락을 외부에 알려준다.

그리고 상기의 표시부(33)에 설정치나 지락값을 표시하는 상태는 3상태 래치(59)를 통하여 (P)전압표시부(11), (N)전압표시부(12)채널표시부(24) 및 전류표시부(27)에 숫자를 표현하기 위한 세그먼트신호를 출력하면서 3상태 래치(60)를 통하여 다수의 트랜지스터(TR6)∼(TR13)를 순차적으로 온시키면서 (P)전압표시부(11), (N)전압표시부(12)채널표시부(24) 및 전류표시부(27)에 숫자가 디스플레이되어 사용자가 동작에 따른 정보를 한 눈에 알 수 있도록 한다.

따라서 본 발명의 디지탈 지락 검출 계전기에 의하여서는 전원 공급부를 통해 동작에 필요한 전원을 공급받으면서 전면패널에 위치시킨 키이 입력부를 통하여 선택값이나 사양을 입력받는 메인 콘트롤러에서 내부의 동작을 제어하도록 하고,

상기 메인 콘트롤러의 제어를 받는 표시부에서는 (P)직류전압표시부, (N)직류전압표시부, 채널표시부 및 전류표시부를 통하여 숫자로 표시하고,

각각의 전원선에 위치하는 다수의 누설검출 센서에서는 어느 채널에 지락이 발생하는 가의 여부를 검출하여 8개씩에 연결된 서브 카드에 의해 아날로그값을 디지탈값으로 변환하여 마이크로 프로세서에 전달하고,

상기 전원 공급부로 부터 DC12V의 직류전원을 공급받는 맥류 발생부는 이를 AC전류와 같은 맥류의 상태로 출력하여 DC125V에 포함된 맥류가 변화되는 상태를 지락전압 검출부를 통해 인식하는 마이크로 프로세서에서 지락전압을 정확히 검출하도록 함으로써 부하의 접지여부 및 접지전압를 정확하고 용이하게 식별하도록 한 것이다.

Claims (4)

1. 외부로 부터 AC85∼264V의 전원을 공급받는 전원 공급부(30)에서 내부의 동작에 필요한 전원으로 전달하면서 각각의 전원선에서 지락의 발생여부를 인식하도록 한 디지탈 지락 검출 계전기에 있어서,

   전면패널에 위치시킨 키이 입력부(31)의 다수의 스위치를 통하여 선택한 선택값이나 사양을 입력받으면서 내부의 동작을 제어하는 메인 콘트롤러(32)와,

   상기 메인 콘트롤러(32)의 출력에 의해 (P)직류전압 표시용 (P)직류전압표시부(11), (N)직류전압 표시용 (N)직류전압표시부(12), 1부터 32까지의 채널중 선택된 채널의 표시용인 채널표시부(22) 및 선택된 전류치의 표시용인 전류표시부(25)들로 이루어진 표시부(33)와,

   외부로 부터 AC85∼264V의 전원을 공급받는 전원 공급부(30)로 부터 전달되는 전원선에 위치하면서 영상 변류기(41)를 통하여 검출되는 측정 전류치는 콘덴서(C1) 및 가변저항(VR1)을 거쳐 증폭기(42)를 거쳐 4mA∼20mA의 값으로 출력되면서 어느 전원선에서 지락이 발생되는 가를 인식하도록 하는 누설검출 센서(34)∼(34n)와,

   상기 1채널부터 32채널에 해당하는 누설검출 센서(34)(34n)의 8개씩에 연결되어 입력되는 아날로그값을 디지탈값으로 변환하는 4개의 서브 카드(35)(35a)(35b) (35c)와,

   상기 전원 공급부(30)로 부터 DC12V의 직류전원을 공급받아 이를 AC전류와 같은 맥류의 상태로 출력하는 맥류 발생부(36)와,

   상기의 전원선을 통해 공급되는 DC125V에 포함된 맥류가 변화되는 상태로 지락전압을 정확히 검출하는 지락전압 검출부(37)들로 구성됨을 특징으로 하는 디지탈 지락 검출 계전기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기의 서브 카드는 상기 다수의 누설검출 센서들에 연결된 입력단(IN1)∼(IN8)로 부터 각각 다이오드(D1)∼(D8)와 저항(R1)∼(R8)과 콘덴서(C2) ∼(C9)및 정전압 다이오드(ZD1)∼(ZD8)들의 과전압 보호회로를 거쳐 입력되는 지락의 여부를 판단하기 위한 전류신호는 아날로그-디지탈 변환기(43)의 입력단(I1)∼(I8)으로 입력되도록 하고,

   상기 아날로그-디지탈 변환기(43)의 출력단(O1)∼(O8)에서는 래치(44)를 거쳐 지락의 여부를 알려주는 램프(LED1)∼(LED8)를 선택적으로 점등시키도록 하는 동시에 양방향성 버퍼(45)를 거쳐 메인 콘트롤러(32)로 상기의 전류신호에 해당하는 데이터신호를 전달하거나 데이터를 전달받도록 하고,

   상기 메인 콘트롤러(32)의 마이크로 프로세서로 부터 상기의 디지탈-아날로그 변환기(43)에는 각각의 누설검출 센서들을 선택하기 위한 어드레스신호(A0)∼(A2)와 어드레스 래치 인에이블신호(ALE)를 전달받으면서 상기의 양방향성 버퍼(45)에는 칩선택신호(CS)와 읽기/쓰기신호(R/W)를 직접 전달받으며 상기의 래치(44)에는 인버터(I1)∼(I4) 및 트랜지스터(TR1)(TR2)의 스위칭회로를 거친 콘트롤신호가 전달되도록 한 디지탈 지락 검출 계전기.
3. 제 1 항에 있어서, 상기의 맥류 발생부는 DC12V가 동작전원(VPP)으로 입력되는 펄스 폭 변조 IC(46)에는 저항(R9) (R10)과 콘덴서(C10) 및 가변저항(VR2)에 의해 정해지는 시정수에 따라 적절한 주기의 펄스신호로 출력되도록 하고,

   상기 펄스 폭 변조 IC(46)의 두 출력단(OUTA)(OUTB)를 통해 교호로 출력되는 펄스신호는 두 트랜지스터(TR3)(TR4)의 베이스에 각각 바이어스전압으로 인가되도록 하고,

   에미터가 접지된 상기 두 트랜지스터(TR3)(TR4)의 콜렉터에 1차 코일(t1)의 양끝이 접속된 트랜스(T)의 2차 코일(t2)에는 상기 1차 코일(t1)의 중간탭(t)으로 인가되는 동작전원(VPP)의 맥류가 출력되도록 한 디지탈 지락 검출 계전기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기의 메인 콘트롤러는 리세트 IC(47)에 연결된 마이크로 프로세서(48)의 출력단에 트랜지스터(TR5)를 거쳐 부저(49)가 연결하고,

   상기의 전원선에 연결된 지락전압 검출부(37)의 저항(R11)(R12) 및 가변저항(VR3)을 경유하는 중에 전압강하되고 아날로그-디지탈 변환IC(50)에 의해 변화된 디지탈값을 입력받는 마이크로 프로세서(48)는 내부의 스위치를 온시키는 상태를 양방향성 버퍼(51)를 통하여 데이터신호로 인식하도록 하고,

   데이터를 어드레스 래치(52)를 거쳐 메모리(53)에 일시 저장하는 마이크로 프로세서(48)는 3상태 버스(54)를 통해 데이터신호를 상기의 서브카드(35)∼(35c)에 출력하고,

   어드레스신호를 칩선택용 프로그래머블 로직(55)에 어드레스신호를 출력하는 상기 마이크로 프로세서(48)는 3상태 래치(56)를 통하여 램프(19a)∼(19f)를 점등시키거나 외부 경보용 릴레이(57)(58)를 구동하도록 하고,

   3상태 래치(59)를 통하여 표시부(11)(12)(24)(27)에 세그먼트신호를 출력하면서 3상태 래치(60)를 통하여 다수의 트랜지스터(TR6)∼(TR13)를 순차적으로 온시켜 동작에 따른 정보를 한 눈에 알 수 있도록 한 디지탈 지락 검출 계전기.