KR100277921B1

KR100277921B1 - 누전차단 점검장치 및 방법

Info

Publication number: KR100277921B1
Application number: KR1019980027334A
Authority: KR
Inventors: 손진우
Original assignee: 이종수; 엘지산전주식회사
Priority date: 1998-07-07
Filing date: 1998-07-07
Publication date: 2001-01-15
Also published as: KR20000007816A

Abstract

누전차단기에서, 일정 입력전원을 인가받아 소정의 누전전류를 인위적으로 발생시키는 누전전류발생부와, 3상 교류전원을 인가받아 누전전류를 검출하는 영상변류기와, 상기 영상변류기의 검출신호에서 감도전류를 선택하는 감도전류선택부와, 상기 영상변류기에서 검출된 누전전류와 상기 감도전류선택부에서 선택되는 감도전류를 비교 판단하는 전용 IC와, 상기 전용 IC의 출력신호에 따라 도통하는 트립코일과, 상기 트립코일의 도통여부에 따라 전원이 인가 또는 차단되는 전원부를 포함하여 구성된 것으로 정격감도전류값 설정에 관계없이 일정값의 누전전류를 발생시키며, 누전차단기 결함시에도 시험동작으로 인한 누전차단기 결함시에도 시험동작으로 인한 누전차단기 내부 손상, 트립코일 단락 등의 사고방지의 효과가 있다.

Description

누전차단 점검장치 및 방법

본 발명은 전기기기에 관한 것으로, 특히 누전전류에 의한 인체, 부하 및 선로를 보호하는 누전차단 점검장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 누전차단기는 교류 110Ｖ/220Ｖ의 저압회로(15∼30Ａ)를 이루는 가정용 분전반 내에 설치되어 인체의 감전사고와 누전에 의한 화재 및 과전류 및 단락에 의한 안전사고 등을 예방하기 위한 목적으로 사용되는 기기이다.

최근 인명 및 재산존중의 입장에서 감전 재해에 대한 의식이 고조되고 법적인 측면에서도 설치의무 장소가 증가될 정도로 사용이 증가되고 있는 실정이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 따른 누전차단기를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술은 입력되는 3상의 전류균형의 붕괴를 감지하는 영상변류기(1)와, 상기 영상변류기(1)에서 발생되는 기전력을 인가받아 감도전류를 선택하는 감도전류선택부(2)와, 외부에서 누전동작 시험을 위한 테스트버튼(4)과, 상기 테스트버튼(4)의 스위칭에 따라 트립 시그널을 출력하는 전용 IC(3)와, 상기 전용 IC(3)의 출력신호에 의해 하기 트립코일(5)에 전류를 공급하는 사이리스터(6)와, 상기 사이리스터(6)와 전원을 차단시키는 트립코일(5)과, 상기 사이리스터(6)의 입출력단에 연결되어 출력전압을 일정하게 유지시키는 정전압부(7)로 구성된다.

이와 같이 구성된 누전차단기는 테스트버튼(4)을 누르면 주전원에서 테스트저항(R1)을 통해 인위적인 누전전류를 발생시켜 이를 상기 영상변류기(1)에서 감지하여, 누전전류를 출력한다.

상기 누전전류는 상기 감도전류선택부(2)로 인가되고, 상기 전용 IC(3)는 인상기 감도전류선택부(2)로부터 인가받은 신호를 증폭시키고 기설정된 감도선택 기준치와 비교하여 기준초과시 출력을 발생시킨다.

상기 전용 IC(3)는 트립신호(Trip Signal)를 출력하여 우측단에 접속된 상기 사이리스터(6)를 동작시키고, 상기 사이리스터(6)가 도통되면 상기 트립코일(5)에 전류가 흘러 기구부(도시생략)를 해제시키므로서 누전차단기가 동작하여 주전원을 차단하게 된다.

종래 기술에 따른 누전차단기는 다음과 같은 문제점이 있다.

첫째, 정격감도의 설정치에 대해 테스트 저항값이 고정되어 있으므로 정격감도 전류가 높을경우에는 그에 해당하는 높은 전류를 트립코일에 흘려야 되기 때문에 트립코일이 손상되는 경우가 있다.

둘째, 트립코일이 손상되면 폭발의 위험성이 매우 높아진다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 저 전압의 직류회로에서 연산증폭기를 이용한 발진회로를 구성하여 상용교류 전원에서의 누전전류와 동일한 인위적인 누전전류를 발생시켜 누전차단기의 동작 시험 할 수 있도록 한 누전차단 점검장치 및 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 누전차단기를 개략적으로 나타낸 구성도

도 2는 본 발명에 따른 누전차단 점검장치를 개략적으로 나타낸 구성도

도 3은 본 발명에 따른 누전차단 점검방법을 나타낸 플로우 차트

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 누전전류발생부 11 : 테스트버튼

12 : 영상변류기 OP1 : 연산증폭기

13 : 감도전류선택부 14 : 전용 IC

15 : 사이리스터 16 : 트립코일

17 : 정전압부

본 발명에 따른 누전차단 점검장치는, 일정 입력전원을 인가받아 소정의 누전전류를 인위적으로 발생시키는 누전전류발생부와, 상기 누전전류발생부에서 발생되는 누전전류 및 3상 교류전원을 인가받아 누전전류를 검출하는 영상변류기와, 상기 영상변류기의 검출전류에서 감도전류를 선택하는 감도전류선택부와, 상기 영상변류기에서 검출된 누전전류와 상기 감도전류선택부에서 선택되는 감도전류를 비교 판단하는 전용 IC와, 상기 전용 IC의 출력신호에 따라 도통하는 사이리스터와, 상기 사이리스터의 도통여부에 따라 동작하는 트립코일과, 상기 트립코일의 출력전원을 유지하는 정전압부를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 누전차단 점검장치를 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 일정 입력전원을 인가받아 소정의 누전전류를 인위적으로 발생시키는 누전전류발생부(10)와, 3상(R,S,T) 교류전원을 인가받아 누전전류를 검출하는 영상변류기(12)와, 상기 영상변류기(12)의 검출신호에서 감도전류를 선택하는 감도전류선택부(13)와, 상기 영상변류기(12)에서 검출된 누전전류와 상기 감도전류선택부(13)에서 선택되는 감도전류를 비교 판단하는 전용 IC(14)와, 상기 전용 IC(14)의 출력신호에 따라 도통하는 트립코일(16)과, 상기 트립코일(16)의 도통여부에 따라 전원이 인가 또는 차단되는 정전압부(17)를 포함하여 구성된다.

상기 누전전류발생부(10)는 입력전원을 스위칭하는 테스트버튼(11)과, 상기 테스트버튼(11) 일단에 직렬로 연결되는 제 1 저항(R1)과, 상기 제 1 저항(R1)과 병렬 접속하는 제 2 및 제 3 저항(R2)(R3)과, 상기 제 2 및 제 3 저항(R2)(R3)과 발진하는 제 4 저항(R4) 및 콘덴서(C1)와, 상기 제 1 저항(R1)의 신호를 포지티브(+)로 인가받고, 제 4 저항(R4) 및 콘덴서(C1)에 의해 발진된 신호를 네거티브(-)로 인가받아 일정한 구형파를 출력하는 연산증폭기(OP1)로 구성된다.

상기 연산증폭기(OP1)의 포지티브(+)측 입력단은 제 1 저항(R11)을 통하여 주전원 전압을 정류한 전압(VCC)이 인가되고, 네거티브(-)측 입력단자는 상기 콘덴서(C1)와 제 4 저항(R4)저항의 충방전에 의한 전압이 인가된다.

상기 연산증폭기(OP1)의 출력단자에는 제 5 저항(R5)이 접속되어, 상기 콘덴서(C1)와 제 4 저항(R4)에 의해 발진되는 교류전압이 출력된다.

이때, 상기 교류전압의 주파수는 연산증폭기(OP1) 네거티브(-)측 입력단자에 접속된 콘덴서(C1) 용량을 조정하여 원하는 사용주파수의 교류전압이 얻어지고, 이때의 교류전압은 상기 영상변류기(12)로 인가되어 누전전류를 흐르게 한다.

따라서, 본 발명은 상기 누전전류발생부(10)에서 테스트버튼(11)을 눌러 누전전류를 발생하면 이 누전전류가 상기 영상변류기(12)로 흐르게 되고, 상기 영상변류기(12)는 인가되는 누전전류 발생 신호를 상기 감도전류선택부(13)로 인가하여 입력되는 누전전류에서 감도전류를 선택한다.

상기 감도전류선택부(13)는 감도전류를 전용 IC(14)로 인가하고, 상기 전용 IC(14)는 트립신호를 출력하여 상기 사이리스터(15)를 도통시켜 트립코일(16)에 전류를 인가한다.

따라서, 상기 트립코일(16)에 전류가 인가되어 전원을 차단시킴으로써 누전차단기가 동작하게 되므로 누전차단기의 동작상태를 점검할 수 있다.

이와 같이 구성된 누전차단기 점검장치의 동작을 도 3을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전원(VCC)을 인가하고(S1), 상기 전원이 인가되면 테스트버튼을 온(ON)시켜 제 1 저항(R1)을 통해 연산증폭기(OP1)의 포지티브(+)측 입력단에 신호를 인가한다(S2).

또한, 제 4 저항(R4)을 통한 콘덴서(C1)의 충/방전에 따라 연산증폭기(OP1)의 네거티브(-)측 입력단에 신호를 인가한다(S3).

상기 연산증폭기(OP1)의 네거티브(-)측 입력전압 레벨이 제 1 기준전압(Vref1)과 제 2 기준전압(Vref2) 사이에 존재하는지 여부를 판단한다(S4).

상기 판단 결과에 따라 연산증폭기(Op1)의 네거티브(-)측 입력전압 레벨이 구간내에 존재하면 하이(High) 신호를 출력하고(S5), 구간내에 존재하지 않으면 로우(Low) 신호를 출력한다(S6).

상기 연산증폭기(Op1)에서 출력되는 하이(High)/로우(Low) 신호는 영상변류기로 인가되어 누전차단기의 상태를 점검한다(S7).

따라서, 본 발명은 정격감도전류 설정에 상관없이 일정한 값의 누전전류를 발생시켜 전원차단 상태를 체크하는 것이다.

본 발명에 따른 누전차단 점검장치는 정격감도전류값 설정에 관계없이 일정한 값의 누전전류를 발생시키며, 누전차단기 결함시에도 시험동작으로 인한 누전차단기 결함시에도 시험동작으로 인한 누전차단기 내부손상, 트립코일 단락 등의 사고방지의 효과가 있다.

Claims

일정 입력전원을 인가받아 소정의 누전전류를 인위적으로 발생시키는 누전전류발생부와,

상기 누전전류발생부에서 발생되는 누전전류 및 3상 교류전원을 인가받아 누전전류를 검출하는 영상변류기와,

상기 영상변류기의 검출전류에서 감도전류를 선택하는 감도전류선택부와,

상기 영상변류기에서 검출된 누전전류와 상기 감도전류선택부에서 선택되는 감도전류를 비교 판단하는 전용 IC와,

상기 전용 IC의 출력신호에 따라 도통하는 트립코일과,

상기 트립코일의 도통여부에 따라 전원이 인가 또는 차단되는 전원부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 누전차단 점검장치.
제 1 항에 있어서,

상기 누전전류발생부는 입력전원을 스위칭하는 테스트버튼과,

상기 테스트버튼 일단에 직렬로 연결되는 제 1 저항(R1)과,

상기 제 1 저항(R1)과 병렬 접속하는 제 2 및 제 3 저항(R2)(R3)과,

상기 제 2 및 제 3 저항(R2)(R3)과 발진하는 제 4 저항(R4) 및 콘덴서(C1)와,

상기 제 1 저항(R1)의 신호를 포지티브(+)로 인가받고, 제 4 저항(R4) 및 콘덴서(C1)에 의해 발진된 신호를 네거티브(-)로 인가받아 일정한 구형파를 출력하는 연산증폭기로 구성됨을 특징으로 하는 누전차단 점검장치.
제 2 항에 있어서,

상기 연산증폭기의 출력단에 제 5 저항(R5)이 접속되어 발진된 교류전압이 출력됨을 특징으로 하는 누전차단 점검장치.
연산증폭기, 제 1 내지 제 4 저항(R11-R14), 콘덴서(C1). 영상변류기를 구비한 누전차단기에서,

전원이 인가되면 상기 제 1 저항(R11)을 통해 상기 연산증폭기의 포지티브(+)측 입력단에 신호를 인가하는 제 1 단계;

상기 제 4 저항(R14)을 통한 콘덴서(C1)의 충방전에 의한 출력신호를 연산증폭기 네거티브(-)측 입력단에 신호를 인가하는 제 2 단계;

상기 연산증폭기 네거티브(-)측 입력단의 입력레벨이 제 1 기준전압(Vref1)과 제 2 기준전압(Vref2) 구간내에 존재하는지 여부를 판단하는 제 3 단계;

상기 제 3 단계에서 상기 연산증폭기 네거티브(-)측 입력단의 입력레벨이 구간내에 존재하면 하이(High) 신호를 출력하고, 구간내에 존재하지 않으면 로우(Low) 신호를 출력하는 제 4 단계;

상기 연산증폭기에서 출력되는 하이/로우 신호를 영상변류기로 인가하여 누전발생시 전원차단 여부를 검침하는 제 5 단계를 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 누전차단 점검방법.