KR100369716B1 - 자동 복귀형 고속 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명의 자동복귀형 전원차단기는, 전자적인 동작 제어로 인하여 기존의 기계식 전원차단기보다 빠른 속도로 전원을 차단할 수 있으며, 과전압 및 과전류누전 등으로 인한 차단요인이 해소되면 즉시 차단되었던 전원차단기의 스위치가 자동으로 복귀되며, 사용처의 부하를 점검하여 정격전류 이상의 전류가 감지되면 경고음을 발생하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동 복귀형 고속 차단기{Auto recovering no fuse breaker}

본 발명은 전원차단기에 관한 것으로서, 특히 전자적인 제어가 가능하고 자동 복귀되는 자동복귀형 고속차단기에 관한 것이다.

최근 인명 및 재산 존중의 입장에서 감전 재해에 대한 의식이 고조되고 법적인 측면에서도 설치의무 장소를 규정함으로써 누전((漏電) 차단기의 사용이 증가되고 있다.

일반적인 누전 차단기는 부하측으로 과전류가 흐르거나 누설 전류 발생시 AC 입력을 차단시키는 것이다. 이러한 누전 차단기는 부하측의 쇼트시 전원 공급을 차단하는 전원 차단기와 함께 직렬 연결하여 사용함으로써 인명 및 재산을 보호하고 있다. 즉 전원 입력라인에 전원 차단기와 누전 차단기를 직렬 연결하여 부하측에서 과전류 및 누설전류가 발생하면 누전 차단기에서 전원을 차단시키고 부하측의 쇼트 발생시 전원 차단기에서 전원을 차단시켜 화재 및 감전사고를 예방하게 된다.

그런데, 종래 기계식 누전 차단기의 경우, 누전 전류가 발생하여도 민감하게 작동하지 못하는 경우가 있으며, 또한 장시간 기계식 누전 차단기가 개폐되지 않을 경우는 개폐부에 이상이 발생하여 오동작하는 경우가 종종 발생하여 인명 피해가 발생하는 문제점이 있었다.

그리고, 순간적인 과전압 및 과전류 발생시 전원 차단기가 민감하게 작동되지 못하여 인명 피해가 발생하고 방송장비, 발전설비, 의료장비, 기타 고가의 계측장비 등이 소손됨으로써 재산상의 피해가 발생하는 문제점이 있었다.

뿐 만 아니라, 누전 차단기 및 전원 차단기에 의하여 전원이 차단된 후에 사람이 직접 누전 차단기 및 전원 차단기를 복귀시키는 과정에서도 사람이 감전 사고를 당하는 경우가 종종 발생되며, 사람이 직접 복귀 여부를 파악해야 하므로 불필요한 시간 등이 소요되어 장비 가동 시간이 지연되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 기술적 과제는 전자적인 제어로 전류의 차단 및 자동 복귀를 신속하게 행할 수 있는 전원차단기를 제공하는 데 있다.

도 1은 본 발명에 따른 전원차단기를 설명하기 위한 블록도이다.

* 도면 중의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

100 : 자동 복귀형 고속차단기 110 : 전류감지부

120 : 차단신호 발생부 130 : 통전신호 발생부

140 : 구동부 150 : 무접점 스위치

160 : 부하감지 신호 발생기 170 : 서지보호부

180 : 원격 입출력부

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 전원차단기는, 차단신호 또는 통전신호를 입력받아 상기 사용처로 입력되게 되는 공급전류의 차단명령 또는 차단된 공급전류가 다시 통전되도록 복귀명령하는 구동부와; 상기 전원 공급장치와 상기 사용처 사이에 설치되어 상기 공급전류의 세기를 감지하는 전류감지부와; 상기 전류감지부에서 감지한 상기 공급전류와 정격전류의 세기를 비교 분석하여 상기 공급전류가 상기 정격전류보다 큰 경우에 차단신호를 발생시켜 상기 구동부로 출력하는 차단신호 발생부와; 상기 전류감지부에서 감지한 상기 공급전류와 상기 정격전류의 세기를 비교 분석하여 상기 차단신호 발생 후 상기 공급전류가 상기 정격전류와 같거나 또는 상기 정격전류보다 작아진 경우에 통전신호를 발생시켜 상기 구동부로 출력하는 통전신호 발생부와; 상기 구동부로부터 명령을 입력받아 온-오프되는 스위치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 사용처와 상기 스위치 사이의 부하를 감지하여 상기 사용처의 부하가 상기 정격전류보다 큰 경우에 차단신호를 발생시켜 상기 구동부로 출력하고, 경고음을 발생시키는 부하감지 신호 발생기를 더 구비하는 것이 바람직하다.

나아가, 서지전압이 감지되면 서지전류가 상기 사용처로 흐르지 못하도록 차단하며 상기 서지전류를 접지로 바이패스시키는 서지보호부를 더 구비하는 것이 바람직하다.

더 나아가, 상기 스위치는 무접점 반도체 스위치인 것이 바람직하다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동복귀형 고속차단기를 설명하기 위한 블록도이다. 도 1에서 화살표는 전류 또는 신호의 흐름을 나타낸 것이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 전원차단기(100)는 전류감지부(110), 차단신호 발생부(120), 통전신호 발생부(130), 구동부(140), 및 스위치(150)로 이루어진다. 본 발명에 따른 전원차단기(100)는 전선으로 연결된 전원 공급장치(10)와 사용처(20) 사이에 설치된다.

전류감지부(Current Trans)(110)는 전원 공급장치(10)와 사용처(20) 사이에 설치되어 사용처(20)로 입력되는 전류의 세기를 2차 전압으로 발생시키는 것으로, 이 전압을 이용하여 부하의 전류 상태를 인식한다. 이하에서, 사용처(20)로 입력되게 되는 전류를 공급전류라 한다. 사용처(20)로 입력되는 전류란 전원 공급장치에서 공급하는 전류 뿐 만 아니라, 전원 공급장치(10)와 사용처(20) 사이에서 과부하 또는 누전으로 증가되는 전류를 포함한다.

차단신호 발생부(120)는 전류감지부(110)에서 감지한 공급전류와 사용처(20)에 공급되어야 하는 전류(이하에서, 사용처에 공급되어야 하는 전류를 정격전류라한다.)를 비교 및 분석하여, 공급전류가 정격전류보다 큰 경우에 공급전류를 차단시키기 위한 차단신호를 발생한다.

통전신호 발생부(130)는 차단신호 발생부(120)에서 차단신호가 발생되어 공급전류가 차단된 후 공급전류가 정격전류보다 같거나 작아지는 경우에 전원 공급장치(10)와 사용처(20)가 다시 통전(通電)되도록 통전신호를 발생한다.

구동부(140)는 차단신호 발생부(120)로부터 발생된 차단신호 및 통전신호 발생부(130)에서 발생되는 통전신호를 입력받아 후술되는 스위치(150)가 온-오프(On-Off)되도록 차단 또는 복귀명령한다. 이 때, 구동부(140)는 반도체 소자인 포토커플러(Photo Coupler) 및 트리거(Triger)소자로 이루어진다.

스위치(150)는 구동부(140)로부터 명령받아 전원 공급장치(10)와 사용처(20)가 차단 또는 통전되도록 온-오프한다. 이 때, 스위치(150)로는 무접점 스위치로서 반도체 교류 스위치인 Traic 반도체 스위치를 사용한다. 따라서, 전원 차단속도가 고속이며, 접점의 마모성이 없으므로 그 수명이 반영구적이다. 본 실시예의 스위치(150) 온-오프 속도는 100㎲이다. 이 경우 스위치(150)를 방폭용으로 구비하게 되면 더욱 더 안정적인 운용이 가능하다.

따라서, 본 발명에 의한 전원차단기(100)에 누전 또는 과부하로 과전압 또는 과전류의 전기가 감지되면 차단신호가 발생되어 스위치(150)가 오프되므로 사용처(20)로 전류가 흐르지 못하고, 과전압 또는 과전류가 해소되게 되면 즉시 통전신호가 발생되어 자동으로 스위치(150)가 온되게 되므로 사용처(20)로 전류가 다시 흐르게 된다.

한편, 본 발명에 따른 전원차단기(100)에는 부하감지 신호 발생기(160), 서지보호부(170), 및 입출력부(180)가 더 설치된다.

부하감지 신호 발생기(160)는 사용처(20)와 스위치(150) 사이의 부하를 감지하여 사용처(20)의 부하가 정격전류보다 커서, 사용처(20)에 과부하가 발생한 경우에는 구동부(140)를 향하여 차단신호를 출력하고, 경고음을 발생시키는 예비장치이다. 이 때, 부하감지 신호 발생기(140)에서는 사용처(20)에 장애를 주지 않는 범위의 시간, 예컨대 1초 간격으로 200㎳의 신호를 발생시켜 스위치가 0.02초 동안 온되고 1초 동안 오프되도록 한다.

서지보호부(170)는 전원 공급장치(10)와 사용처(20)를 연결하는 전선에 낙뢰, 주변의 전력기기 등에 의해서 발생되는 순간적이고 비정상적인 전류, 또는 본 발명에 따른 전원차단기에서 발생되는 스위칭 서지 등을 흡수하여 사용처(20)를 보호하기 위한 예비 장치이다. 이 때, 전선에 정상적인 전류가 흐르는 경우에는 전류가 서지보호부(170)를 거지치 않고 바로 사용처(20)로 흐르게 된다. 하지만, 전선에 비정상적인 전류가 흐르는 경우에는 공급전류가 사용처로 흐르지 못하도록 차단시키는 동시에 전류를 지면(30)으로 바이패스(By-Pass) 시킴으로써 비정상적인 전류를 해제시키게 된다.

입출력부(180)는 상기 입출력부는 온-오프 기능이 있는 무접점 개폐기로서 컨넥터(Connector)와 포토커플러로 구성되며, 구동부(140)를 외부에서 원격 조정하기 위한 예비 장치이다.

상기한 본 발명의 전원차단기에 의하면, 전자적인 제어로 인하여 빠른 속도로 전원을 차단할 수 있으므로 전원 차단 속도가 늦어져서 발생되는 문제점을 방지할 수 있다.

또한, 과전압 및 과전류가 해소되면 즉시 차단되었던 전원차단기의 스위치가 자동으로 복귀되므로 사람이 직접 복귀시킴에 있어서 발생되는 문제점을 방지할 수 있다.

나아가, 사용처의 부하를 점검하여 전원의 차단 및 경고음을 발생시킴으로써 사용처의 과부하로 인한 사고를 방지할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에만 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 많은 변형이 가능함은 명백하다.

Claims (7)

1. 전원 공급장치와 미리 설정된 정격전류가 입력되어야 하는 사용처 사이에 설치되는 전원차단기에 있어서,

   차단신호 또는 통전신호를 입력받아 상기 사용처로 입력되게 되는 공급전류의 차단명령 또는 차단된 공급전류가 다시 통전되도록 복귀명령하는 구동부와;

   상기 전원 공급장치와 상기 사용처 사이에 설치되어 상기 공급전류의 세기를 감지하는 전류감지부와;

   상기 전류감지부에서 감지한 상기 공급전류와 상기 정격전류의 세기를 비교 분석하여 상기 공급전류가 상기 정격전류보다 큰 경우에 차단신호를 발생시켜 상기 구동부로 출력하는 차단신호 발생부와;

   상기 전류감지부에서 감지한 상기 공급전류와 상기 정격전류의 세기를 비교 분석하여 상기 차단신호 발생 후 상기 공급전류가 상기 정격전류와 같거나 또는 상기 정격전류보다 작아진 경우에 통전신호를 발생시켜 상기 구동부로 출력하는 통전신호 발생부와;

   상기 구동부로부터 명령을 입력받아 온-오프되는 스위치를 구비하는 자동 복귀형 고속 차단기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 사용처와 상기 스위치 사이의 부하를 감지하여 상기 사용처의 부하가 상기 정격전류보다 큰 경우에 차단신호를 발생시켜 상기 구동부로출력하고, 경고음을 발생시키는 부하감지 신호 발생기를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동복귀형 고속 차단기.
3. 제 1항에 있어서, 서지전압이 감지되면 서지전류가 상기 사용처로 흐르지 못하도록 차단하며 상기 서지전류를 접지로 바이패스시키는 서지보호부를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자동복귀형 고속 차단기.
4. 제 1항에 있어서, 상기 구동부를 원격 조정하기 위한 입출력부가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 자동복귀형 고속 차단기.
5. 제 1항에 있어서, 상기 스위치는 무접점 반도체 스위치인 것을 특징으로 하는 자동복귀형 고속 차단기.
6. 제 1항에 있어서, 상기 전류감지부에서 감지된 상기 공급전류가 과부하 또는 누전으로 상기 정격전류보다 증가한 경우에 상기 차단신호 발생부에서 상기 차단신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 자동복귀형 고속 차단기.
7. 제 4항에 있어서, 상기 입출력부는 온-오프 기능이 있는 무접점 개폐기인 것을 특징으로 하는 자동복귀형 고속차단기.