KR100439890B1 - 결상시도 지락보호가 가능한 누전차단기 - Google Patents

Abstract

각종 전기기기 또는 전기용품 사용 시 누전에 의한 화재 또는 감전사고가 발생하는데 이 경우 자동적으로 전원을 차단하여 지락사고의 발생을 미연에 방지하기 위해 누전 차단기를 사용하고 있는데 현재의 누전차단기는 결상 시에는 지락사고가 방지되지 않는다.

본 발명은 이에 부응하기 위해서 발명된 결상시도 지락보호가 가능한 누전차단기로서 이는 접지측 인입선 단선으로 인한 결상 시에는 단선과 동시에 트림코일이 동작하여 전원 개폐기가 개방전원을 차단함으로서 지락사고가 발생하지 못하게 하는 기능을 갖게 한 것이다. 그리고 이 누전차단기는 단선된 인입선을 다시 연결시키고 스위치를 재투입하면 그 기능이 회복된다. 어느 경우에나 완전히 누전으로 인한 화재의 발생이나 인체의 접촉으로 인한 감전사고가 발생하지 않계 된다.

Description

결상시도 지락보호가 가능한 누전차단기{omitted}

본 발명은 결상시도 지락보호가 가능한 누전 차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접지측 인입선 단선으로 인한 결상 시에는 단선과 동시에 트림코일이 동작하여 전원 개폐기가 개방전원을 차단함으로서 지락사고가 발생하지 못하게 하는 기능을 갖게 한 것이다. 또한 본원 발명에 의한 누전차단기는 단선된 인입선을 다시 연결시키고 스위치를 재투입하면 그 기능이 회복되어, 결상이나 누전으로 인한 화재의 발생, 인체의 접촉으로 인한 감전사고가 발생하지 않게 되는 것으로 함으로 일반누전차단기보다 그 안전도가 한층 향상된 것이다.

이에비해 현재까지 사용되고 있는 누전차단기는 경상시에는 지락보호가 불가능한것으로 그 안전도가 한층 떨어진 것이다.

일반적으로 각종 전기기기 또는 전기용품 사용 시 누전만에 의해 화재 또는 감전사고가 발생한다고 알고있는데 이 경우 자동적으로 전원을 차단하여 지락사고의 발생을 미연에 방지하기 위해 누전차단기를 현재 사용하고 있는데 이를 결상 시에는 지락사고가 방지되지 못한다. 즉, 누전차단기의 결상 시 지락사고는 접지측 인입선 단선에 의한 결상 시에 일어나는데, 이제까지는 이런 결함이 있는 전자식 누전차단기(ELB)가 계속 사용된고 있었던 것이다.

그런데 접지측 인입선 접속불량 또는 단선 시에는 전력은 공급되지 않으나 비접지 측 인입선과 그에 연결된 부하기기에는 전원 전압이 인가되고 있으므로, 그 부위에서 누전이 발생할 시에는 화재가 발생한다던가, 인체가 접촉될 때에는 감전사고가 발생한다. 이에비해 본원 발명의 결상시도지락보호가 가능한 누전차단기는 상기한 바 있듯이 결상의 경우에도 지락보호가 가능한 누전차단기로서 그 출현이 요구되고 있었다.

본원 발명은 상기와 같은 결상시도 지락보호가 가능한 즉, 결상 시에도 지락보호가 가능한 누전차단기를 제공하기 위한 것이며, 접지측 인입선 단선으로 인한 결상 시에도 단선과 동시에 트림코일이 동작하여 전원 개폐기가 개방전원을 차단함으로서 지락사고가 발생하지 못하게 하는 기능을 갖게 해야 한다.이 외에 본원 발명의 누전차단기는 단선된 인입선을 다시 연결시키고 스위치를 재투입하면 그 기능이 회복되며, 어느 누전, 결상의 경우에나 완전히 화재의 발생이나 인체의 접촉으로 인한 감전사고가 발생하지 않게 된다.

도면1는 본원 발명의 단상 1단 접지식 220V 2선식 배전방식의 경우의 누전차단기의 회로도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

TO: 전원트랜스 L: 부하

N1, L1: 전원인입선단자 N2, L2: 전원부하측 단자

SS: 전원차단기 SC: 누전감지코일

BD: 브리지 다이오드 D₁: 직류전압차단반도체C1: 접지용 계전기 여자용 전하 축적용 컨덴서

C2: 결상판별 콘덴서 D₂: C₃전하의 Tc만 여자하게 하는 반도체

Tr: 결상 판별부 트랜지스터 Q₁: 결상 판별부 사이리스터

RL: 지중 호로 연결용 계전기

C3: 차단부 전원용 전하축적용 콘덴서Q1: 결상판별부 사이리스터Tc: 차단기(SS)의 트립코일ELBIC: 감지전압변조회로Rc: 지중회로 전류값 조절용 저항

이하 첨부된 도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다.도면 1의 누전차단기 회로도에 있어서, 부하부에서 누전이 발생하면 본원 발명 결상시도지락보호가 가능한 누전차단기는 다음과 같은 동작을 하게 된다.누전차단기 회로도의 교류전원 전압이 브리지 다이오드(BD)에 의해 직류전압으로 변환되어 누전차단기의 감지전압변조회로(ELBIC)에 인가된다.누전이 발생하면 전원 인입선 N1-N2와 전원 인출선 L1-L2의 전류 간에 누전 전류만큼 차이가 발생하는 데, 그 값이 미리 설정된 누전차단기의 감도 전류를 초과하게 되면 (예를 틀어 (30mA로 설정되었으면 30mA를 초과하면) 감지코일(SC)에 전압이 유기되고 이 전압이 감지 전압변조회로에 전달된다.한편 감지전압변조회로에는 브리지정류 회로부의 브리지다이오드(BD)에 의해 직류전압이 인가되고 있어 이 전압이 감지전압변조회로에서 변조되어 전원차단부 사이리스터 Q1을 도통케 하여 개폐기(SS)의 트립 코일(Tc)에 C₃의 방전전류가 흘러 개폐기(SS)가 개방되어 전원을 차단하게 하여 지락보호가 가능하게 된다.전자식 노전차단기를 통하여 부하에 전력을 공급하고 있을 때 전원이 끊기는 현상을 결상이라고 하는데, 결상이 되는 원인은 전원의 정전, 비접지측 인입선 단선, 접지 측 인입선 단선의 3가지 경우가 있다.상기의 어느 경우에 있어서나 전자식 누전차단 동작 전력이 공급되지 않아 전자식 누전차단기의 전원 개폐기는 동작되지 않는다.그러나 비접지측 인입선이 단선된 경우에는 상기 전자식 안정기에 연결된 배선이나 부하기기에는 전압이 인가되고 있으므로 그 충전부의 절연 열화부위에 인간이 접촉할 때에는 감전사고가 발생하고, 누전이 될 대에는 화재가 발생할 수 있다.특히 이 경우는 정전으로 인하여 상기부분에 접촉함으로서 감전사고를 당하는 수가 많다.이 경우에도 지락보호가 되게 하기 위해서 결상시에도 지락보호가 가능한 누전차단기가 요구되며 본원발명에 의해 발명된 누전차단기의 동작원리를 설명하면 하기와 같다.전기한 바 있듯이 결상은 그 원인에 따라 여러 가지 경우가 있으나 결국은 접지측 인입선단선으로 인한 결상시에 지락보호가 기능하면 원인종류에 관계없이 지락보호가 가능하면 지락보호가 가능한 누전차단기가 된다.현재 사용되고 있는 누전차단기는 누전감지부 전원차단부 정류회로부 감지차단부만으로 구성되어 있는데 본원 발명의 결상시도 지락보호가 가능한 누전차단기는 이에 지중회로부 및 결상판별부를 부가한 것으로 구성되어 있다.먼저 지증회로부의 구성과 동작을 살펴보면 상기 지중회로는 접지측인 인입선단선시 이를 대신해서 SC코일을 관통한 부분에 전류가 흐르게 하기 위해서 도면 1과 같이 전원 변압기 접지측단자(N1)에서 파선으로 시작한 지중통로 끝에 그 1단을 접시시킨 지중회로 전류값 조종저항(Rc)를 계전기(RL)의 한 접점에 연결시키고 그 상대접점을 전원부하측 인입선의 일단(L2)에 연결하며 그 타단(L1)에서 변압기 2차권선을 통하여 접지측인입선시단부에 이루게 하여 지중회로를 구성한다.다음으로 결상판별회로의 구성과 동작을 살펴보면 접지측인인선단선과 동시에 결상판별부의 브리지다이오드(BD)의 인가전압은 0이 된다. 그러나 출력측단자의 직류2선간에 삽입되어 있는 카퍼시터 C1은 충전상태에 있음으로(+)선에 도면 1과 같이 반도체 D1을 삽입해 놓음으로서 저항 R1, R2의 중간에서 Tr의 베이스에 연결된 중간위치와 DC (-)선간에 결상판별콘덴서 C2를 삽입해놓으면 이에는 C1의 전압이 영향이 미치지 못해 접지측인입선단선과 동시에 C2의 전하는 방전하기 시작 Tr의 베이스와 코렉터를 통하여 사이리스터 Q1을 도통케하여 C1의 전하가 RL를 여자 계전기의 두 접점을 연결시킴으로서 지중회로가 폐회로가 되어 감지코일 SC를 관통하고 있는 L1-L2에 전원전압이 지중회로저항 및 접지단자에 연결된 Rc에 이제 제어되는 만큼의 전류가 흐르게 한다그러면 감지차단부의 누전 감지 코일 SC에 전압이 유기되는데 이 전압의 전압변조회로(ELBIC)에 인가되면 감지전압변조회로(ELBIC)는 이를 변조하여 차단부의 Q2를 도통케 해 콘덴서(C3)에 축적되었던 전하가 차단기 트립 코일(Tc)를 여자하고, 이에 의해 전원차단기(SS)가 개방된다.도면 1과 같이 차단기 여자코일 Tc를 BD의 직류회로에 삽입시킨 것으로 그와 C₁, C₃가 합세하여 BD에서 출력되는 DC 전압을 평활하게 하기 위해서이다.상기와 같은 본원 발명의 누전차단기는 차단회로 가동을 위해 전원전압을 이용하는데 그 전류는 제어범위를 감도전류와 같이 고정된 값이 아니라 감도전류이상으로 그의 수배까지 달하여도 무방함으로 지중회로 저항의 환경변화 또는 경년변화 등이 있더라도 지장이 없게 하며, 정상가동시에는 접지회로가 차단됨으로 전자식 누전차단기의 감도전류, 부동작 전류 제정에 아무런 영향을 미치지 않으며, 결상 판별 및 결상에 의한 차단회로의 전원으로 콘덴서 충전 전력을 사용하고 있으며 본원 발명의 전자식 누전차단기는 부하의 연결여부에 무관하게 동작하는 특징을 가진다.

이상에서 기술한 바와 같이 본원 발명은, 통상시에 일반누전차단기 역할도 하면서 결상시도 지락보호가 가능한 접지측 인입선 단선으로 인한 결상시에도 단선과 동시에 트림코일이 동작하여 전원 개폐기가 개방, 전원을 차단함으로서 지락사고가 발생하지 못하게 하는 역할도 하는데 결상지락보호기능 발휘 후 단선된 인입선을 다시 연결시키고 스위치를 재투입하면 그 기능이 회복도록 하여, 어느 경우에나 완전히 누전으로 인한 화재의 발생이나 인체의 접촉으로 인한 감전사고가 발생하지 않게 된다.따라서 종래의 누전 차단기가 결상 시에는 지락보호가 가능하지 못하는 단점이 개선됨으로서 그 안정성이 한층 더 향상된 누전차단기다.

Claims (1)

1. 상기 전원변압기의 접지측 인입선 단자에서 시작된 지중회로 끝에 그 일단을 접지시킨 저항을 상기 결상판별부의 계전기의 한 접점에 연결하고 그 또하나의 접점을 상기 전원 변압기 비접지측 인입선에 연결변압기 권선을 통하여 변압기 접지측 인입선 단자의 타측에 연결하여 구성되는 지중회로 :

   상기 전원 변압기 입출입선 단자에 병렬로 연결되는 브리지는 다이오드와 병렬로 연결된 브리지 다이오드(BD)의 출력 2선중 (+)선에 D1 을 삽입하여 C₂가 C₁의 전압의 영향을 받지 않도록 하고 결상판별부 제1저항(R1)과 제2저항(R2)가 직렬로 연결되어 BD의 출력2선간에 병렬로 연결되며, 상기 제1저항(R1)과 제2저항(R2)의 연결선의 임의의 한점과 결상판별부 트랜지스터 베이스 단자가 전기적으로 연결되며,

   상기 결상판별부 트랜지스터의 콜렉터 단자에 사이리스터(Q1)가연결되며, 상기 다이오드(D1)는 결상판별부 제3저항(R3)을 통하여 결상판별부 트랜지스터의 컬렉터 단자와 전기적으로 연결되며, 상기 다이오드(D1)과 결상판별부 제3저항(R3)의 연결점에서 BD출력 2선간에 계전기 동작용 전원 커패시터 C₁이 삽입되어 있으며, 상기 결상판별 제4저항(R4)는 결상판별부 싸이리스터(Q2) 및 계전기 RL과 연결되며 상기 계전기는 지중회로 전류값 설정용 저항 (Rc)를 통해 지중회로와 연결되어 있는 결상판별부 :

   상기 감지차단부의 일단에 연결되는 다이오드(D2), 상기 다이오드(D2)의 타단에 병력로 연결되는 트립코일전원용 커패시터(C3), 상기 다이오드에 직렬로 연결되는 차단기 트립코일(Tc), 감지전압변조회로를 구동하기 위한 전원차단부 싸이리스터(Q2)가 상기 트립코일(Tc)의 동작전류 전원부인 (C3)에 병렬로 연결되며, 상기 차단기 트립코일(Tc)은 전원차단기(SS)에 연결되며, 상기 감지전압변조회로는 누전 감지 코일에 연결되어 구성되는 차단부로 구성되는 것을 특징으로 하는 결상 시에도 지락보호 가능한 누전차단기