KR100490825B1 - 군집형 누전 차단기 복구 및 작동 장치와 그 방법 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 하나의 배전반 등에 설치된 다수의 누전 차단기에 누전 차단기 스위치를 구동시키는 구동부 만을 각각 두는 한편 상기 각각의 구동부를 제어하는 하나의 제어부를 각 구동부와는 별도로 두고 케이블로 연결하여, 하나의 제어기에서 상기 누전 차단기의 작동이 일회성 원인으로 판단된 경우에는 자동으로 누전 차단기를 복구하도록 하는 한편 침수 등 주변 상황에 따라 필요하다고 판단된 경우에는 자동 또는 수동 조작으로 누전 차단기를 작동하도록 하는 등 다수의 누전 차단기를 감시 제어하게 함으로써 공간 제약을 극복하고 제조 단가를 낮출 수 있는 군집형 누전 차단기 복구 및 작동 장치와 그 방법의 제공을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 이 발명은, 상기 누전 차단기 각각의 복구 또는 작동을 위해 스위치를 이동 위치시키도록 구동하는 다수의 누전 차단기 스위치 구동 수단; 및, 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단의 각각을 제어하는 제어 수단;으로 이루어진다. 상기 제어 수단은, 상기 누전 차단기의 제어 장비 측에 접속되어, 상기 누전 차단기 각각의 작동 여부를 검지하는 누전 차단기 작동 검지부와; 상기 누전 차단기의 제어 장비 측에서 측정된 절연 저항값으로부터, 상기 누전 차단기 각각의 누전 여부를 측정하는 누전 측정부와; 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단의 각각에 구동 전원을 공급하는 구동 수단 전원 공급부; 및, 상기 누전 차단기 작동 검지부의 검지 신호를 차례로 체크하여 상기 다수의 누전 차단기중 특정 누전 차단기의 작동이 검지되면 상기 누전 측정부에서 해당 누전 차단기의 제어 장비측 절연 저항값을 측정하고, 여기서 측정된 절연 저항 값이 설정 값 이상이면 상기 구동 수단 전원 공급부에서 해당 누전 차단기 스위치 구동 수단에 구동 전원을 공급하게 하는 제어 신호를 발생하고, 설정 값 이하인 경우에도 설정 시간 t 경과후 마다 설정 회수 n 회 까지 반복하면서 상기 누전 측정부에서 해당 누전 차단기의 제어 장비측 절연 저항값을 재 측정할 때 설정 값 이상으로 되면 상기 구동 수단 전원 공급부에서 해당 누전 차단기 스위치 구동 수단에 구동 전원을 공급하게 하는 제어 신호를 발생하는 제어부;를 포함한다.

Description

군집형 누전 차단기 복구 및 작동 장치와 그 방법{Apparatus and method for working and recovering electric leakage breaker for group-type}

이 발명은 누전 차단기를 복구 및 작동하는 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 예를 들면 원격지에서 무인으로 제어 운영되는 가로등, 교통 관련 각종 제어기 등의 장비에 접속되어 누전 여부를 검지하는 누전 차단기(ELB : Electric Leakage Breaker)를 하나의 배전반, 제어반, 각종 판넬 등에 최소한의 공간과 비용으로 다수 설치한 상태에서 감시 제어할 수 있게 하는 군집형 누전 차단기 복구 및 작동 장치와 그 방법에 관한 것이다.

다양한 산업 현장이나 도로변 등에서는, 특정 목적을 가진 각종 제어 장비가 무인으로 운영되는 경우가 많이 있다. 여기에는, 각종 제어 장비에 전기를 공급하기 위한 배전반이 있으며, 누전 및 감전 사고를 예방하기 위해 누전 차단기가 설치되어 있다.

이러한 누전 차단기는, 누전 검출부, 영상 변류기, 차단 작동부 등으로 구성되어, 예를 들면 누전시 정격감도전류 30mA, 최소차단시간 0.03초 이내에 동작되도록 설정할 수 있는데, 일반적으로 누전에 의한 트립 후에 자동으로 재투입되는 복구 기능은 없다.

이로부터 어떠한 원인에 의해 누전 차단기가 작동하는 경우에는, 항상 관리자가 일일이 해당 현장까지 가서 상황을 파악하여 조치한 후에 수동으로 누전 차단기의 스위치를 복구하도록 하고 있다.

그러나 이러한 누전 차단기는 매우 민감하게 작동되므로 누전이나 감전 등의 경우뿐만 아니라 주변의 낙뢰 또는 임펄스성 노이즈 등의 원인에 의해서도 작동되는 경우가 많이 발생한다.

따라서 주변의 낙뢰 또는 전원의 노이즈 등의 일회성 원인에 의해 누전 차단기가 작동하는 경우에도 항상 관리자가 해당 현장까지 가서 일정 조치를 마치는 동안에는 각종 제어 장비는 그 기능을 멈추고 있어야만 했다.

또한, 교통 관련 현장의 장비에는 침수로 인한 감전사고 방지를 위해 도로변의 각 제어기 함체마다 필수적으로 누전 차단기를 설치하고 있으므로, 낙뢰를 동반한 폭우 등과 같은 기상 조건에서 수많은 제어 장비가 침수되거나 또는 침수될 우려가 있는 경우에도 일일이 해당 현장에서 관리자가 조치를 하여야만 했다.

이로부터, 도 1 에 도시되어 있는 바와 같은, 누전 차단기 작동 검지부(210)와, 절연 저항 측정부(220)와, 누전 차단기 제어부(230)와, 메모리부(240) 및, 누전 차단기 스위치 구동부(250)가 일체로 구성되는 누전 차단기 복구 및 작동 장치(200)에 의해, 누전 차단기의 작동이 일회성 원인으로 판단된 경우에는 자동으로 누전 차단기를 복구하도록 하는 한편 침수 등 주변 상황에 따라 필요하다고 판단된 경우에는 자동 또는 수동 조작으로 누전 차단기를 작동하도록 하여 안전성을 최대한 확보하면서 제어 장비의 가동률을 높이고 관리에 필요한 인력도 최소로 하도록 하고 있다.

그러나, 상기 누전 차단기 복구 및 작동 장치(200)는, 하나의 누전 차단기(20)만을 복구 및 작동되도록 제어하기 위한 것으로서, 누전 차단기 작동 검지부(210)와, 절연 저항 측정부(220)와, 누전 차단기 제어부(230)와, 메모리부(240) 및, 누전 차단기 스위치 구동부(250)가 일체로 구성되어져 그 크기가 일정 공간을 차지할 정도로 된다. 따라서, 예를 들어 6~8 개의 누전 차단기를 하나의 배전반, 제어반, 각종 판넬 등에 설치할 필요가 있는 경우에는 공간적 제약으로 인하여 상기 누전 차단기 복구 및 작동 장치(200)를 채용하는 것은 어렵게 된다.

또한, 하나의 누전 차단기(20)를 복구 및 작동하도록 제어하는 상기 누전 차단기 복구 및 작동 장치(200)를, 다수의 누전 차단기(20)를 복구 및 작동하도록 제어하기 위해 그대로 각각 설치하는 경우에는 기능이나 모듈의 중복으로부터 비용적인 측면에서도 합리적이지 못하다.

위의 문제점을 해결하기 위해 이 발명은, 하나의 배전반 등에 설치된 다수의 누전 차단기에 누전 차단기 스위치를 구동시키는 구동부만을 각각 두는 한편 상기 각각의 구동부를 제어하는 하나의 제어부를 각 구동부와는 별도로 두고 케이블로 연결하여, 하나의 제어기에서 상기 누전 차단기의 작동이 일회성 원인으로 판단된 경우에는 자동으로 누전 차단기를 복구하도록 하는 한편 침수 등 주변 상황에 따라 필요하다고 판단된 경우에는 자동 또는 수동 조작으로 누전 차단기를 작동하도록 하는 등 다수의 누전 차단기를 감시 제어하게 함으로써 공간 제약을 극복하고 제조 단가를 낮출 수 있는 군집형 누전 차단기 복구 및 작동 장치와 그 방법의 제공을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위해 이 발명은, 전원 공급부와, 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 작동하는 다수의 제어 장비 및, 상기 전원 공급부와 제어 장비 사이에 설치되어 누전 검지시 제어 장비 각각으로 공급되는 전원을 차단하는 다수의 누전 차단기를 구비하고, 상기 누전 차단기를 작동시키거나 누전 차단기가 작동한 경우 이를 검지하여 일정 조건 하에서 자동으로 복구하는 장치로서, 상기 누전 차단기 각각의 복구 또는 작동을 위해 스위치를 이동 위치시키도록 구동하는 다수의 누전 차단기 스위치 구동 수단; 및, 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단의 각각을 제어하는 제어 수단;으로 이루어지고, 상기 제어 수단은, 상기 누전 차단기의 제어 장비 측에 접속되어, 상기 누전 차단기 각각의 작동 여부를 검지하는 누전 차단기 작동 검지부와; 상기 누전 차단기의 제어 장비 측에서 측정된 절연 저항값으로부터, 상기 누전 차단기 각각의 누전 여부를 측정하는 누전 측정부와; 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단의 각각에 구동 전원을 공급하는 구동 수단 전원 공급부; 및, 상기 누전 차단기 작동 검지부의 검지 신호를 차례로 체크하여 상기 다수의 누전 차단기중 특정 누전 차단기의 작동이 검지되면 상기 누전 측정부에서 해당 누전 차단기의 제어 장비측 절연 저항값을 측정하고, 여기서 측정된 절연 저항 값이 설정 값 이상이면 상기 구동 수단 전원 공급부에서 해당 누전 차단기 스위치 구동 수단에 구동 전원을 공급하게 하는 제어 신호를 발생하고, 설정 값 이하인 경우에도 설정 시간 t 경과후 마다 설정 회수 n 회 까지 반복하면서 상기 누전 측정부에서 해당 누전 차단기의 제어 장비측 절연 저항값을 재 측정할 때 설정 값 이상으로 되면 상기 구동 수단 전원 공급부에서 해당 누전 차단기 스위치 구동 수단에 구동 전원을 공급하게 하는 제어 신호를 발생하는 제어부;를 포함하고, 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단은, 상기 구동 수단 전원 공급부로부터 공급받은 전원에 의해 구동하는 모터와, 상기 모터의 구동에 의해 회전하면서 상기 누전 차단기를 복구 또는 작동시키도록 상기 누전 차단기 스위치를 이동 위치시키는 구동 레버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 누전 차단기 복구 및 작동 장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 누전 차단기 스위치를 이동 위치시키도록 상기 구동 레버를 구동시킬 때 변화되는 상기 모터의 전압 값을 검지하는 누전 차단기 스위치 위치 검지부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 누전 차단기 스위치 위치 검지부의 검지 신호로부터 상기 구동 수단 전원 공급부에서 상기 모터에 공급되는 구동 전원을 공급 또는 차단하게 제어하는 신호를 발생하게 하여도 좋다.

바람직하게는, 상기 누전 차단기가 설치된 배전반 등에 설정 위치까지 침수된 경우 이를 감지하여 신호를 발생하는 침수 감지부;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 침수 감지부에서 감지되는 침수 신호에 의해 상기 누전 차단기가 작동되도록 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단을 구동 제어하는 신호를 발생하게 하여도 좋다.

바람직하게는, 원격지에서 유선 또는 무선 통신망을 통해 제어부와 접속되어, 상기 누전 차단기를 복구시키기 위한 일정 조건의 설정이나 변경 및 상기 누전 차단기를 강제로 작동시키도록 제어하는 신호를 발생시키고, 상기 설정 상태나 작동 내역을 모니터링하는 원격 감시 제어부;를 더 포함하여도 좋다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위해 이 발명은, 전원 공급부와, 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 작동하는 다수의 제어 장비 및, 상기 전원 공급부와 제어 장비 사이에 설치되어 누전 검지시 제어 장비 각각으로 공급되는 전원을 차단하는 다수의 누전 차단기를 구비하고, 상기 누전 차단기를 작동시키거나 누전 차단기가 작동한 경우 이를 검지하여 일정 조건 하에서 자동으로 복구하는 방법으로서, 상기 제어 장비 측에 각각 접속된 다수의 누전 차단기의 작동 여부를 차례로 체크하여 특정 누전 차단기의 작동이 검지되면 해당 누전 차단기의 제어 장비측 절연 저항값을 측정하는 단계; 및, 상기 단계에서 측정된 해당 누전 차단기의 제어 장비측 절연 저항값이 설정 값 이상이거나, 설정 값 이하인 경우에도 설정 시간 t 경과후 마다 설정 회수 n 회 까지 반복하면서 해당 누전 차단기의 제어 장비측 절연 저항값을 재 측정할 때 설정 값 이상으로 되면, 구동 전원을 공급받은 모터의 구동에 의해 구동 레버가 회전하면서 스위치를 이동 위치시켜 해당 누전 차단기를 복구 또는 작동시키는 제어 신호를 발생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기 복구 및 작동 방법을 제공한다.

바람직하게는, 상기 누전 차단기 스위치를 이동 위치시키도록 상기 구동 레버를 구동시킬 때 변화되는 상기 모터의 전압 값을 검지하여 상기 모터에 공급되는 구동 전원을 공급 또는 차단하게 제어하는 신호를 발생하게 하여도 좋다.

이하에서는, 이 발명의 바람직한 실시 예를 첨부하는 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2a 및 도 2b 는, 이 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기 복구 및 작동 장치의 구성을 나타낸 것이고, 도 3a 내지 도 3e 는, 도 2 의 누전 차단기 복구 및 작동 장치 각 구성 부분의 구체적인 예를 도시한 회로도이다.

도 2a 는, 이 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기 복구 및 작동 장치(100)가 누전 차단기 각각의 복구 또는 작동을 위해 스위치를 구동하는 다수의 누전 차단기 스위치 구동 수단과 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단의 각각을 제어하는 하나의 제어 수단으로 이루어진 것을 개략적으로 도시하고 있다.

즉, 이 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기 복구 및 작동 장치(100)는, 하나의 배전반 등에 설치된 다수의 누전 차단기에 누전 차단기 스위치를 구동시키는 구동 수단만을 각각 두는 한편 상기 각각의 구동 수단을 제어하는 하나의 제어기를 각 구동 수단과는 별도로 두고 케이블로 연결하여, 상기 하나의 제어기에서 상기 누전 차단기의 작동이 일회성 원인으로 판단된 경우에는 자동으로 누전 차단기를 복구하도록 하는 한편 침수 등 주변 상황에 따라 필요하다고 판단된 경우에는 자동 또는 수동 조작으로 누전 차단기를 작동하도록 하는 등 다수의 누전 차단기를 감시 제어하게 하는데 기술적 특징이 있다. 이로 인해 공간 제약을 극복하고 제조 단가를 낮출 수 있게 된다.

도 2b 는, 도 2a 의 누전 차단기 복구 및 작동 장치(100)의 구체적인 구성을 블록도로 나타낸 것으로, AC 전원 공급부(10)로부터 전원을 공급받아 원격지에서 무인으로 제어 운영되는 가로등, 교통 관련 각종 제어기 등 다수의 제어 장비(30), 상기 제어 장비(30)에 접속되어 누전 검지시 전원의 공급을 각각 차단하는 다수의 누전 차단기(20), 상기 다수의 누전 차단기(20)가 설치된 배전반 등에 설정 위치까지 침수된 경우 이를 감지하여 신호를 발생하는 침수 감지 센서(40) 및, 원격지에서 통신망(50)을 통해 상기 누전 차단기(20)를 자동으로 복구시키거나 강제로 작동시키도록 제어하는 신호를 발생시키고, 이러한 작동 내역이나 설정 상태를 모니터링하는 원격 감시 제어부(60)의 접속 관계를 포함하여 도시하고 있다.

상기 누전 차단기 복구 및 작동 장치(100)는, 도 2b 에서 점선으로 둘러싸여 있는 바와 같이, 상기 누전 차단기1~n(20)의 작동 여부를 차례로 검지하여 일정 조건을 만족하는 경우 자동으로 복구시키거나 침수 등 주변 상황에 따라 필요한 경우 자동 또는 수동 조작으로 작동시키기 위해, 누전 차단기 작동 검지부(110)와, 누전 측정부(120)와, 구동 수단 전원 공급부(130)와, 누전 차단기 스위치 구동 수단(140)과, 제어부(150)와, 메모리부(160)와 누전 차단기 스위치 위치 검지부(170) 및, 상태 표시부(180)로 구성된다.

상기 누전 차단기 작동 검지부(110)는, 상기 제어장비(30)에 공급되는 전원 의 상태로부터 상기 누전 차단기1~n(20)의 작동 여부를 판단하는 검지 신호를 발생하는데, 예를 들면 상기 제어 장비(30)로의 전원 공급이 정상적인 경우에는 상기 누전 차단기(20)의 2차측 전압을 소정의 전압으로 강하, 정류시켜 상기 제어부(150)에 인가함으로써 누전 차단기가 작동되지 않은 것으로 하고, 상기 제어 장비(30)로의 전원 공급이 차단된 경우에는 상기 누전 차단기(20)의 2차측 전압도 상기 제어부(150)에 인가되지 않게 됨으로써 누전 차단기가 작동된 것으로 한다.

즉, 상기 제어부(150)에 다수(n)의 감시 포트를 두고, 여기에 AC 전원 입력을 안정성을 높이기 위해 트랜스포머를 사용하여 예를 들면 DC 5V 로 강하시켜 입력하면, 상기 제어부(150)에서는 상기 다수(n)의 감시 포트를 차례로 검지하여 상기 다수의 누전 차단기(20)의 작동 여부를 판단하도록 한다.

상기 누전 측정부(120)는, 상기 누전 차단기(20)의 제어 장비(30) 측에서 측정된 절연 저항값으로부터 상기 누전 차단기(20) 각각의 누전 여부를 측정한다.

이 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기 작동 및 복구 장치(100)에서는, 인체 감전에 의한 누전 상태 또는 전선 피복의 훼손에 의한 누전 상태 등으로 누전이 지속되는 상황에서 다시 전원을 투입하여 잠시나마 발생할 수 있는 위험 상황을 제거하기 위해, 절연물에 직류 전압을 가한 경우 여기에 흐르는 아주 미소한 전류와의 비로부터 구한 절연 저항(insulation resistance)을 측정하여 이로부터 누전 차단기의 작동 여부를 결정하도록 함으로써 안전성을 더욱 확보한다.

즉, 상기 제어부(150)에서 상기 다수(n)의 감시 포트를 차례로 검지하여 상기 다수의 누전 차단기(20)중 특정 누전 차단기의 작동을 검지하면, 누전 차단기 스위치를 복구하기 전에 누전 차단기의 제어 장비 측인 2차측과 접지간 누설 전류를 측정하여 누전 여부를 먼저 확인한다. 이를 위해 상기 누전 측정부(120)에서 상기 누전 차단기(20)의 제어 장비(30)측 전선과 접지 간에 절연 저항값을 측정하게 하고 이를 입력받아 미리 설정해 둔 값과 비교한다.

상기 구동 수단 전원 공급부(130)는, 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단(140)의 각각에 구동 전원을 공급한다.

즉, 상기 제어부(150)에서는, 상기 누전 측정부(120)에서 측정된 절연 저항값이 설정값 이상으로 판단되면, 해당 특정 누전 차단기의 스위치를 복구하도록 상기 구동 수단 전원 공급부(130)에 해당 누전 차단기에 구동 전원을 공급하게 하는 제어 신호를 발생시킨다. 이 경우, 누전 차단기의 특성상 스위치를 내린 후에 올려 주어야 복구되므로, 상기 제어부(150)에서는 상기 누전 차단기를 내린 후 다시 올리도록 상기 구동 수단 전원 공급부(130)로 제어 신호를 발생한다.

상기 누전 차단기 스위치 구동 수단(140)은, 상기 구동 수단 전원 공급부(130)로부터 공급받은 전원에 의해 상기 누전 차단기 각각의 복구 또는 작동을 위해 스위치를 이동 위치시키도록 구동하는데, 도 6a 내지 도 6c 에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 구동 수단 전원 공급부(130)로부터 공급받은 전원에 의해 구동하는 모터(142)와, 상기 모터(142)의 구동에 의해 회전하면서 상기 누전 차단기(20)를 복구 또는 작동시키도록 상기 누전 차단기 스위치(21)를 이동 위치시키는 구동 레버(141)로 이루어진다.

여기서, 이 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기 복구 및 작동 장치(100)는, 하나의 배전반 등에 설치된 다수의 누전 차단기의 스위치를 이동 위치시키도록 구동하는 구동 수단으로서, 별도의 추가되는 회로나 장치가 없고, 기어 달린 모터(142)와 기어의 회전축에 달려있는 구동 레버(141)로 이루어지며, 상기 구동 레버(142)의 상부 또는 하부로의 이동은 케이블을 통해 상기 제어부(150)에서 상기 모터(142)의 전원 극성을 바꿔 입력하면서 제어하게 하는데 기술적 특징이 있다. 이로 인해 전체적인 크기를 작게 하여 공간 제약을 극복하고 전원부와 제어부를 하나로 통합하여 전체적으로 제조 단가를 낮출 수 있게 된다.

또한, 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단(140)에 의해, 도 6a 내지 도 6c 에 도시되어 있는 바와 같이, 모터(142)와 기어(도시하지 않음)를 이용하여 구동 레버(141)를 회전시키면서 상기 누전 차단기 스위치(21)를 상하로 이동 위치시켜 복구하거나 작동시키도록 하여, 응급 또는 고장 상황에서도 수동으로 조작할 수 있도록 한다.

이를 위해 상기 구동 레버(141)는, 일측단에 양단부만 남겨두고 제거한 나머지 부분에 상기 누전 차단기의 스위치(21)가 상측 및 하측으로 이동할 수 있도록 하는 공간을 형성시켜, 누전 차단기 종류에 관계없이 사용이 가능하며 비고정식으로 구동 레버가 구동되므로 응급 상황 또는 고장 상황에서도 수동 조작으로의 전환도 용이하다.

상기 제어부(150)는, 상기 누전 차단기 작동 검지부(110)의 검지 신호를 차례로 체크하여 상기 다수의 누전 차단기중 특정 누전 차단기의 작동이 검지되면 상기 누전 측정부(120)에서 해당 누전 차단기의 제어 장비측 절연 저항값을 측정하고, 여기서 측정된 절연 저항 값이 설정 값 이상이면 상기 구동 수단 전원 공급부(130)에서 해당 누전 차단기 스위치 구동 수단(140)에 구동 전원을 공급하게 하는 제어 신호를 발생한다.

또한 상기 제어부(150)는, 설정 값 이하인 경우에도 설정 시간 t 경과후 마다 설정 회수 n 회 까지 반복하면서 상기 누전 측정부(120)에서 해당 누전 차단기의 제어 장비측 절연 저항값을 재 측정할 때 설정 값 이상으로 되면 상기 구동 수단 전원 공급부(130)에서 해당 누전 차단기 스위치 구동 수단(140)에 구동 전원을 공급하게 하는 제어 신호를 발생한다.

예를 들어, 상기 AC 전원 공급부(10)에서 가해지는 전압을 220V로 한 경우, 절연 저항을 15㏀ 정도로 설정하면 약 15mA정도의 누전 전류가 있다고 할 수 있다.

이로부터, 상기에서 측정된 절연 저항값이 15㏀ 이상인 것으로 판단되면, 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단(140)을 구동하여 누전 차단기 스위치(21)를 복구하고, 상기에서 측정된 절연 저항값이 15㏀ 이하인 것으로 판단되면, 누전 차단기 스위치(21)를 복구하지 않고 설정 시간 t 경과후 마다 재 측정을 시도하며, 설정된 횟수 n 반복 이후에는 복구를 포기하여 현장 기술자가 점검하도록 한다. 여기서, 재 측정을 위한 설정 횟수 n 과 복구 재 시도를 위한 설정 시간 t 및 절연 저항값은 적용 현장과 상황에 따라 다르게 설정이 가능하다.

상기 메모리부(160)는, 상기 누전 차단기(20)가 작동된 경우에 일정 조건 하에서 이를 자동으로 복구시키는 기능을 수행하는 제어 프로그램과, 누전 차단기의 복구와 작동 상태를 현장 상황에 맞도록 적절하게 일정 조건으로 직접 도는 원격에서 설정함으로써 안전을 확보하면서 누전 등 관리자가 현장에서 직접 파악, 조치하여야 하는 경우를 제외하고 일회성 원인에 의한 누전 차단기(20)의 작동에 대해서는 관리자가 현장에 직접 가지 않고서도 자동으로 복구할 수 있도록 상기의 설정 시간 t 및 설정 회수 n 및 일정 조건으로 설정되는 절연 저항값 등 누전 차단기의 복구와 작동 상태에 따른 일정 조건들의 데이터를 미리 저장해두거나 필요시 수정 저장한다.

또한, 누전 차단기(20)의 작동이 일회성 원인에 의한 것인지에 대한 판단 과정에서 누전 차단기(20)가 작동된 내역 정보는, 예를 들면 비휘발성 메모리에 기록하여 전원 공급이 되지 않았다가 복구되어도 원격지 등에서 실시간으로 또는 일괄적으로 확인이 가능하게 한다.

상기 누전 차단기 스위치 위치 검지부(170)는, 상기 누전 차단기 스위치(21)를 상하로 이동 위치시키도록 상기 구동 레버(141)를 구동시킬 때 변화되는 상기 모터의 전압 값을 검지한다.

이러한 누전차단기 스위치 위치 검지부(170)는, 누전차단기를 내릴 때와 올릴 때 모터 전류와 전압을 측정 판단하여 모터의 회전을 정지시킨다. 별도의 센서 등 감지 회로를 채용하지 않고 모터의 전류만을 감시하여, 즉 모터가 구동 할 때와 누전 차단기를 끝까지 올리고 구속되었을 때의 전류 소비에 따른 전압 변화를 예를 들면 비교기를 통해 감지하여 일정 전압 이하일 때 완전 복구, 완전 차단으로 판단하여 모터의 구동을 정지시킨다.

이 경우, 상기 제어부(150)는, 상기 누전 차단기 스위치 위치 검지부(170)의 검지 신호로부터 상기 구동 수단 전원 공급부(130)에서 상기 모터를 정회전 또는 역회전시키도록 공급되는 구동 전원을 공급 또는 차단하게 제어하는 신호를 발생하게 한다.

상기 제어부(150)로부터 상기 구동 수단 전원 공급부(130)에 해당 누전 차단기를 복구하도록 구동 전압을 공급하게 하는 제어 신호에 의해 모터가 구동되면, 상기 구동 레버(141)는 가운데에 위치한 상태에서 회전하면서 누전 차단기 스위치(21)를 일단 하측으로 내린 후 다시 올리게 된다. 그리고, 완전히 올려진 것이 누전 차단기 스위치 위치 검지부(170)에서 검지되면 다시 가운데로 위치한 후 정지한다.

상기 상태 표시부(180)는, 다수의 누전 차단기 정상 작동 또는 트립 등의 상태를 예를 들면, n 개의 LED 로 표시한다.

도 3a 내지 도 3e 에는, 도 2 의 누전 차단기 복구 및 작동 장치 각 구성 부분의 구체적인 예를 도시한 회로도를 도시하고 있다.

도 3a 는, 누전 차단기 작동 검지부(110)에 해당되는 회로도로서, 누전 차단기의 2차측 전압을 감지하여 누전 차단기가 트립되었는지 정상 동작 중인지를 검지하는데, AC 전원 공급되는 입력을 트랜스포머를 통해 전압 강하시키고 DC 5V 로 만들어 제어부(150)에서 검지 할 수 있게 한다.

도 3b 는, 누전 측정부(120)에 해당되는 회로도로서, 누전 차단기가 트립되었을 때 누전 여부를 검사하기 위해 AC 전원 1라인과 프레임 그라운드를 릴레이를 통해 연결하서 AC 전원 1라인과 프레임 그라운드 사이의 저항값의 차이를 비교하여 누전 여부를 결정하는데, AC 전원 1라인과 프레임 그라운드 사이의 저항값이 변함에 따라 비교기에 입력되는 전압이 차이가 나는 것으로부터 제어부(150)에서 누전 여부를 검사 할 수 있게 한다. 누전 차단기에 따른 누전 차단 전류를 선택 할 수 있도록 한다.

도 3c 는, 구동 수단 전원 공급부(130)에 해당되는 회로도로서, 제어부(150)에서 발생되는 제어 신호에 의해 모터(142)를 정회전 또는 역회전시키면서 개별적으로 구동시킨다.

도 3d 는, 제어부(150)에 해당되는 회로도로서, 구동 수단으로부터 입력을 받고 구동 수단으로 출력을 내보내며, 통신 모듈과 통신을 통해 데이터 입력을 받고 출력한다. 또한, RTC(Real Time Clock)를 사용하여 누전 차단기의 이력 발생 시간을 알 수 있게 한다. 그리고, LCD와 스위치를 연결할 수 있는 커넥터를 두어 디버깅시 사용할 수 있게 한다.

도 3e 는, 누전 차단기 스위치 위치 검지부(170)에 해당되는 회로도로서, 모터 구동 시에 흐르는 전압 변화를 비교기를 통해 감지하여 모터의 정지 위치를 정한다. 이 경우, 모터가 구동 할 때와 차단기를 끝까지 올리고 구속되었을 때의 전류 소비에 따른 전압 변화를 사용한다.

또한, 이 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기 복구 및 작동 장치에 있어서, 상기 침수 감시부(40)는, 다수의 누전 차단기가 설치되어 있는 배전반 등에 설정 위치까지 침수된 경우, 예를 들면 물에 잠기면 저항값이 작아지는 센서나 온 오프 접점을 출력하는 센서 등을 통해, 이를 감지하여 신호를 발생하여 상기 제어부(150)에 인가한다.

이 경우, 상기 제어부(150)는 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단(140)를 구동시켜 상기 다수의 누전 차단기(20) 모두가 작동되도록 구동 수단 전원 공급부(130)에 제어 신호를 발생시킨다. 이로부터, 침수 시에는 누전 차단기(20)를 사전에 강제로 작동시킨다.

상기 침수 감시부(40)는, 외장형 침수 감시 센서를 내장하며 침수 시 누전 차단기를 강제 차단하며 침수 상태에서는 복구되지 않도록 한다.

그리고, 상기 원격 감시 제어부(60)는, 원격지에서 통신망(50)을 통해 제어부(150)와 접속되어, 상기 제어부(150)로 누전 차단기(20)를 자동으로 복구시키기 위한 일정 조건의 설정이나 설정 조건의 변경 및 상기 누전 차단기를 강제로 작동시키도록 제어하는 신호를 발생시키고, 이러한 작동 내역이나 설정 상태를 모니터링한다.

이러한 원격 감시 제어부(60)에서는, RS-232C 포트를 가지고 있어 누전 측정 시도를 반복하는 횟수, 지연 시간 등의 파라미터를 원격지의 센터 사무실에서 설정할 수 있고, 일시적인 현상으로 누전 차단기가 작동되었다가 복구되었을 경우 이 상황에 대한 정보를 통신을 통해 원격지의 센터에서 확인해 볼 수 있다. 또한, 무선 모뎀 및 무선 단말기를 접속하여 무선으로 원격지에서 작동 상태 감시 및 원격 제어도 가능하다.

즉, 무선(휴대폰 SMS) 또는 유선 접속(통신 네트워크)이 가능하며, 각종 파라미터 설정 및 강제 전원 차단 제어를 원격지에서 제어할 수 있고, 설정 상태 및 작동 내역을 원격지에서 모니터링 할 수 있는데, 예를 들면 업 링크 CDMA I/F 를 통해, 원격지에서 장치의 장비 ID, 전화번호1, 전화번호2, 최대 복구 횟수, 실패시 다음 시도 시간 등 설정 변경, 전원의 온 또는 오프 상태 확인, 누전 차단기의 복구 및 작동의 제어, RTC를 적용하여 제어기 리셋 횟수, 침수 감지 횟수, AC FAIL 횟수, 누전시험 횟수, 복구 횟수 등 이력 확인을 할 수 있도록 한다.

이와 같이 구성된 이 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기 복구 및 작동 장치의 작동 과정을 도면을 참고하여 설명하면 다음과 같다.

도 4 는, 이 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기 복구 및 작동 장치의 동작 과정을 나타내는 흐름도이다.

원격지에서 무인으로 제어 운영되는 가로등, 교통 관련 각종 제어기 등의 제어장비1~n(30)은, 전원 공급에 의해 작동된다(S401). 이 경우, 누전 차단기1~n(20)도 초기화된다.

상기 누전 차단기(20)가 초기화된 상태에서, 상기 누전 차단기가 다수 설치된 배전반 등에 설정된 위치까지 침수되어 침수 감시 센서(40)가 작동하고 있는가를 판단한다(S402).

상기 침수 감시 센서(40)가 침수되어 작동된 것으로 판단되면, 상기 구동 수단 전원 공급부(130)에서 구동 전원을 공급하여 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단(140)을 구동시켜 상기 누전 차단기1~n(20)을 모두 강제로 작동시킨 후(S403), 관리자에 의한 후속 조치를 대기하기 위해 누전 차단기(20)를 작동된 상태로 유지시킨다(S412).

그러나 상기 침수 감시 센서(40)가 작동되지 않은 것으로 판단되면, 초기화된 누전 차단기1~n(20)의 작동 여부를 판단한다(S404). 상기 누전 차단기의 작동 여부는, 상기 제어부(150)에서 상기 누전 차단기 작동 검지부(110)의 검지 신호를 차례로 체크하면서 검지하게 된다.

상기 누전 차단기1~n(20)이 작동되지 않은 것으로 판단되면, 상기 단계 S402 로 되돌아가 상기 침수 감시 센서(40)가 작동되는가의 판단 이후를 반복한다.

그러나, 상기 누전 차단기1~n(20)의 작동 여부를 차례로 체크중 특정 누전 차단기가 작동된 것으로 판단되면, 이후의 누전 차단기(20)의 재 작동 회수를 카운트하기 위한 기준값으로 ｉ를 0 으로 설정하고(S405), 해당 누전 차단기의 제어 장비 측의 절연 저항값을 측정한다(S406).

상기에서 측정된 절연 저항값을 설정값과 비교하여(S407), 측정된 절연 저항값이 설정값 이상인 것으로 판단되면 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단(140)을 구동하여 누전 차단기 스위치(21)를 복구시키도록(S408) 구동 수단 전원 공급부(130)에서 구동 전원을 공급하도록 하고, 상기 단계 S402 로 되돌아가 상기 침수 감지 센서(40)가 작동되는가의 판단 이후를 반복한다.

여기서, 이 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기 복구 및 작동 장치의 동작 과정 중, 누전 차단기 스위치 구동 수단의 동작 과정을 도 5 내지 도 7 을 참조하면서 설명하면 다음과 같다.

먼저, 누전 차단기가 복구 또는 작동되는가를 판단한다(S501).

상기 누전 차단기가 복구 또는 작동되는 경우에는, 상기 구동 수단 전원 공급부(130)로부터 전원을 공급받는 모터(142)의 구동에 의해 구동 레버(141)가 회전하면서 상기 해당 누전 차단기 스위치를 이동 위치시킨다(S502).

상기 단계 S502에서 이동 위치하는 해당 누전 차단기 스위치가, 도 6a 내지 도 6c 에 도시되어 있는 바와 같이, 구동 레버(141)가 가운데에 위치하고 있다가 스위치를 아래로 내린 후 복구 또는 작동을 위해 완전히 올려지거나 내려졌는가를 판단한다(S503).

상기 단계 S503 에서는, 구동 중인 모터의 전압 변화를 감지하는 것에 의하는데, 예를 들어 도 7 에 도시되어 있는 바와 같이, 모터의 전압이 0V에서 8V 이상으로 상승한 후 다시 8V 이하를 유지하는 경우에는 모터의 구동이 구속된 것으로서 누전 차단기 스위치가 더 이상 올려지거나 내려지지 않고 완전히 정지한 것으로 판단하게 된다. 이로부터, 누전 차단기를 구동하는 구동 수단을 매우 간단한 구조로 실현할 수 있어 소형화와 저비용으로 제작이 가능하게 되는 것이다.

여기서, 상기 단계 S503에서 해당 누전 차단기가, 도 6b 또는 도 6c 에 도시되어 있는 바와 같이, 완전히 내려지거나 올려지지 않아 복구 또는 작동이 되지 않은 것으로 판단되면, 즉 도 7 에 도시되어 있는 바와 같은 모터의 전압 값이 설정치 이상이면 스위치를 완전히 올려지거나 내려지도록 구동 레버(141)를 회전시키고(S502), 상기 단계 S503을 반복한다.

그러나, 상기 단계 S503에서 해당 누전 차단기가, 도 6b 또는 도 6c 에 도시되어 있는 바와 같이, 완전히 내려지거나 올려져 복구 또는 작동된 것으로 판단되면, 즉 도 7 에 도시되어 있는 바와 같은 모터의 전압 값이 설정치 이하이면 상기 구동 레버(141)가 상기 누전 차단기의 가운데에 위치되도록 모터(142)를 구동 후 정지시킨다(S504). 상기 구동 레버(141)가 가운데로 이동 위치함으로써 응급 상황 또는 고장 상황에서도 수동 조작으로의 전환이 용이하게 된다.

계속하여 이 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기 복구 및 작동 장치의 동작 과정을 설명한다.

상기에서 측정된 절연 저항값이 설정값 이하인 것으로 판단되면, 해당 누전 차단기의 절연 저항값의 재 측정 회수의 연속적 카운트를 위해 ｉ에 1을 더한 후(S409), 설정한 회수 n 과 비교한다(S410).

설정 회수 n 과 카운트 회수 ｉ의 값이 같지 않으면, 설정 시간 t 지연 후에(S411), 단계 S406 으로 되돌아가 해당 누전 차단기의 절연 저항값을 측정하여 설정값과 비교하는 과정을 설정 회수 n 과 카운트 회수 ｉ의 값이 같게 될 때까지 반복한다.(S406~S411)

상기에서, 절연 저항값을 측정하여 설정값과 비교하는 과정 중에, 측정값이 설정값 이상인 것으로 판단되면, 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단(140)을 구동하여 누전 차단기 스위치(21)를 복구시키도록(S408) 구동 수단 전원 공급부(130)에서 구동 전원을 공급하도록 하고, 상기 단계 S402 로 되돌아가 상기 침수 감지 센서(40)가 작동되는가의 판단 이후를 반복한다.

그러나, 설정 회수 n 과 카운트 회수 ｉ의 값이 같게 될 때까지 측정값이 설정값 이하인 것으로 판단되면, 더 이상 절연 저항값의 재 측정을 하지 않고 관리자에 의한 후속 조치를 대기하기 위해 누전 차단기(20)를 작동된 상태로 유지시킨다(S412).

이 발명은 상기의 실시 예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에 기재되는 발명의 범위 내에서 다양한 변형이 가능하고, 이러한 변형도 이 발명의 범위 내에 포함된다.

이상에서 상세하게 설명한 바와 같이, 이 발명의 누전 차단기 복구 및 작동 장치에 의하면, 하나의 배전반 등에 다수의 누전 차단기를 최소한의 공간과 비용으로 설치한 상태에서, 상기 누전 차단기의 작동이 일회성 원인으로 판단된 경우에는 자동으로 누전 차단기를 복구하도록 하는 한편 침수 등 주변 상황에 따라 필요하다고 판단된 경우에는 자동 또는 수동 조작으로 누전 차단기를 작동하도록 하여 하나의 제어기에서 다수의 누전 차단기를 감시하고 제어할 수 있다.

도 1 은, 종래 누전 차단기 복구 및 작동 장치의 구성을 나타내는 블록도이고,

도 2a 및 도 2b 는, 이 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기 복구 및 작동 장치의 구성을 나타낸 것이고,

도 3a 내지 도 3e 는, 도 2 의 누전 차단기 복구 및 작동 장치 각 구성 부분의 구체적인 예를 도시한 회로도이고,

도 4 는, 이 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기 복구 및 작동 장치의 동작 과정을 나타내는 흐름도이고,

도 5 는, 도 4 의 누전 차단기 복구 및 작동 장치의 동작 과정 중, 누전 차단기 스위치 구동 수단의 동작 과정을 나타내는 흐름도이고,

도 6a 내지 도 6c 는, 도 5 의 누전 차단기 스위치 구동 수단에 의해 누전 차단기가 복구 및 작동되는 과정을 도시한 것이고,

도 7 은, 도 6 의 누전 차단기 스위치 구동 수단에 의해 누전 차단기가 완전히 복구 또는 작동된 것을 검지하기 위한 예로서 모터의 전압 변화를 나타낸 것이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : AC 전원 공급부 20 : 누전 차단기

21 : 누전 차단기 스위치 30 : 제어장비

40 : 침수 감시 센서 50 : 통신망

60 : 원격 감시 제어부

100 : 이 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기 복구 및 작동 장치

110 : 누전 차단기 작동 검지부 120 : 누전 측정부

130 : 구동 수단 전원 공급부

140 : 누전 차단기 스위치 구동 수단 141 : 구동 레버

142 : 모터 150 : 제어부

160 : 메모리부

170 : 누전 차단기 스위치 위치 검지부 180 : 상태 표시부

Claims (6)

1. 전원 공급부와, 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 작동하는 다수의 제어 장비 및, 상기 전원 공급부와 제어 장비 사이에 설치되어 누전 검지시 제어 장비 각각으로 공급되는 전원을 차단하는 다수의 누전 차단기를 구비하고, 상기 누전 차단기를 작동시키거나 누전 차단기가 작동한 경우 이를 검지하여 일정 조건 하에서 자동으로 복구하는 장치로서,

   상기 누전 차단기 각각의 복구 또는 작동을 위해 스위치를 이동 위치시키도록 구동하는 다수의 누전 차단기 스위치 구동 수단; 및,

   상기 누전 차단기 스위치 구동 수단의 각각을 제어하는 제어 수단;으로 이루어지고,

   상기 제어 수단은,

   상기 누전 차단기의 제어 장비 측에 접속되어, 상기 누전 차단기 각각의 작동 여부를 검지하는 누전 차단기 작동 검지부와;

   상기 누전 차단기의 제어 장비 측에서 측정된 절연 저항값으로부터, 상기 누전 차단기 각각의 누전 여부를 측정하는 누전 측정부와;

   상기 누전 차단기 스위치 구동 수단의 각각에 구동 전원을 공급하는 구동 수단 전원 공급부; 및,

   상기 누전 차단기 작동 검지부의 검지 신호를 차례로 체크하여 상기 다수의 누전 차단기중 특정 누전 차단기의 작동이 검지되면 상기 누전 측정부에서 해당 누전 차단기의 제어 장비측 절연 저항값을 측정하고, 여기서 측정된 절연 저항 값이 설정 값 이상이면 상기 구동 수단 전원 공급부에서 해당 누전 차단기 스위치 구동 수단에 구동 전원을 공급하게 하는 제어 신호를 발생하고, 설정 값 이하인 경우에도 설정 시간 t 경과후 마다 설정 회수 n 회 까지 반복하면서 상기 누전 측정부에서 해당 누전 차단기의 제어 장비측 절연 저항값을 재 측정할 때 설정 값 이상으로 되면 상기 구동 수단 전원 공급부에서 해당 누전 차단기 스위치 구동 수단에 구동 전원을 공급하게 하는 제어 신호를 발생하는 제어부;를 포함하고,

   상기 누전 차단기 스위치 구동 수단은,

   상기 구동 수단 전원 공급부로부터 공급받은 전원에 의해 구동하는 모터와, 상기 모터의 구동에 의해 회전하면서 상기 누전 차단기를 복구 또는 작동시키도록 상기 누전 차단기 스위치를 이동 위치시키는 구동 레버로 이루어지는 것을 특징으로 하는 누전 차단기 복구 및 작동 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 누전 차단기 스위치를 이동 위치시키도록 상기 구동 레버를 구동시킬 때 변화되는 상기 모터의 전압 값을 검지하는 누전 차단기 스위치 위치 검지부;를 더 포함하고,

   상기 제어부는, 상기 누전 차단기 스위치 위치 검지부의 검지 신호로부터 상기 구동 수단 전원 공급부에서 상기 모터에 공급되는 구동 전원을 공급 또는 차단하게 제어하는 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기 복구 및 작동 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 누전 차단기가 설치된 배전반 등에 설정 위치까지 침수된 경우 이를 감지하여 신호를 발생하는 침수 감지부;를 더 포함하고,

   상기 제어부는, 상기 침수 감지부에서 감지되는 침수 신호에 의해 상기 누전 차단기가 작동되도록 상기 누전 차단기 스위치 구동 수단을 구동 제어하는 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기 복구 및 작동 장치.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   원격지에서 유선 또는 무선 통신망을 통해 제어부와 접속되어, 상기 누전 차단기를 복구시키기 위한 일정 조건의 설정이나 변경 및 상기 누전 차단기를 강제로 작동시키도록 제어하는 신호를 발생시키고, 상기 설정 상태나 작동 내역을 모니터링하는 원격 감시 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기 복구 및 작동 장치.
5. 전원 공급부와, 상기 전원 공급부로부터 전원을 공급받아 작동하는 다수의 제어 장비 및, 상기 전원 공급부와 제어 장비 사이에 설치되어 누전 검지시 제어 장비 각각으로 공급되는 전원을 차단하는 다수의 누전 차단기를 구비하고, 상기 누전 차단기를 작동시키거나 누전 차단기가 작동한 경우 이를 검지하여 일정 조건 하에서 자동으로 복구하는 방법으로서,

   상기 제어 장비 측에 각각 접속된 다수의 누전 차단기의 작동 여부를 차례로 체크하여 특정 누전 차단기의 작동이 검지되면 해당 누전 차단기의 제어 장비측 절연 저항값을 측정하는 단계; 및,

   상기 단계에서 측정된 해당 누전 차단기의 제어 장비측 절연 저항값이 설정 값 이상이거나, 설정 값 이하인 경우에도 설정 시간 t 경과후 마다 설정 회수 n 회 까지 반복하면서 해당 누전 차단기의 제어 장비측 절연 저항값을 재 측정할 때 설정 값 이상으로 되면, 구동 전원을 공급받은 모터의 구동에 의해 구동 레버가 회전하면서 스위치를 이동 위치시켜 해당 누전 차단기를 복구 또는 작동시키는 제어 신호를 발생하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기 복구 및 작동 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 누전 차단기 스위치를 이동 위치시키도록 상기 구동 레버를 구동시킬 때 변화되는 상기 모터의 전압 값을 검지하여 상기 모터에 공급되는 구동 전원을 공급 또는 차단하게 제어하는 신호를 발생하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기 복구 및 작동 방법.