KR100506477B1 - 누전차단기 - Google Patents

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KR100506477B1
KR100506477B1 KR10-2003-7001341A KR20037001341A KR100506477B1 KR 100506477 B1 KR100506477 B1 KR 100506477B1 KR 20037001341 A KR20037001341 A KR 20037001341A KR 100506477 B1 KR100506477 B1 KR 100506477B1
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
토신덴키 가부시키가이샤
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Abstract

번개서지에 의한 누전차단장치의 오동작을 방지하고 고레벨의 번개서지에 의한 피뢰기의 단락 파손시에 전원 단락을 방지한다.
전원측에서 부하측을 향해 접점(41), 과전류 검출부(43), 0상 변류기(44)의 순으로 배열하고, 과전류 검출부(43)와 0상 변류기(44)사이에 피뢰기(3)를 접속한다.

Description

누전차단기{GROUND FAULT INTERRUPTER}
본 발명은 벼락서지에 의한 오동작방지와 벼락서지에 의한 피뢰기의 파손시의 단락보호가 가능한 누전차단장치에 관한 것이다.
종래, 전기기기를 벼락서지에서 보호하기 위해 누전차단기와 피뢰기를 접속한 회로 예로서 도 15, 도 16에 표시하는 것이 알려져 있다.
도면에서, 1은 전로, 2는 전기기기의 부하, 3은 피뢰기, 4는 누전차단기이다. 누전차단기(4)는 전로 1을 온·오프하는 접점(41)과, 이 접점(41)을 개폐조작하는 토글링크기구로된 개폐기구(42)와 전로(1)의 과전류를 검출하는 바이메탈, 또는 오일대시포트등을 포함하는 전자장치로 된 과전류 검출부(43)와, 전로(1)의 누전전류를 검출하는 0상 변류기(44) 및 0상 변류기(44)의 출력 레벨을 판정하는 누전트리핑회로(45)로 구성된다. 누전차단기(4)는 부하(2)의 과전류검출 또는 부하회로의 소정레벨 이상의 누전전류를 검출했을때에 개폐기구(42)의 폐계시를 개방해서 개폐기구(42)는 접점(41)을 개리시켜서 부하(2)에의 통전을 차단한다.
도 15에 표시하는 접속구성의 것은 누전차단기(4)와 부하(2)사이에 피뢰기 (3)가 접속된다. 전원에서 침입하는 번개서지는 과전류 검출부(43) 및 0상 변류기 (44)를 통해서 피뢰기(3)에 의해 흡수된다. 침입하는 번개서지의 에너지가 클때 피뢰기(3)는 그 에너지에 이해 단락되나, 이 단락에 의한 전로(1)의 단락전류를 과전류 검출부(43)가 검지해서 접점(41)을 개리해서 단락사고를 방지한다.
최근, 누전트리핑 회로(45)에 검출파형의 판별에 의해 내 번개서지 오동작 방지사양의 누전차단기(4)가 존재하나 피뢰기(3)의 단락파괴에 도달하지 않는 크기의 번개서지라도 피뢰기(3)를 통해서 접지로 전류가 흐르고 이를 누전트리핑 회로 (45)가 검지해서 오누전 차단동작이 발생한다.
또 내 번개서지 오동작방지 사양의 누전트리핑 회로(45)는 번개서지 특유의 파형을 판정하고 있으나, 배전선을 전파중에 배전선의 선로정수등에 의해 번개서지 특유의 파형에서 변화해서 오누전 차단동작이 발생하는 경우가 있다. 누전차단기 (4)의 오동작을 부하(2)를 정전시켜, 일반의 전기이용자에 귀찮음과 피해를 끼친다.
도 16에 표시하는 접속구성에서는 전원과 누전차단기(4)의 사이에 피뢰기(3)가 접적된다. 이 접속형식에서는 피뢰기(3)가 작용하는 레벨의 번개서지는 피뢰기 (3)가 흡수해서 누전차단기(4)에 입력되지 않는다. 그러나 침입하는 벼락서지의 에너지가 클때는 피뢰기(3)의 파손에 의한 전원 단락사고가 발생하므로 도 16의 접속구성은 장려되지 않는다.
이상 설명한 바와 같이 종래의 누전차단기에의 피뢰기의 접속에서는 번개서지에 의한 오동작 방지와 전원 단락사고의 발생방지를 양립시킬 수 없다는 과제가 있었다.
본 발명은 이런 과제를 해결하기 위해 된것으로 번개서지에 의한 누전차단기의 오동작을 방지하고, 고레벨의 번개서지에 의한 피뢰기의 단락 파괴시에 단락사고를 방지할 수 있는 누전차단장치를 제공한다.
(발명의 개시)
본 발명에 관한 누전차단장치는 개폐기구의 개폐조작에 의해 전로가 온·오프되는 접점과 과전류 검출에 의해 개폐기구를 통해서 접점을 개방시키는 과전류 검출부와 누전을 검출하는 0상 변류기와, 이 0상 변류기의 누전검출 전류가 소정 레벨을 초과했을때 개폐기구를 통해 접점을 개방시키는 누전 트리핑수단으로 되고 전원측에서 부하측을 향해 접점 과전류 검출부 및 0상 변류기의 순으로 배열하고, 과전류 검출부와 0상 변류기 사이에 피뢰기를 접속한 것이다.
그리고 피뢰기를 누전차단기의 광체에 수납해서 피뢰기로부터의 접지수단을 상기 광체에 구비한 것이다.
또 접지수단을 구비한 별개 광체내에 피뢰기를 수납해서 이 별개 광체를 누전차단기에 부설시킨 것이다.
다음에 개폐기구의 개폐조작에 의해 전로가 온·오프되는 접점과, 과전류 검출에 의해 개폐기구를 통해서 접점을 개방시키는 과전류 검출부와 누전을 검출하는 0상 변류기의 누전검출 전류가 소정 레벨을 초과했을때 개폐기구를 통해 접점을 개방시키는 누전 트리핑 수단으로 되고 과전류 검출부와 상기 0상 변류기 사이에서 피뢰기에서 접속수단을 구비한 것이다.
그리고 피뢰기와의 접속수단이 누전차단기의 광체에 설치된 개구에서 도출되는 리드선으로 한 것이다.
또 피뢰기와의 접속수단이 누전차단기의 광체에 설치된 단자로 한 것이다.
그리고 또 부하측 단자에 접속한 인출선을 0상 변류기의 1차 권선과 같은 권수감을 부이에 피뢰기를 접속하도록 한 것이다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1을 표시하는 누전차단기와 피뢰기의 접속구성을 표시하는 도면.
도 2는 실시의 형태 1의 누전차단기의 외형도이고, 그(ㄱ)은 정면도, 그(ㄴ)은 측면도, 그(ㄷ)은 이면도.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 2를 표시하는 누전차단기와 피뢰기의 접속구성을 표시하는 도면.
도 4는 실시의 형태 2의 누전차단기의 외형도이고, 그(ㄱ)은 정면도, 그(ㄴ)은 측면도.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 3을 표시하는 누전차단기와 피뢰기의 접속구성을 표시하는 도면.
도 6은 실시의 형태 3의 실시예 1의 누전차단기의 외형도이고, 그(ㄱ)은 정면도, 그(ㄴ)은 측면도.
도 7은 실시의 형태 3의 실시예 2의 누전차단기의 외형도이고, 그(ㄱ)은 정면도, ㄱ(ㄴ)은 측면도, 그(ㄷ)은 이면도.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 4를 표시하는 누전차단기와 피뢰기의 접속구성을 표시하는 도면.
도 9는 실시의 형태 4의 누전차단기의 외형도이고, 그(ㄱ)은 정면도, 그(ㄴ)은 측면도, 그(ㄷ)은 이면도.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 5를 표시하는 누전차단기와 피뢰기의 접속구성을 표시하는 도면.
도 11은 실시의 형태 5의 실시예 1의 누전차단기의 외형도이고, 그(ㄱ)은 정면도, 그(ㄴ)은 측면도.
도 12는 실시의 형태 5의 실시예 2의 누전차단기의 외형도이고, 그(ㄱ)은 정면도, 그(ㄴ)은 측면도.
도 13은 실시의 형태 5의 실시예 3의 누전차단기의 외형도, 그(ㄱ)은 정면도, 그(ㄴ)은 측면도, 그(ㄷ)은 이면도.
도 14는 본 발명의 실시의 형태 6의 누전차단기와 피뢰기의 접속구성을 표시하는 도면.
도 15는 종래의 누전차단기와 피뢰기의 접속구성을 표시하는 도면.
도 16은 다른 종래의 누전차단기의 피뢰기의 접속구성을 표시하는 도면.
(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)
실시의 형태 1.
본 발명을 보다 상세하게 상술하기 위해 첨부한 도면에 따라 이를 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시의 형태 1을 표시하는 누전차단기와 피뢰기의 접속구성을 표시하는 도면, 도 2는 실시의 형태 1의 누전차단기의 외형도이다. 도면에서 1 ~ 4, 41 ~ 45는 상기 종래장치의 설명과 같은 것이다. 46은 누전차단기(4)의 전원측 단자, 47은 부하측 단자, 48은 누전차단기(4)의 광체 외각 케이스에 설치된 전지단자이다. 이 실시의 형태 (1)의 누전차단기는 피뢰기(3)가 누전차단기(4)이 광체내에 배치되고, 전로(1)는 전원측 단자(46)로부터 부하측 단자(47)를 향해서 접점(41) →과전류 검출부(43) →0상 변류기(44)사이에 피뢰기(3)가 접속된다. 그리고 피뢰기(3)에서 뻗는 접지단을 접지단자(48)를 경유해서 외부로 인출되어 접지된다.
이와 같이 피뢰기(3)를 과전류 검출부(43)와 0상 변류기(44)사이에 접속함으로서, 0상 변류기(44)를 번개서지가 통과하지 않고 피뢰기(3)에 흡수됨으로서 번개서지에 의한 오누전 동작이 없어진다. 또 고레벨이 번개서지에 의해 피뢰기(3)가 단락된 경우 단락전류를 과전류 검출부(43)가 검지해서 과전류 트리핑 동작에 의한 접점(41)의 개리차단에 의해 단락사고가 저지된다.
실시의 형태 2.
상기 실시의 형태 1에서는 피뢰기(3)가 누전차단기(4)의 케이스내에 배치되나 누전차단기(4)의 설치장소나 보호하는 전기기기의 종류에 의해 피뢰기(3)의 성능, 종별은 다른 것이 요구된다.
이 실시의 형태 2는 이점을 개량하는 것이다.
도 3은 본 발명의 실시의 형태 2를 표시하는 누전차단기와 피뢰기의 접속구성을 표시하는 도면, 도 4는 실시의 형태 2의 누전차단기의 외형도이다.
도면에서 1 ~ 4, 41 ~ 47은 상기 실시의 형태 1의 설명과 같은 것이다.
49는 누전차단기(4)의 광체 외각 케이스에 열린 개구, 50은 피뢰기(3)에의 접속용 리드선이고, 일단은 전로(1)의 과전류 검출부(43)와 0상 변류기(44)의 사이에 접속되고 타단은 개구(49)를 삽통해서 외부로 인출되어 있다. 이 리드선(50)의 타단을 보호하는 전기기기에 접합시켜서 선정한 피뢰기(3)에 접속해둔다. 리드선 (50)을 연재함으로서 피뢰기(3)의 설치장소를 자유로히 할 수 있다.
실시의 형태 3.
도 5는 본 발명의 실시의 형태 3을 표시하는 누전차단기의 접속구성을 표시하는 도면, 도 6은 실시의 형태 3의 실시예 1의 누전차단기의 외형도, 도 7은 실시의 형태 3에서의 실시예 2의 누전차단기의 외형도이다.
도면에서 1 ~ 4, 41 ~ 47은 상기 실시의 형태 1의 설명과 같은 것이다. 5는 누전차단기(4)와 다른 광체의 피뢰기 복스이고, 내부에 피뢰기(3)가 수납된다. 51은 접지단자, 52는 접속 커넥터이다. 접속 커넥터(52)는 누전차단기(4)내의 과전류 검출부(43)와 0상 변류기(44)사이에 접속된 부분과, 피뢰기 복스(5)내의 피뢰기 (3)에 접속된 부분으로 되고 접속 커넥터(52)를 합체시킴으로서 누전차단기(4)와 피뢰기(3)가 전기적으로 접속된다. 피뢰기(3)에서 뻗는 접지단은 접지단자(51)를 경유해서 외부로 인출되어 접지된다.
접속 커넥터(52)를 표준화해서 그 합체 강성을 강하게 해두면 수납하는 피뢰기(3)의 종별을 달리하는 각 피뢰기 복스(5)로부터 임의의 것을 접속 커넥터(52)에 의해 접속과 합체를 동시에 할 수가 있다.
도 6에 표시한 실시예 1의 누전차단기는 접지단자(51)가 정면을 향해 설치되어 있으므로 접지 배선공사를 쉽게 하고 있다.
실시의 형태 4.
도 8은 본 발명의 실시의 형태 4를 표시하는 누전차단기이고, 피뢰기의 접속구성을 표시하는 도면, 도 9는 실시의 형태 4의 누전차단기의 외형도이다.
도면에서 1 ~ 4, 41 ~ 47은 상기 실시의 형태 1의 설명과 같은 것이다. 도 6은 누전차단기(4)의 광체 외곽 케이스에 설치된 피뢰기(3)와의 접속수단의 접속단자이다. 접속단자(6)는 누전차단기(4)내부의 과전류 검출부(43)와 0상 변류기(44)사이에 전기적 접속이 되어 있다.
고레벨 서지전압에 이겨낼 수 있는 피뢰기(3)는 외형 치수도 커지고 상기 설명의 누전차단기(4)내, 또는 피뢰기 복스(5)에 수용할 수 없는 것이 있다. 이 경우는 접속단자(6)에 외부로부터 임의 성능의 피뢰기(3)를 접속할 수가 있다. 또 대미지를 받은 피뢰기(3)의 교환도 용이하다.
실시의 형태 5.
도 10은 본 발명의 실시의 형태 5를 표시하는 누전차단기와 피뢰기의 접속구성을 표시하는 도면, 도 11은 실시의 형태 5의 실시예 1의 누전차단기의 외형도, 도 12는 실시의 형태 5의 실시예 2의 누전차단기의 외형도, 도 13은 실시의 형태 5의 실시예 3의 누전차단기의 외형도이다.
도면에서, 1 ~ 4, 41 ~ 47은 상기 실시의 형태 4의 설명과 같은 것이다. 7은 단자대이고, 접속단자(6)가 설치되어 누전차단기(4)에 부착된다. 접속단자(6)는 누전차단기(4)내부의 과전류 검출부(43)와 0상 변류기44)사이에 전기적으로 접속되어 있다. 이 접속단자(6)에 외부로부터 임의 성능의 피뢰기(3)를 접속할 수가 있다. 충전부와 이루는 접속단자(6)는 노출하지 않도록 도시하고 있지 않으나 절연커버등에서 절연한다.
도 11에 표시하는 실시의 형태 5의 실시예 1의 누전차단기는 접속단자(6)를 정면쪽으로 설치되어 있으므로 피뢰기(3)의 배선공사가 용이하다. 또 도 12에 표시하는 실시예 2의 누전차단기는 단자대(7)가 누전차단기(4)의 측면에 부착되어 있고 접속단자(6)를 정면쪽으로 설치하고 있으므로 피뢰기(3)의 배선공사가 용이할 뿐 아니라, 누전차단기의 깊이와 높이가 증가되지 않으므로 배전반을 소형으로 유지할 수 있다. 그리고 도 13에 표시한 실시예의 누전차단기는 단자대(7)가 누전차단기의 이면에 설치하고 있으므로 배전반에서의 점유 면적을 증가하지 않고 누전차단기의 설치가 가능하다.
실시의 형태 6.
실시의 형태 6의 것은 누전차단기의 내부구조의 관계로 과전류 검출부(43)와 0상 전류기(44)사이에 피뢰기(3)의 접속이 불가능한 경우에 이 발명을 실현하는 것이다.
도 14는 본 발명의 실시의 형태 6의 누전차단기와 피뢰기와 피뢰기의 접속구성을 표시하는 도면이다. 도면에서 1 ~ 4, 41 ~ 47은 상기 실시의 형태 1의 설명과 같은 것이다.
8은 피뢰기(3)에의 인출선이고, 부하측 단자(47)에 일단을 접속해서 0상 변류기(44)의 1차 권선에 닿는 관통전로(1)에 따라 되감은 타단에 피뢰기(4)를 접속한다.
이와 같이 구성하으로 누전차단기의 내부구조 관계에서 과전류 검출부(43)와 0상 변류기(44)사이에 피뢰기(3)의 접속이 불가능한 경우에 실질적으로 과전류 검출부(43)와 0상 변류기(44)사이에 피뢰기(3)를 접속한 것과 같게 효과를 얻을 수가 있다.
침입한 번개서지는 0상 변류기(44)를 통해서 부하측 단자(47)에 이르고, 인출선(8)을 경유해서 피뢰기(3)에 흡수된다. 인출선(8)은 0상 변류기(44)이 1차선과 동권수의 되돌림이 되어 있으므로 피뢰기(3)에 흡수되는 번개서지 전류에 의한 0상 변류기(44)에의 전자작용은 상쇄되어 버린다. 피뢰기(3)의 단락 파괴에 의한 전원 단락을 과전류 검출부(43)의 검출에 의한 접점(41)의 개리 차단에 의해 단락사고는 상기 설명과 같이 방지된다.
상기 각 도면에서는 설명을 간략화 하기 위해 전원 배선방식을 단상 2선식의 것으로 설명하였으나, 단상 3상식 3상 3선식등의 전원 배선방식의 누전차단장치에 적용할 수 있는 것은 당연하다. 또 피뢰기는 산화 아연 바리스터, 피뢰관, 저장, 코일, 콘덴서의 단독 또는 조합으로 된 피뢰기가 적용되는 것은 말할 필요가 없다.
본 발명은, 피뢰기(3)를 과전류 검출부(43)와 0상 변류기(44)사이에 접속하고 있으므로, 벼락서지가 0상 변류기(44)를 통과하지 않으므로 번개서지에 의한 오누전 동작이 방지된다. 또 고레벨의 번개서지에 의한 피뢰기(3)의 파괴 단락에는 과전류 검출부(43)가 단락을 검지해서 접점(41)을 개리시켜서 전원 단락사고를 방지한다.

Claims (3)

  1. 개폐기구의 개폐조작에 의해 전로를 온·오프하는 접점과, 상기 전로의 과전류를 검출했을때 상기 개폐기구의 폐계지를 개방해서 상기 접점을 개방시키는 과전류 검출부와, 상기 전로의 누전을 검출하는 0상 변류기와, 이 0상 변류기의 누전전류가 소정 레벨을 초과해서 검출되었을때 상기 개폐기구의 폐계지를 개방해서 상기 접점을 개방시키는 누전 트리핑 수단을 구비하는 누전차단장치에 있어서, 상기 전로의 전원측에서 부하측을 향해 상기 접점, 과전류 검출부 및 0상 변류기 순으로 배열하고, 상기 과전류 검출부와 상기 0상 변류기 사이에 피뢰기를 접속하여, 상기 0상 변류기에는 벼락서지가 통과되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 누전차단장치.
  2. 개폐기구의 개폐조작에 의해 전로를 온·오프하는 접점과, 상기 전로의 과전류를 검출했을때 상기 개폐기구의 폐계지를 개방해서 상기 접점을 개방시키는 과전류 검출부와, 상기 전로의 누전을 검출하는 0상 변류기와, 이 0상 변류기의 누전전류가 소정 레벨을 초과해서 검출되었을때 상기 개폐기구의 폐계지를 개방해서 상기 접점을 개방시키는 누전 트리핑 수단을 구비하는 누전차단장치에서, 상기 전로의 전원측에서 부하측을 향해 상기 접점, 과전류 검출부 및 0상 변류기의 순으로 배열하고, 상기 과전류 검출부와 상기 0상 변류기 사이에 피뢰기에의 접속수단을 구비하여, 상기 0상 변류기에는 벼락서지가 통과되지 않도록 한 것을 특징으로 하는 누전차단장치.
  3. 개폐기구의 개폐조작에 의해 전로를 온·오프하는 접점과, 상기 전로의 과전류를 검출했을때 상기 개폐기구의 폐계지를 개방해서 상기 접점을 개방시키는 과전류 검출부와, 상기 전로의 누전을 검출하는 0상 변류기와, 이 0상 변류기의 누전전로가 소정 레벨을 넘어서 검출되었을때 상기 개폐기구의 폐계지를 개방해서 상기 접점을 개방시키는 누전 트리핑 수단을 구비하는 누전차단장치에 있어서, 상기 전로의 전원측에서 부하측을 향해 상기 접점, 과전류 검출부 및 0상 변류기의 순으로 배열하고 상기 전로의 부하측 단자에 트리핑선을 접속해서 이 드리핑선을 상기 0상 변류기의 1차 권선과 동권수번을 되돌린 부위에 피뢰기를 접속해서 실질적으로 상기 0상 변류기와 상기 과전류 검출부와의 사이에 상기 피뢰기를 접속하는 것을 특징으로 하는 누전차단장치.
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