KR100530989B1

KR100530989B1 - 지락 차단장치

Info

Publication number: KR100530989B1
Application number: KR10-2003-0056796A
Authority: KR
Inventors: 이흥식
Original assignee: 델타이지씨에스(주)
Priority date: 2003-08-18
Filing date: 2003-08-18
Publication date: 2005-12-07
Also published as: KR20040041001A

Abstract

도로에 설치되는 교통 신호등 및 가로등 등의 전기 구조물에 설정 전압 이상의 누설전압이 발생되거나 또는 침수가 발생될 경우에 전원을 차단하여 안전사고의 발생을 미연에 방지한다.

침수 감지봉으로 침수 감지부가 철주의 침수를 감지하고, 누설전압 감지봉으로 누설전압 감지부가 누설전압을 감지하며, 상기 침수 감지부가 침수를 감지하거나 누설전압 감지부가 설정 레벨 이상의 누설전압을 감지할 경우에 전원차단 제어부가 지락전류를 발생함과 아울러 설정시간이 경과될 경우에 교류전원을 합선시키며, 상기 전원차단 제어부가 발생하는 지락전류를 영상 변류기가 검출하고, 상기 영상 변류기가 지락전류를 검출할 경우에 누전영상 검출기가 배선용 차단기 및 마그네트 스위치를 제어하여 교류전원을 차단시키며, 상기 전원차단 제어부가 교류전원을 합선시킬 경우에 상기 배선용 차단기가 과전류를 검출하여 교류전원을 차단시킨다.

Description

지락 차단장치{Electronic ground control system}

본 발명은 도로에 설치되는 교통 신호등 및 가로등 등의 전기 구조물에 설정 전압 이상의 누설전압이 발생되거나 또는 침수가 발생될 경우에 전원을 차단하여 안전사고의 발생을 미연에 방지하는 지락 차단장치에 관한 것이다.

일반적으로 도로에는 가로등이 소정의 간격으로 설치되어 야간에 도로를 조명하고, 교차로나 건널목 등에는 차량 및 사람들의 통행을 제한하기 위한 교통신호 등이 설치되어 있다. 이러한 가로등 및 교통 신호등 등의 전기 구조물은 통상적으로 도 1에 도시된 바와 같이 도로상에 상호간에 소정의 거리를 유지하면서 복수의 철주(鐵柱)(100)가 지지대(101)에 의해 지지되어 설치되고, 복수의 철주(100)의 단부에는 교통신호를 표시 또는 도로를 조명을 하기 위한 램프(도면에 도시되지 않았음)가 설치된다.

그리고 상기 복수의 철주(100)의 램프에 교류전원(AC)을 공급하여 점등시키기 위한 제어반(110)이 상기 철주(100)와는 별도로 설치된다. 상기 제어반(110)은, 교류전원(AC)을 과전류가 흐를 경우에 자동 차단되는 배선용 차단기(111)와, 마그네트 스위치(113)와, 전원 공급선(115)을 순차적으로 통해 상기 복수의 철주(100)에 공급하고, 마그네트 스위치(113)의 출력단의 전원 공급선(115) 상에 영상 변류기(Zero-phase Current Transformer)(117)를 설치하며, 그 영상 변류기(117)의 출력신호에 따라 누전영상 검출기(119)가 상기 배선용 차단기(111) 및 마그네트 스위치(113)를 제어하여 교류전원(AC)을 차단시키게 구성된다.

삭제

이러한 구성을 가지는 제어반(110)은, 전원 공급선(115)을 통해 철주(100)로 공급하는 교류전원(AC)이 누전될 경우에 영상 변류기(117)가 두 전원 공급선(115)을 통해 흐르는 전류의 차이로 누전이 발생되었음을 검출하고, 상기 영상 변류기(117)의 누전 검출신호에 따라 누전영상 검출기(119)가 배선용 차단기(111) 및 마그네트 스위치(113)를 차단시켜 철주(100)로 교류전원(AC)이 공급되지 않도록 하고, 또한 전원 공급선(115)을 통해 철주(100) 측으로 과전류가 흐를 경우에 그 과전류를 배선용 차단기(111)가 검출하여 자동으로 차단되고, 교류전원(AC)이 철주(100) 측으로 공급되지 않아 누전으로 인한 안전사고를 미연에 방지하게 된다.

이러한 전기 구조물에 있어서, 상기 전원 공급선(115)은 제어반(110)에서 통상적으로 지하에 매설되어 상기 복수의 철주(100)의 하부로 연장 가설되고, 상기 철주(100) 내에는 상단부의 램프와 연결되는 전원 공급선(103)이 철주(100) 내부의 공간부를 통해 철주(100)의 하부로 연장 설치되어 있는 것으로서 상기 전원 공급선(115)(103)은 상호간에 결선하여 제어반(110)에서 배선용 차단기(111) 및 마그네트 스위치(113)를 통해 공급되는 교류전원(AC)이 전원 공급선(115)(103)을 순차적으로 통해 상기 램프에 인가되도록 하고 있다.

상기 전원 공급선(115)(103)을 상호간에 결선하기 위하여 통상적으로 철주(100)에는 지면으로부터 약 50㎝의 높이에 개폐판(105)이 구비되고, 그 개폐판(105)을 통해 작업자가 전원 공급선(115)(103)을 상호간에 결선한 후 결선부(107)를 절연 테이프 등으로 테이핑하여 절연시키고 있다.

상기한 바와 같은 철주(100)가 홍수 등으로 인하여 상기 결선부(107)의 높이 이상으로 침수될 경우에 전원 공급선(115)(103)을 통해 공급되는 교류전원(AC)이 상기 절연 테이프 등으로 테이핑한 결선부(107) 등으로부터 침수된 물을 통해 흐르게 되고, 이로 인하여 철주(100)의 인접 위치를 지나가는 행인들이 감전되는 안전사고가 발생하게 된다.

상기 감전사고를 방지하기 위하여 제어반(110) 내에는 상술한 바와 같이 영상 변류기(117) 및 누전 영상 검출기(119)를 구비하여 누전이 발생할 경우에 배선용 차단기(111) 및 마그네트 스위치(113)를 차단시키고, 감전사고 등의 안전사고가 발생되지 않도록 하고 있다.

그러나 제어반(110)에서 철주(100)로 전원을 공급하는 전원 공급선(115)은 통상적으로 지하에 매설되어 있고, 그 전원 공급선(115)을 절연시키더라도 완벽하게 절연하기가 매우 어려운 실정이며, 실제적으로는 침수에 관계없이 전원 공급선(115)의 절연부 등을 통해 약간의 누전이 발생하고 있는 것으로서 상기 영상 변류기(117) 및 누전 영상 검출기(119)가 누전을 검출하는 검출전류를 예민하게 설정할 경우에 상기 전원 공급선(115)의 절연부 등을 통해 매우 미약하게 흐르는 누전에 의해 배선용 차단기(111) 및 마그네트 스위치(113)를 차단시켜 철주(100)에 구비된 램프를 정상으로 동작시키지 못하게 된다.

그러므로 상기 영상 변류기(117) 및 누전 영상 검출기(119)는 약간의 누전을 허용하게 설정 즉, 미리 설정된 전류 이상의 누전이 검출될 경우에만 배선용 차단기(111) 및 마그네트 스위치(113)를 차단시키게 설정되어 있고, 이로 인하여 누전으로 인한 감전사고 등의 안전사고를 확실하게 예방할 수 없다.

따라서 본 출원인이 선출원하여 등록된 등록 실용신안 제255182호(출원번호 제2001-24190호)에서는 철주 내에 철주의 침수를 감지하는 침수 감지봉을 설치하고, 그 침수 감지봉이 침수를 감지할 경우에 합선수단이 교류전원(AC)을 합선시켜 과전류가 흐르게 하며, 상기 과전류를 제어반(110)의 배선용 차단기(111)가 검출하여 전원을 차단시키게 하고 있다.

그러나 상기 등록 실용신안 제255182호는 침수가 검출될 경우에 합선수단이 교류전원을 합선시킴에 따라 합선시키는 초기에 과전류가 흐르게 되고, 그 과전류에 의해 합선수단의 접속점이 과전류로 인하여 손상되므로 합선수단을 빈번하게 교체시켜야 되는 등의 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 철주에서의 누설전압을 검출하고 검출한 누설전압이 허용한계전압 이상일 경우에 지락전류를 발생시켜 제어반에서 교류전원을 차단시키게 하는 지락 차단장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 철주가 침수되어 감전사고의 위험이 발생될 경우에 지락전류를 발생시켜 제어반에서 교류전원을 차단시키게 하는 지락 차단장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 지락전류를 발생시켜도 제어반에서 교류전원을 차단시키지 않을 경우에 교류전원을 합선시켜 과전류가 흐르도록 하고, 그 과전류를 제어반의 배선용 차단기가 검출하여 교류전원을 차단시키게 하는 지락 차단장치를 제공하는데 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 지락 차단장치는, 침수 감지봉으로 침수 감지부가 철주의 침수를 감지하고, 상기 침수 감지부가 침수를 감지할 경우에 전원차단 제어부가 지락전류를 발생함과 아울러 설정시간이 경과될 경우에 교류전원을 합선시키며, 상기 전원차단 제어부가 발생하는 영상 변류기가 지락전류를 검출하고, 상기 영상 변류기가 지락전류를 검출할 경우에 누전영상 검출기가 배선용 차단기 및 마그네트 스위치를 제어하여 교류전원을 차단시키게 하며, 또한 전원차단 제어부가 교류전원을 합선시킬 경우에 상기 배선용 차단기가 과전류를 검출하여 교류전원을 차단시키게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 침수 감지부는, 기준전압 발생부가 침수 및 누설전압을 검출할 플러스 기준전압을 발생함과 아울러 마이너스 기준전압을 발생하여 하나의 침수 감지봉에 인가하고, 상기 플러스 기준전압을 침수 판단부가 다른 하나의 침수 감지봉에 인가하고 침수에 따른 상기 두 침수 감지봉의 전압 변화로 침수 여부를 판단하며, 침수 판단부가 침수를 판단할 경우에 침수신호 출력부가 상기 전원차단 제어부를 동작시키게 구성됨을 특징으로 하다.그리고 상기 침수 감지부는, 설정전압 이상의 누설전압을 감지하는 누설전압 감지부를 포함하고, 상기 전원차단 제어부는, 상기 누설전압 감지부가 설정 레벨 이상의 누설전압을 감지할 경우에 지락전류를 발생함과 아울러 설정시간이 경과될 경우에 교류전원을 합선시키게 하는 것을 특징으로 한다.

상기 침수 감지부 및 누설전압 감지부는, 누설전압 검출부가 복수의 누설전압 감지봉의 양단 전압을 검출하고, 상기 복수의 누설전압 검출부의 검출전압을 전파 정류부가 마이너스 전파 정류하며, 상기 기준전압 발생부가 발생한 플러그 기준전압과 상기 전파 정류부의 출력전압으로 누설전압 판단부가 설정전압 이상의 누설전압이 검출되었는지의 여부를 판단하며, 기준전압 발생부가 침수 및 누설전압을 검출할 기준전압을 발생하고, 침수에 따른 상기 두 침수 감지봉의 전압 변화로 침수 판단부가 침수 여부를 판단하며, 상기 누설전압 판단부가 설정전압 이상의 누설전압 검출을 판단하거나 또는 상기 침수 판단부가 침수를 판단할 경우에 누설전압 및 침수신호 출려부가 상기 전원차단 제어부를 동작시키게 구성됨을 특징으로 한다.

상기 전원차단 제어부는, 상기 누설전압 및 침수 감지부가 발생하는 제어신호에 따라 동작신호 발생부가 전원차단 동작신호를 발생하고, 상기 동작신호 발생부가 전원차단 동작신호를 발생할 경우에 합선부의 타이머 스위치가 구동되고 타이머 스위치의 설정시간이 경과될 경우에 교류전원을 합선시키며, 상기 동작신호 발생부가 전원차단 동작신호를 발생할 경우에 지락전류 발생부가 교류전원을 접지로 흘러 지락전류가 발생하게 하는 것을 특징으로 한다.

삭제

이하, 첨부된 도 2 및 도 3의 도면을 참조하여 본 발명의 지락 차단장치를 상세히 설명하겠으며, 여기서 종래와 동일한 부위에는 동일 부호를 부여한다.

도 2는 본 발명의 지락 차단장치의 구성을 보인 회로도이다. 이에 도시된 바와 같이 침수 감지봉(210, 211)으로 철주(100)의 침수를 감지하고 복수의 누설전압 감지봉(220, 221)으로 설정전압 이상의 누설전압이 발생되는지의 여부를 감지하는 누설전압 및 침수 감지부(200)와, 누설전압 및 침수 감지부(200)가 침수 또는 설정전압 이상의 누설전압을 감지할 경우에 지락전류를 발생함과 아울러 설정시간이 경과될 경우에 교류전원(AC)을 합선시켜 배선용 차단기(111) 또는 마그네트 스위치(113)가 교류전원(AC)을 차단시키게 하는 전원차단 제어부(230)를 구비한다.상기 전원차단 제어부(230)는, 상기 누설전압 및 침수 감지부(200)가 발생하는 제어신호에 따라 릴레이(RY1)가 구동되면서 그의 스위치(RYS1)가 접속되어 전원차단 동작신호를 발생하는 동작신호 발생부(231)와, 상기 동작신호 발생부(231)가 전원차단 동작신호를 발생할 경우에 타이머 스위치(TA)가 구동되고 타이머 스위치(TA)의 설정시간이 경과될 경우에 릴레이(RY2)가 구동되면서 그의 스위치(RYS21, RYS22)가 접속되고 교류전원(AC)이 스위치(RYS21, RYS22)를 통해 합선되게 하는 합선부(233)와, 상기 동작신호 발생부(231)가 전원차단 동작신호를 발생할 경우에 릴레이(RY3)가 구동되면서 그의 스위치(RYS31, RYS32)가 접속되고 일측 교류전원(AC)이 스위치(RYS31, RYS32)를 통해 접지로 흘러 지락전류가 발생하게 하는 지락전류 발생부(235)를 구비한다.

삭제

상기에서 침수 감지봉(210, 211)은 철주(100) 내의 침수를 감지하는 위치에 설치되어 철주(100)가 침수될 경우에 침수 감지봉(210, 211)이 침수되는 물에 의해 상호간에 전기적으로 접속되게 하고, 상기 누설전압 감지봉(220, 221)은 누설전압을 감지할 소정의 위치 예를 들면, 철주(100)와 지하 또는 소정 거리 이격된 위치에 설치되어 철주(100)에서 누설되는 누설전압을 감지하게 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 지락 차단장치는 제어반(110)으로부터 전원 공급선(115)을 통해 철주(100)로 공급되는 교류전원(AC)을 누설전압 및 침수 감지부(200)가 입력받아 동작하는 것으로서 누설전압 및 침수 감지부(200)는 침수 감지봉(210, 211)이 침수되어 상호간에 전기적으로 접속되거나 또는 누설전압 감지봉(220, 221)이 설정된 소정 레벨 이상의 누설전압을 검출하는지의 여부를 판단하고, 판단 결과 침수 감지봉(210, 211)이 상호간에 전기적으로 접속되거나 또는 누설전압 감지봉(220, 221)이 설정된 소정 레벨 이상의 누설전압을 검출하였을 경우에 전원차단 제어신호를 발생하여 전원차단 제어부(230)의 동작신호 발생부(231)의 릴레이(RY1)를 구동시키고, 그의 스위치(RYS1)가 접속되게 한다.그러면, 교류전원(AC)이 상기 릴레이(RY1)의 스위치(RYS1)를 통해 합선부(233)의 타이머 스위치(TA)에 인가됨과 지락전류 발생부(235)의 릴레이(RY3)에 인가되므로 타이머 스위치(TA)가 구동되어 미리 설정된 소정의 시간을 카운트하게 되고, 릴레이(RY3)가 구동되어 그의 스위치(RYS31, RYS32)가 접속된다.그러므로 상기 제어반(110)으로부터 전원 공급선(115)을 통해 철주(100)로 공급되는 교류전원(AC)이 상기 릴레이(RY3)의 스위치(RYS31, RYS32)를 통해 접지로 흐르게 되는 지락전류가 발생되고, 그 발생된 지락전류를 영상 변류기(117) 및 누전 영상 검출기(119)가 검출하여 배선용 차단기(111) 및 마그네트 스위치(113)가 교류전원(AC)을 차단하고, 안전사고의 발생을 예방하게 된다.

삭제

그리고 상기 릴레이(RY3)의 스위치(RNS31, RYS32)가 접속되어 지락전류가 발생되어도 영상 변류기(117) 및 누전 영상 검출기(119)가 지락전류를 검출하지 못하여 배선용 차단기(111) 및 마그네트 스위치(113)가 교류전원(AC)을 차단하지 않고, 타이머 스위치(TA)에 설정된 소정의 시간이 경과될 경우에 릴레이(RY2)가 구동되어 그의 스위치(RYS21, RYS22)를 접속시키게 된다.

그러면, 상기 교류전원(AC)이 릴레이(RY2)의 스위치(RYS21, RYS22)를 통해 합선되어 과전류가 흐르게 되고, 그 과전류를 배선용 차단기(111)가 검출하여 교류전원(AC)을 차단 및 안전사고의 발생을 예방하게 된다.

도 3은 도 2의 누설전압 및 침수 감지부(200)의 구성을 보인 회로도이다. 이에 도시된 바와 같이 복수의 누설전압 감지봉(220, 221)의 양단 전압을 검출하는 저항(R1∼R4)(R5∼R8), 가변저항(VR1)(VR2), 다이오드(D1, D2)(D3, D4) 및 연산증폭기(OP1)(OP2)로 된 누설전압 검출부(300)(300A)와, 상기 누설전압 검출부(300)(300A)의 검출전압을 마이너스 전파 정류하는 저항(R9∼R11), 연산 증폭기(OP3), 다이오드(D5, D6), 콘덴서(C1, C2) 및 가변저항(VR3)으로 된 전파 정류부(310)와, 교류전원(AC)을 정류 및 평활하여 직류 동작전원(Vcc, -Vcc)을 발생하는 동작전원 발생부(320)와, 상기 동작전원 발생부(320)가 발생한 동작전원(Vcc, -Vcc)으로 침수 및 누설전압을 검출할 기준전압(Vref)을 발생함과 아울러 기준전압(-Vref)을 발생하여 침수 감지봉(210, 211)에 인가하는 저항(R12∼R14), 정전압 다이오드(ZD1, ZD2) 및 콘덴서(C5, C6)로 된 기준전압 발생부(330)와, 상기 기준전압 발생부(330)가 발생한 기준전압(Vref)과 상기 전파 정류부(310)의 출력전압으로 설정전압 이상의 누설전압이 검출되었는지의 여부를 판단하는 저항(R15∼R17), 연산 증폭기(OP4) 및 다이오드(D7)로 된 누설전압 판단부(340)와, 상기 기준전압(Vref)을 침수 감지봉(211)에 인가하고 침수에 따른 상기 침수 감지봉(210, 211)의 전압 변화로 침수 여부를 판단하는 가변저항(VR4), 저항(R18, R19), 연산 증폭기(OP5) 및 다이오드(D8)로 된 침수 판단부(350)와, 상기 누설전압 판단부(340)가 설정전압 이상의 누설전압 검출을 판단하거나 또는 상기 침수 판단부(350)가 침수를 판단할 경우에 상기 전원차단 제어부(230)를 동작시키는 저항(R20∼R22), 트랜지스터(TR) 및 포토 카플러(PC)로 된 누설전압 및 침수신호 출력부(360)로 구성된다.

삭제

이와 같이 구성된 본 발명의 지락 차단장치의 누설전압 및 침수 감지부(200)는 제어반(110)으로부터 전원공급선(115)을 통해 철주(100)로 공급되는 교류전원(AC)이 누설전압 및 침수 감지부(200)의 동작전원 발생부(320)의 트랜스(T)의 일차코일에 인가되어 이차코일로 강압 출력되고, 브리지 다이오드(BD)를 통해 브리지 정류되며, 콘덴서(C3, C4)에 의해 평활 및 동작전원(Vcc, -Vcc)을 발생하여 누설전압 및 침수 감지부(200)의 각 부에 공급하게 된다.

상기 동작전원 발생부(320)에서 발생한 동작전원(Vcc, -Vcc)은 기준전압 발생부(330)의 저항(R12, R13)을 통해 정전압 다이오드(ZD1, ZD2)에 인가되어 정전압 다이오드(ZD1, ZD2)의 정전압을 기준전압(Vref, -Vref)으로 발생하며, 발생한 기준전압(-Vref)은 저항(R14)을 통해 침수 감지봉(210, 211)에 인가된다.

그리고 상기 기준전압(Vref)은 침수 판단부(350)의 가변저항(VR4)을 통해 연산 증폭기(OP5)의 반전 입력단자(-) 및 침수 감지봉(210, 211)에 인가된다.

이와 같은 상태에서 철주(100)가 침수되지 않을 경우에 침수 감지봉(210, 211)은 상호간에 개방된 상태로 되고, 상기 기준전압(Vref)이 가변저항(VR4)을 통해 연산 증폭기(OP5)의 반전 입력단자(-)에 인가되어 있으므로 연산 증폭기(OP5)는 저전위를 출력하고, 이로 인하여 누설전압 및 침수신호 출력부(360)의 트랜지스터(TR)의 베이스에는 저전위가 인가되므로 트랜지스터(TR)가 온되지 않고, 포토 카플러(PC)가 동작하지 않아 전원차단 제어부(230)의 동작신호 발생부(231)의 릴레이(RY1)는 구동되지 않는다.

그리고 철주(100)가 침수될 경우에 침수 감지봉(210, 211)이 침수된 물을 통해 상호간에 전기적으로 접속되고, 기준전압(Vref, -Vref)이 저항(R14) 및 가변저항(VR4)에 의해 분할되어 연산 증폭기(OP5)의 반전 입력단자(-)에 인가된다. 여기서, 철주(100)가 침수될 경우에 연산 증폭기(PO5)의 반전 입력단자(-)에 인가되는 전압이 마이너스 전압으로 되게 가변저항(VR4)의 값을 설정하면, 연산 증폭기(OP5)가 고전위를 출력하게 된다. 그러면, 누설전압 및 침수신호 출력부(360)의 트랜지스터(TR)의 베이스에 고전위가 인가되어 온되고, 포토 카플러(PC)의 발광부가 점등되어 수광부가 수광하게 되므로 포토 카플러(PC)의 수광부가 도통상태로 되고, 교류전원(AC)이 포토 카플러(PC)의 수광부를 통해 전원차단 제어부(230)의 동작신호 발생부(231)의 릴레이(RY1)에 인가되어 그 릴레이(RY1)가 구동되므로 상술한 바와 같이 릴레이(RY1)의 스위치(RYS1)가 접속되고, 합선부(233) 및 지락전류 발생부(235)가 동작하여 교류전원(AC)을 차단시키게 된다.

삭제

한편, 누설전압 검출부(300)(300A)는 누설전압 감지봉(220, 221)이 검출하는 누설전압이 누설전압 검출부(300)(300A)의 저항(R1, R2)(R5, R6) 및 가변저항(VR1)(VR2)으로 분할되고, 다이오드(D1, D2)(D3, D4)에 의해 동작전원(Vcc, -Vcc)의 사이로 레벨이 제한된 후 연산증폭기(OP1)(OP2)의 반전 입력단자(-)에 인가되어 완충 증폭되고, 저항(R4)(R8)을 통해 전파 정류부(310)의 연산 증폭기(OP3)의 반전 입력단자(-)에 인가된다.

그러면, 전파 정류부(310)는 상기 누설전압 검출부(300)(300A)가 검출한 누설전압을 마이너스 전파 정류하여 누설전압 판단부(340)의 연산증폭기(OP4)의 반전 입력단자(-)에 인가된다.

여기서, 상기 누설전압 감지봉(220, 221)이 설정된 누설전압 이하를 검출할 경우에 상기 전파 정류부(310)에서 출력되는 전압이 기준전압(Vref)보다 낮게 되도록 가변저항(VR3)의 값을 설정하면, 누설전압 판단부(340)의 연산증폭기(OP4)의 반전 입력단자(-)에는 플러스 전압이 인가되어 그의 출력단자로 저전위가 출력된다.

그러면, 누설전압 및 침수신호 출력부(360)의 트랜지스터(TR)의 베이스에는 저전위가 인가되므로 트랜지스터(TR)가 온되지 않고, 포토 카플러(PC)가 동작하지 않아 전원차단 제어부(230)의 동작신호 발생부(231)의 릴레이(RY1)는 구동되지 않는다. 그리고 상기와는 반대로 누설전압 감지봉(220, 221)이 설정된 누설전압 이상을 검출하면, 상기와는 반대로 전파 정류부(310)에서 출력되는 전압이 기준전압(Vref)보다 높아 누설전압 판단부(340)의 연산증폭기(OP4)의 반전 입력단자(-)에 마이너스 전압이 인가되므로 연산증폭기(OP4)가 고전위를 출력하게 된다.

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그러면, 누설전압 및 침수신호 출력부(360)의 트랜지스터(TR)의 베이스에 고전위가 인가되어 온되고, 포토 카플러(PC)의 발광부가 점등되어 수광부가 수광하게 되므로 포토 카플러(PC)의 수광부가 도통상태로 되고, 교류전원(AC)이 포토 카플러(PC)의 수광부를 통해 전원차단 제어부(230)의 동작신호 발생부(231)의 릴레이(RY1)에 인가되어 그 릴레이(RY1)가 구동되므로 상술한 바와 같이 릴레이(RY1)의 스위치(RYS1)가 접속되고, 합선부(233) 및 지락전류 발생부(235)가 동작하여 교류전원(AC)을 차단시키게 된다.

한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 실용신안등록 청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다. 예를 들면, 상기에서는 누설전압 및 침수 감지부가 철주(100)의 누설전압 및 침수를 모두 감지하는 것을 예로 들어 설명한 것으로서 본 발명을 실시함에 있어서는 이에 한정되지 않고, 누설전압 감지부만을 구비하여 설정레벨 이상의 누설전압이 감지될 경우에 교류전원을 차단시키게 하거나 또는 침수 감지부만을 구비하여 철주가 침수될 경우에 교류전원을 차단시키게 구성할 수도 있는 등 여러 가지로 변형 실시할 수 있다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 도로에 설치되어 있는 전기 구조물에 침수 또는 소정전압 이상의 누설전압이 발생하였는지를 검출하고, 침수 또는 소정전압 이상의 누설전압이 발생할 경우에 제어반이 교류전원을 차단시키게 함으로써 전기 구조물의 침수 또는 누설전압 등으로 감전사고가 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있고, 또한 침수 또는 소정전압 이상의 누설전압이 발생할 경우에 먼저 지락전류를 발생시켜 교류전원을 차단시키게 하고, 지락 전류를 발생시켜도 교류전원을 차단시키지 않을 경우에 교류전원을 합선시켜 교류전원을 차단시키게 하는 2중 안전구조로 감전사고 등의 안전사고를 확실하게 예방할 수 있다.

또한 본 발명은 먼저 지락전류를 발생시켜 교류전원을 차단시키게 함으로써 교류전원의 손실 및 접점의 마모를 줄일 수 있다.

도 1은 종래의 지락 차단장치의 구성을 보인 도면이고,

도 2는 본 발명의 지락 차단장치의 구성을 보인 회로도이며,

도 3은 도 2의 누설전압 및 침수 감지부의 구성을 보인 회로도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

100 : 복수의 철주 110 : 제어반

111 : 배선용 차단기 113 : 마그네트 스위치

115 : 전원 공급선 117 : 영상 변류기

119 : 누전영상 검출기 200 : 누설전압 및 침수 감지부

210, 211 : 침수 감지봉 220, 221 : 누설전압 감지봉

230 : 전원차단 제어부 231 : 동작신호 발생부

233 : 합선부 235 : 지락전류 발생부

300, 300A : 누설전압 검출부 310 : 전파 정류부

320 : 동작전원 발생부 330 : 기준전압 발생부

340 : 누설전압 판단부 350 : 침수 판단부

360 : 누설전압 및 침수신호 출력부

Claims

침수 감지봉으로 철주의 침수를 감지하는 침수 감지부; 및

상기 침수 감지부가 침수를 감지할 경우에 지락전류를 발생함과 아울러 설정시간이 경과될 경우에 교류전원을 합선시키는 전원차단 제어부;

상기 전원차단 제어부가 발생하는 지락전류를 검출하는 영상 변류기;

상기 영상 변류기가 지락전류를 검출할 경우에 상기 교류전원을 차단시키게 제어하는 누전영상 검출기;

상기 누전영상 검출기의 제어에 따라 상기 교류전원을 차단함과 아울러 상기 전원차단 제어부가 교류전원을 합선시킬 경우에 그 교류전원을 차단하는 배선용 차단기; 및

상기 누전영상 검출기의 제어에 따라 상기 교류전원을 차단하는 마그네트 스위치로 구성된 지락 차단장치.
제 1 항에 있어서, 상기 침수 감지부는;

침수 및 누설전압을 검출할 플러스 기준전압을 발생함과 아울러 마이너스 기준전압을 발생하여 하나의 침수 감지봉에 인가하는 기준전압 발생부;

상기 플러스 기준전압을 다른 하나의 침수 감지봉에 인가하고 침수에 따른 상기 두 침수 감지봉의 전압 변화로 침수여부를 판단하는 침수 판단부;

상기 침수 판단부가 침수를 판단할 경우에 상기 전원차단 제어부를 동작시키는 침수신호 출력부로 구성됨을 특징으로 하는 지락 차단장치.
제 1 항에 있어서, 상기 침수 감지부는;

설정전압 이상의 누설전압을 감지하는 누설전압 감지부를 포함하고,

상기 전원차단 제어부는, 상기 누설전압 감지부가 설정 레벨 이상의 누설전압을 감지할 경우에 지락전류를 발생함과 아울러 설정시간이 경과될 경우에 교류전원을 합선시키게 하는 것을 특징으로 하는 지락 차단장치.
제 3 항에 있어서, 상기 침수 감지부 및 누설전압 감지부는;

복수의 누설전압 감지봉의 양단 전압을 검출하는 복수의 누설전압 검출부;

상기 복수의 누설전압 검출부의 검출전압을 마이너스 전파 정류하는 전파 정류부;

상기 기준전압 발생부가 발생한 플러그 기준전압과 상기 전파 정류부의 출력전압으로 설정전압 이상의 누설전압이 검출되었는지의 여부를 판단하는 누설전압 판단부;

침수 및 누설전압을 검출할 플러스 기준전압을 발생함과 아울러 마이너스 기준전압을 발생하여 하나의 침수 감지봉에 인가하는 기준전압 발생부;

상기 플러스 기준전압을 다른 하나의 침수 감지봉에 인가하고 침수에 따른 상기 두 침수 감지봉의 전압 변화로 침수여부를 판단하는 침수 판단부;

상기 누설전압 판단부가 설정전압 이상의 누설전압 검출을 판단하거나 또는 상기 침수 판단부가 침수를 판단할 경우에 상기 전원차단 제어부를 동작시키는 누설전압 및 침수신호 출려부로 구성됨을 특징으로 하는 지락 차단장치.
제 1 항에 있어서, 상기 전원차단 제어부는;

상기 누설전압 및 침수 감지부가 발생하는 제어신호에 따라 전원차단 동작신호를 발생하는 동작신호 발생부;

상기 동작신호 발생부가 전원차단 동작신호를 발생할 경우에 타이머 스위치가 구동되고 타이머 스위치의 설정시간이 경과될 경우에 교류전원을 합선시키는 합선부; 및

상기 동작신호 발생부가 전원차단 동작신호를 발생할 경우에 교류전원이 접지로 흘러 지락전류가 발생하게 하는 지락전류 발생부로 구성됨을 특징으로 하는 지락 차단장치.
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