KR100928214B1 - Earth leakage circuit breaker for power line communication and its method - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력선 통신용 누전차단장치 및 그 방법에 관한 것으로, 메인 케이블과 연결되는 분전반내에서 분기된 적어도 하나의 전력선 통신용 라인 및 전력선 라인; 상기 전력선 통신용 라인과 전력선 라인 각각에 설치된 누전차단기; 및 상기 전력선 라인의 누전차단기에 발생하는 고주파를 차단하는 고주파 차단필터를 포함하며, 상기 고주파 차단필터는 상기 전력선 라인의 누전차단기에 설치되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 발명을 제공하게 되면, 누전차단함 내에서 전등 및 에어컨 등의 가전기기에서 발생하는 고주파 잡음을 차단하고 전력선 통신용 선로에 대한 분기를 최소화하여 안정적인 옥내 전력선 통신 네트워크를 구현하게 할 수 있다. 또한 그 장치의 설치 및 제거가 용이하여 전력 및 시스템 관리가 용이하게 된다.

Figure R1020070135773

전력선 통신, 누전차단기, 고주파 차단필터, 분기, 배전반, 케이블

The present invention relates to a ground fault interrupter for power line communication and a method thereof, comprising: at least one power line communication line and a power line line branched in a distribution panel connected to a main cable; An earth leakage breaker installed in each of the power line communication line and the power line line; And a high frequency cut-off filter which cuts high frequency generated in the ground fault breaker of the power line, wherein the high frequency cut-off filter is installed in the ground fault breaker of the power line.

When the present invention is provided, it is possible to implement a stable indoor power line communication network by blocking high frequency noise generated in home appliances such as electric lights and air conditioners within a ground fault interrupter, and minimizing branching to power line communication lines. The device is also easy to install and remove, facilitating power and system management.

Figure R1020070135773

Power line communication, earth leakage breaker, high frequency cut off filter, branch, switchboard, cable

Description

전력선 통신용 누전차단장치 및 그 방법{EARTH LEAKAGE BREAKER FOR POWER LINE COMMUNICATION AND METHOD THEOROF}Ground fault interrupter for power line communication and its method {EARTH LEAKAGE BREAKER FOR POWER LINE COMMUNICATION AND METHOD THEOROF}

본 발명은 전력선 통신을 위한 누전 차단장치 및 그 차단방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전력선 통신 선로의 분기손실 및 잡음제거를 위한 누전차단기 일체형 고주파 신호차단 장치 및 그 차단방법에 관한 것이다.The present invention relates to an earth leakage circuit breaker for power line communication and a method of blocking the same, and more particularly, to a high frequency signal interruption device integrated with an earth leakage circuit breaker for removing branch loss and noise of a power line communication line.

전력선통신(Power Line Communication)이란 말 그대로 전기를 공급하는 전력선을 이용해 음성, 문자, 영상 등을 전송하는 신기술이다. 일반가정이나 사무실에서 전화선이나 인터넷프로토콜 망을 사용하지 않고도 전기 플러그만 꽂아 초고속인터넷 통신, 인터넷전화나 홈네트워크 서비스를 이용하는 개념입니다. 이 경우 별도의 배선공사 없이 가정에 깔려있는 전력선을 사용해 홈네트워킹을 구현할 수 있고, 사용자는 회선 사용료 부담이 없어 통신비용을 절감하는 장점이 있다.Power line communication is a new technology that literally transmits voice, text, and video using power lines that supply electricity. It is a concept to use high speed internet communication, internet phone or home network service by just plugging in the electric plug in home or office without using telephone line or internet protocol network. In this case, home networking can be implemented using a power line installed in the home without additional wiring work, and the user has the advantage of reducing communication costs because there is no burden of line usage fee.

이와 같은 전력선 통신은 전력선을 이용하는 것이기 때문에 전력선 통신을 사용하는 라인 및 사용하지 않는 라인이 하나의 메인 케이블에서 분기되어 각 가정의 가전 또는 통신기기와 연결되어 있기 때문에 분전반 또는 배전반의 누전차단함 내에서 발생하는 잡음 및 분기 손실이 문제된다. 이하에서 자세히 설명하면 다음과 같다.Since the power line communication uses the power line, the line using the power line communication and the unused line are branched from one main cable and connected to the home appliances or communication devices of each home, so that the circuit breaker of the distribution board or switchboard Noise and branch losses that occur are problematic. A detailed description will be given below.

도 1은 종래의 저압 배전망을 이용한 전력선 가입자망의 구성도이다. 도 1를 참조하면, 하나의 주상변압기(150)에 묶여있는 가구(400)들은 저압배전망(200)을 통해 연결되고, 각 가구(400)들은 하나의 전력선 라우터(250)를 사용하여서 외부 통신망과 연결된다. 또한 각 가구(400)에는 전력선 가입자망이 전력량계(500), 전력선통신 게이트웨이(600), 주 차단기(700), 보조 차단기(800) 및 전력선 모뎀(850)을 포함한다.1 is a block diagram of a power line subscriber network using a conventional low voltage distribution network. Referring to FIG. 1, furniture 400 tied to one column transformer 150 is connected through a low voltage distribution network 200, and each furniture 400 is connected to an external communication network using one power line router 250. Connected with Each household 400 also has a power line subscriber network including a power meter 500, a power line communication gateway 600, a main breaker 700, an auxiliary breaker 800, and a power line modem 850.

상기 전력량계(500)는 저압 배전망(200)에서 제공되는 전력을 이용하여 가정내의 부하(방의 전등, 가전제품 등)에서 사용되는 에너지량을 검출하고, 통신신호가 포함된 전력선 신호를 신호분리 필터에 의해 분리하여 전력선통신 게이트웨이(600)로 제공한다. 상기 전력선통신 게이트웨이(600)는 전력선 신호에 포함된 고주파의 전력선 통신신호를 신호 분리 필터에 의해 분리하고, 분리된 고주파의 전력선 통신신호를 변복조에 의한 중계로 전력선모뎀(850)에 제공한다.The electricity meter 500 detects an amount of energy used in a load (a lamp, a home appliance, etc.) in a home by using the power provided by the low voltage distribution network 200, and filters the power line signal including a communication signal into a signal separation filter. Separated by the provided to the power line communication gateway 600. The power line communication gateway 600 separates a high frequency power line communication signal included in the power line signal by a signal separation filter, and provides the separated high frequency power line communication signal to the power line modem 850 by relaying by demodulation and demodulation.

여기서 상기 전력선통신 게이트웨이(600)는 외부(또는 내부)에서 온 신호를 받아서 복조를 한 후 신호를 상이한 기저대역의 주파수로 변환하여서 내부(또는 외부)로 신호를 전송한다. 또한, 상기 전력선통신 게이트웨이(600)는 외부(또는 내부)에서 온 신호를 받아서 복조를 한 후 동일한 주파수로 변화하고 분리필터에 의해 전력선 통신 신호와 전력선 신호와의 충돌을 막아준다.Here, the power line communication gateway 600 receives a signal from an external (or internal), demodulates the signal, and converts the signal into a frequency of a different baseband to transmit the signal to the internal (or external). In addition, the power line communication gateway 600 receives a signal from the outside (or inside), demodulates the signal, and then changes to the same frequency and prevents a collision between the power line communication signal and the power line signal by a separate filter.

상기 주 차단기(700)는 전력선통신 게이트(600)를 통해 옥내로 인입되는 전기를 차단하기 위한 것이고, 보조 차단기(800)는 대용량의 전기 부하 또는 방과 같 은 공간적 개념에 대해서 각각 설치되는 것으로, 이 보조 차단기(800)는 2차측에 접속된 부하에서 전기적인 사고 시 이를 차단한다. 따라서 하나의 부하에서 전기 사고가 발생하더라도 다른 보조 차단기에 접속된 다른 부하들은 정상적으로 전기 공급이 이루어진다.The main breaker 700 is to cut off electricity introduced into the room through the power line communication gate 600, the auxiliary breaker 800 is installed for each of the spatial concept, such as a large electric load or room, The auxiliary breaker 800 cuts off the electrical accident at the load connected to the secondary side. Therefore, even if an electrical accident occurs in one load, the other loads connected to the other auxiliary breakers are normally supplied with electricity.

따라서, 보조 차단기(800)가 각 부하마다 설치될 경우 그 2차측에 신호 분리필터를 이용하여 내부신호와 외부신호를 분리할 수 있으며, 전력선통신 게이트웨이(600)를 통하여 신호를 복원 전달함으로서 신호의 손실을 줄일 수 있다.Therefore, when the auxiliary circuit breaker 800 is installed for each load, the secondary signal can be separated from the internal signal and the external signal by using a signal separation filter on the secondary side, and the signal is restored by transferring the signal through the power line communication gateway 600. The loss can be reduced.

도 2는 종래의 단상의 전력선통신 게이트웨이를 예시한 도면이다. 도 2를 참조하면, 그 구성은 위상 커플러(610), 전력선통신 옥외모듈(620), 중계기 모듈(630), 전력선통신 옥내모듈 (640) 및 보조 분리필터(650)로 이루어진다.2 is a diagram illustrating a conventional single-phase power line communication gateway. Referring to FIG. 2, the configuration includes a phase coupler 610, a power line communication outdoor module 620, a repeater module 630, a power line communication indoor module 640, and an auxiliary separation filter 650.

상기 위상 커플러(610)는 전력량계(500)와 주 차단기(700)의 사이인 전력선(P)에 설치되어 전력량계(500)를 통해 입력된 전력신호에서 고주파의 전력선 통신 신호만을 필터링하여 후술될 전력선통신 옥외모듈(620)로 제공한다. 상기 전력선통신 옥외모듈(620)은 위상 커플러(610)를 통해 입력된 전력선 통신신호를 신호 처리 및 디지털 신호로 변환하여 중계기 모듈(630)에 제공한다. The phase coupler 610 is installed on the power line P between the electricity meter 500 and the main circuit breaker 700 to filter only the high frequency power line communication signal from the power signal input through the electricity meter 500 to be described later. The outdoor module 620 is provided. The power line communication outdoor module 620 converts the power line communication signal inputted through the phase coupler 610 into signal processing and digital signals and provides them to the repeater module 630.

상기 중계기 모듈(630)은 전력선통신 옥외모듈(640)에서 수신된 디지털의 전력선 통신신호를 이더넷 스위칭 동작에 의해 전력선통신 옥내모듈(640)에 전달한다. 상기 보조 분리필터(650)는 전력선 모뎀(900)이 설치된 보조 차단기(810)의 2차 측에 설치된다. 따라서 상기 전력선통신 옥내모듈(640)과 전력선 모뎀(900)간의 통신을 할 때 다른 보조차단기(820-870)에 연결된 부하의 영향이 제거되어 통신효 율이 향상된다.The repeater module 630 transmits the digital power line communication signal received from the power line communication outdoor module 640 to the power line communication indoor module 640 by an Ethernet switching operation. The auxiliary separation filter 650 is installed on the secondary side of the auxiliary circuit breaker 810 in which the power line modem 900 is installed. Therefore, when the communication between the power line communication indoor module 640 and the power line modem 900, the influence of the load connected to the other auxiliary circuit breaker (820-870) is removed to improve the communication efficiency.

여기서 상기와 같은 구성으로 이루어진 전력선통신 게이트웨이의 동작을 살펴보면 다음과 같다. 먼저, 전력량계(500)를 통해 입력된 통신신호가 포함된 전력신호에서 50-60Hz의 전원은 주 차단기(700)로 제공된다. 그러면 이 주차단기(700)와 전력선(P)으로 병렬 연결된 다수의 보조차단기(800)로 전력 신호는 제공된다. 따라서 이 보조 차단기(800)의 2차측에 접속된 부하단은 정상적인 전원을 공급받게 된다.Herein, the operation of the power line communication gateway having the above configuration will be described. First, a power of 50-60 Hz is provided to the main circuit breaker 700 in a power signal including a communication signal input through the electricity meter 500. Then, the power signal is provided to the plurality of auxiliary circuit breakers 800 connected in parallel with the parking circuit 700 and the power line P. Therefore, the load terminal connected to the secondary side of the auxiliary circuit breaker 800 is supplied with normal power.

한편, 상기 전력량계(500)에서 분기된 고주파의 전력선 통신신호가 포함된 전력신호는 위상 커플러(610)로 제공되고, 이 위상 커플러(610)는 저주파수인 50-60Hz의 전원은 차단하고, 고 주파수의 전력선 통신신호만을 통과시켜 전력선 통신 옥외모듈(620)에 제공한다. 이때, 이 전력선통신 옥외모듈(620)로 제공되는 전력선 통신신호는 디지털 신호로 변환되어 중계기 모듈(630)로 제공된다. 그러면 이 중계기 모듈(630)은 입력된 디지털의 통신신호를 이더넷 스위칭(Ethernet switching)에 의해 전력선통신 옥내모듈(640)로 제공한다. 이에 전력선통신 옥내모듈(640)은 중계된 디지털 통신신호를 아날로그 신호로 변환하여 가구내에 접속된 전력선 모뎀(900)의 인가함으로서 전력선에 의한 통신을 수행한다.On the other hand, the power signal including the high-frequency power line communication signal branched from the electricity meter 500 is provided to the phase coupler 610, the phase coupler 610 is cut off the power of the low frequency 50-60Hz, high frequency Passes only the power line communication signal to provide the power line communication outdoor module 620. At this time, the power line communication signal provided to the power line communication outdoor module 620 is converted into a digital signal and provided to the repeater module 630. Then, the repeater module 630 provides the input digital communication signal to the power line communication indoor module 640 by Ethernet switching. The power line communication indoor module 640 converts the relayed digital communication signal into an analog signal and applies the power line modem 900 connected to the household to perform communication by the power line.

그리고 상기 보조 차단기(810)와 전력선 모뎀(900) 사이에는 보조 분리필터(650)가 설치된다. 이 보조 분리필터(650)는 저역 필터로서 전기를 공급하기 위한 50-60Hz의 저주파 신호는 통과시키고 고주파의 대역은 차단한다. 따라서,보조차단기(810)의 2차측으로 출력되는 고주파의 통신신호가 전력선 모뎀(900)으로 인입 되는 것을 방지할 수 있다. 그러므로 상기 전력선통신 옥내모듈(640)과 전력선 선 모뎀(900)간에 통신을 할 때 다른 곳의 부하 영향이 없어 통신효율을 높일 수 있다.In addition, an auxiliary separation filter 650 is installed between the auxiliary breaker 810 and the power line modem 900. The auxiliary separation filter 650 passes through a low frequency signal of 50-60 Hz for supplying electricity as a low pass filter and blocks a high frequency band. Therefore, it is possible to prevent the high-frequency communication signal output to the secondary side of the short term terminal 810 to be introduced into the power line modem 900. Therefore, when communicating between the power line communication indoor module 640 and the power line line modem 900, there is no load influence on other places, thereby increasing communication efficiency.

그러나, 가정내에서 전력선 통신을 사용할 때 전등 및 에어컨 등의 가전기기로부터 많은 잡음이 유입되고, 가정 내의 특정 지점에서 발생한 전력선 통신용 신호는 누전차단기 등의 분전반을 거치면서 신호분기로 인하여 감쇄가 일어나는 것처럼, 가전기기에 의한 잡음 유입 및 분전반을 통한 신호 감쇄는 전력선 통신의 품질을 떨어 뜨리는 주요 원인이 되는 문제점이 있다.However, when using the power line communication in the home, a lot of noise flows from home appliances such as lights and air conditioners, and the power line communication signal generated at a specific point in the home passes through a distribution panel such as an earth leakage breaker, and thus attenuation occurs due to signal branching. In addition, noise inflow by the home appliances and signal attenuation through the distribution panel have a problem of being a major cause of degrading the quality of power line communication.

본 발명은 가전 내에서 고속 전력선 통신을 사용할 때 전력선 통신이 불필요한 선로에 대하여, 전력선 통신 선로의 분기 손실을 없애고 불필요한 잡음 유입을 차단함으로써 고품질의 전력선 통신 서비스를 제공하기 위한 것이다.The present invention is to provide a high-quality power line communication service by eliminating the branch loss of the power line communication line and blocking unnecessary noise in the line for the power line communication is unnecessary when using high-speed power line communication in the home appliance.

상술한 문제를 해결하기 위하여 본 발명은 전력선 통신 용 누전차단장치에 있어서, 메인 케이블과 연결되는 분전반내에서 분기된 적어도 하나의 전력선 통신용 라인 및 전력선 라인; 상기 전력선 통신용 라인과 전력선 라인 각각에 설치된 누전차단기; 및 상기 전력선 라인의 누전차단기에 발생하는 고주파를 차단하는 고주파 차단필터를 포함하며, 상기 고주파 차단필터는 상기 전력선 라인의 누전차단기에 설치되는 것을 특징으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a circuit breaker for power line communication, comprising: at least one power line communication line and a power line line branched in a distribution panel connected to a main cable; An earth leakage breaker installed in each of the power line communication line and the power line line; And a high frequency cut-off filter which cuts high frequency generated in the ground fault breaker of the power line, wherein the high frequency cut-off filter is installed in the ground fault breaker of the power line.

여기서, 상기 고주파 차단필터는 상기 누전차단기에 내장되는 일체형 고주파 차단필터인 것이 바람직하고, 상기 고주파 차단필터는 상기 누전차단기에 탈.장착할 수 있는 분리형 고주파 차단필터인 것이 바람직하며, 상기 고주파 차단 필터는 적어도 하나의 커패시터 및 인덕터를 포함하는 수동소자로 이루어진 것이 바람직하다.Here, the high frequency cut-off filter is preferably an integrated high frequency cut-off filter built in the earth leakage breaker, and the high frequency cut-off filter is preferably a separate type high frequency cut-off filter which can be attached or detached to the ground fault breaker. Is preferably made of a passive element including at least one capacitor and an inductor.

그리고, 본 발명에 따른 누전 차단방법은 전력선 통신용 분전반내의 누전 차단방법에 있어서, (a) 메인 케이블에서 적어도 하나의 전력선 통신 라인을 포함하여 상기 전력선 통신용 라인과 전력선 라인으로 분기된 분전반 내에서 상기 전력선 통신용 라인과 전력선 라인 각각에 연결된 누전차단기로 누설전류를 차단하는 단계; 및 (b) 상기 전력선 라인에 고주파 차단필터를 연결하여 고주파를 차단하는 단계를 포함한다.In addition, the ground fault interrupting method according to the present invention is a ground fault interruption method in a power line communication distribution panel, comprising: (a) at least one power line communication line in a main cable, including the power line communication line and the power line in a distribution board branched into a power line line; Blocking leakage current with an earth leakage breaker connected to each of the communication line and the power line line; And (b) connecting a high frequency cutoff filter to the power line line to block high frequency.

또한, 상기 (b) 단계에서 상기 전력선 라인의 누전차단기에 상기 고주파 차단 필터가 설치되는 것이 바람직하고, 상기 고주파 차단 필터는 상기 누전차단기에 탈.장착이 가능한 분리형으로 이루어진 것이 바람직하며, 상기 고주파 차단 필터는 상기 누전차단기에 내장되는 일체형으로 이루어진 것이 역시 바람직하다.In addition, in the step (b), it is preferable that the high frequency cutoff filter is installed in the earth leakage breaker of the power line line, and the high frequency cutoff filter is preferably made of a detachable type that can be detached and mounted on the earth leakage breaker. It is also preferable that the filter is made of an integral type built in the earth leakage breaker.

더하여, 바람직하게는 상기 고주파 차단필터는 인덕터, 커패시터, 및 저항을 포함하는 수동소자로 이루어진 것일 수 있다.In addition, the high frequency cutoff filter may be made of a passive element including an inductor, a capacitor, and a resistor.

이와 같은 발명을 제공하게 되면, 누전차단함 내에서 전등 및 에어컨 등의 가전기기에서 발생하는 고주파 잡음을 차단하고 전력선 통신용 선로에 대한 분기를 최소화하여 안정적인 옥내 전력선 통신 네트워크를 구현하게 할 수 있다. 또한 그 장치의 설치 및 제거가 용이하여 전력 및 시스템 관리가 용이하게 된다.When the present invention is provided, it is possible to implement a stable indoor power line communication network by blocking high frequency noise generated in home appliances such as electric lights and air conditioners within a ground fault interrupter and minimizing branching to power line communication lines. The device is also easy to install and remove, facilitating power and system management.

도 3은 본 발명에 따른 전력선 통신용 누전 차단장치의 구성도를 예시한 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 외부의 메인 케이블(10)로부터 분기 되는 적어도 하나의 전력선 통신용 라인을 포함하는 복수개의 라인과 상기 각 라인에는 누전차단기가 설치되고, 상기 전력선 통신용 라인을 제외한 라인의 누전차단기(21)에 고주파 차단필터(25)가 설치되는 구성이다.3 is a diagram illustrating a configuration of an electric leakage breaking device for power line communication according to the present invention. As shown in FIG. 3, a plurality of lines including at least one power line communication line branched from an external main cable 10 and an earth leakage breaker are provided in each of the lines, and an earth leakage breaker of a line excluding the power line communication line. The high frequency cutoff filter 25 is provided at 21.

즉, 누전차단함 내에서 전력선 통신이 불필요한 선로의 누전차단기(21)에 고주파 신호차단 필터(25)를 설치하여 전등 및 에어컨 등의 가전기기에서 발생하는 고주파 잡음을 차단하고 전력선 통신용 선로에 대한 분기를 최소화하여 안정적인 옥내 전력선 통신 네트워크를 구현하게 하는 장치이다. 이때 고주파 신호차단 필터(25)는 일체형으로 만드는 것이 설치 및 제거가 용이할 수 있다. 뿐만 아니라, 누전차단기에 고주파 차단장치를 외부에서 탈. 장착할 수 있도록 구성하는 것도 가능한데, 이를 통하여 역시 설치 및 제거가 용이할 수 있게 된다.That is, the high frequency signal cut-off filter 25 is installed in the earth leakage breaker 21 of the line for which power line communication is unnecessary in the earth leakage breaker to block high frequency noise generated from home appliances such as electric light and air conditioner and branch to the power line communication line. It is a device to realize a stable indoor power line communication network by minimizing the At this time, it is easy to install and remove the high frequency signal cut filter 25 to be integral. In addition, the high-frequency breaker is removed from the external circuit breaker. It can also be configured to be mounted, through which it can also be easy to install and remove.

전력선 통신은 무선통신 방식에 비해 단말기를 저렴하게 공급할 수 있고, 기존 전력선을 그대로 활용함으로써, 투자비가 저렴하며 공간점유 비용이 불필요하여 현재의 초고속통신망의 단점인 높은 설치비를 현저하게 줄일 수 있다. 반면 전력선 통신은 제한된 전송전력, 높은 부하간섭과 잡음, 가변감쇠, 임피던스 레벨잡음 그리고 신호왜곡 등 해결해야 할 문제점들을 가지고 있다.Power line communication can supply the terminal cheaper than the wireless communication method, and by utilizing the existing power line as it is, the investment cost is low and the space occupancy cost is unnecessary, and the high installation cost, which is a disadvantage of the current high speed communication network, can be significantly reduced. On the other hand, power line communication has problems to solve such as limited transmission power, high load interference and noise, variable attenuation, impedance level noise and signal distortion.

즉, 전력선 통신은 홈네트워크나 인터넷 접속을 위한 대안으로 등장하기 위해서는 아직도 많은 장애요인들이 있다. 우선 비용상의 문제점으로 현재로서는 기술의 상용화와 비용우위를 동시에 달성하기 어렵다. 이와같은 고비용의 주된 원인은 기술적 불안정성과 그것을 보완하기 위한 추가적인 소요비용, 그리고 높은 부하간섭과 잡음현상이 기술의 상용화를 더디게 하고 비용상으로 불리하게 만들고 있다. In other words, power line communication still has many obstacles to emerge as an alternative for home network or Internet access. First of all, due to cost problems, it is currently difficult to achieve both commercialization and cost advantages. The main reason for such high cost is technical instability, additional cost to compensate for it, and high load interference and noise phenomenon slow down the commercialization of the technology and disadvantageously.

고속 전력선 통신은 기존의 전력선에서 1.7MHz ~ 30MHz 의 고주파 신호 대역을 사용하여 데이터 통신을 하는 기술로써, 추가의 통신 전용선이 필요하지 않으며 전력선의 활용도를 높일 수 있는 기술로 각광받고 있다. 그러나 일반 가전 내의 전기 선로는 도 3에 나타낸 바와 같이 누전 차단함 내에서 물리적으로 모두 연결되어 있으며 이러한 선로를 이용하여 전력선 통신을 할 경우 가전기기 등에서 발생한 고주파 잡음 및 분전을 통한 신호감쇄에 노출되어 있다는 문제점이 있다.High-speed power line communication is a technology for data communication using a high frequency signal band of 1.7 MHz to 30 MHz in a conventional power line, and does not require an additional dedicated communication line and has been spotlighted as a technology that can increase the utilization of power lines. However, electrical lines in general home appliances are physically connected in an earth leakage breaker as shown in FIG. 3, and when the power lines are communicated using these lines, they are exposed to high-frequency noise generated by home appliances and signal attenuation through distribution. There is a problem.

따라서 본 발명에서는 도 2에 나타낸 바와 같이 누전 차단함 내에서 전력선 통신이 불필요한 선로에 대하여 누전 차단기 일체형 고주파 신호차단 장치를 설치하여 전등 및 에어컨 등의 가전기기에서 발생하는 고주파 잡음을 차단하고 전력선 통신용 선로에 대한 분기를 최소화하여 안정적인 옥내 전력선 통신 네트워크를 구현한다. Therefore, in the present invention, as shown in FIG. 2, a circuit breaker integrated high frequency signal cut-off device is installed for a line where power line communication is unnecessary in the circuit breaker to cut off high-frequency noise generated from home appliances such as electric lights and air conditioners. A stable indoor power line communication network is realized by minimizing branching to the network.

즉, 도 3에 나타낸 바와 같이, 2대의 전력선 통신기기가 각각 서로 데이터를 주고 받을 경우 A.C(에어컨), 전등1, 전등2 등의 선로에서 유입되는 각종 고주파 노이즈는 누전차단함(20) 내에 설치된 누전 차단기 일체형 고주파 차단장치를 통해 전력선 통신용 전기선로로 유입되지 않으며, 또한 전력선 통신 신호가 여러 분기선로로 나뉘어 감쇄하는 현상을 방지한다.That is, as shown in FIG. 3, when two power line communication devices exchange data with each other, various high-frequency noises flowing from a line such as AC (air conditioner), electric light 1, electric light 2, and the like are installed in the earth leakage breaker 20. It does not flow into the power line communication electric line through the integrated circuit breaker integrated high frequency breaker, and also prevents the power line communication signal from being divided into several branch lines.

전기노이즈란 전기.제어회로에서 목적으로 하지 않는 신호로 정의할 수 있는데(전기.전자 회로에서는 정상동작에 요구되는 신호 이외의 신호로 회로의 비선형 특성에 의한 왜곡현상은 제외한다) 이는 한 회로의 정상적인 신호가 다른 회로에 결합되어 비정상 동작을 유발하는 신호라고 할 수 있다.Electric noise can be defined as a signal that is not intended by an electric / control circuit (electric / electronic circuits are signals other than those required for normal operation, except for distortion due to nonlinear characteristics of the circuit). Normal signals are coupled to other circuits and cause abnormal operation.

전기노이즈(高調波: Hamonics) 및 전자파 장해에 관한 관련 억제기술을 전자기간섭(EMI : Electro Magnetic Interference) 또는 전자기 적합성(EMC : ElectroMagnetic Compatibility) 이라고 한다.Related suppression techniques for electric noise (Hamonics) and electromagnetic interference are called Electro Magnetic Interference (EMI) or ElectroMagnetic Compatibility (EMC).

EMI는 장비로부터 발생하는 전자파 장해의 정도를 나타내는 것이고, EMC는 장비가 외부의 전자파 장애로부터 견딜 수 있는 정도를 말한다.EMI refers to the level of electromagnetic interference from equipment, and EMC refers to the degree to which the equipment can withstand external interference.

전기노이즈를 크게 2가지로 나누어 살펴보면 낮은 주파수대역(가청주파수대인 20kHz 이하의 영역) 에서 주로 발생하여 시스템의 손실로 계산되며 신호원 오동작의 주범으로 분류되는 전기적 노이즈(고조파: Hamonics)와 고 주파수 대역에서 발생되는 전자파 노이즈(EMI)로 분류할 수 있다.The electrical noise is divided into two broad categories: electrical noise (harmonics: Hamonics) and high frequency bands, which occur mainly in the low frequency band (a region below 20 kHz, the audible frequency band), are calculated as loss of the system, and are classified as the main culprit of signal source malfunction. Can be classified as electromagnetic noise (EMI).

이상의 두 경우 모두 신호의 주파수 성분, 전류 또는 전압의 크기, 안테나 구조물의 크기가 증가하면 그에 따라 전자파 방출량도 늘어난다. 그러므로 전자파 발생량을 줄이기 위해서는 신호의 주파수 성분을 줄이거나 회로의 루프나 쌍극자의 크기를 줄여야 한다. 이외에도 전자파차폐(Shielding), 케이블링(Cabling), 필터링(Filtering), 밸런싱(Balancing), 접지(Grounding), 전력선배치(Power Distribution) 등의 방법들이 사용되고 있다.In both cases, as the frequency component of the signal, the magnitude of the current or voltage, and the size of the antenna structure increase, the amount of electromagnetic radiation also increases. Therefore, to reduce the amount of electromagnetic waves, the frequency component of the signal should be reduced or the size of the loop or dipole of the circuit should be reduced. In addition, methods such as shielding, cabling, filtering, balancing, grounding, and power distribution are used.

여기서, 일반 가전 기기의 EMI 노이즈(잡음) 발생원은 파워디바이스의 스위칭 동작이며, 보통, 캐리어주파수는 10kHz 정도다. 전도성 EMI 노이즈는 각종 EMI규격에서는 150kHz부터 규정되는 경우가 많아 전도성 EMI 노이즈로 무엇보다 고려하지 않으면 안되는 것이 150kHz 부근 대역이다. Here, the source of EMI noise (noise) in general household electrical appliances is the switching operation of the power device, and usually, the carrier frequency is about 10 kHz. Since conductive EMI noise is specified from 150kHz in various EMI standards, the band around 150kHz should be considered as conductive EMI noise.

이 대역은 인버터 캐리어 주파수에 대해 고조파 차수도 낮고 스위칭 캐리어의 푸리에 고조파성분이 직접 보이는 대역으로 전도 노이즈(잡음단자전압)가 가장 많이 발생하는 대역이다. 이 대역의 전도노이즈를 억제하기 위해 보통, 노이즈 필 터를 설치한다. 노이즈 필터의 사양을 결정하기 위해서도 이 대역의 노이즈 양을 추측할 필요가 있다.This band has a low harmonic order with respect to the inverter carrier frequency and directly shows the Fourier harmonic content of the switching carrier. This band generates the most conductive noise (noise terminal voltage). In order to suppress conducted noise in this band, a noise filter is usually installed. In order to determine the specifications of the noise filter, it is necessary to estimate the amount of noise in this band.

이런 이유로 전력선 통신에서 각종 가전기기 등의 하나의 선로로 연결되어 있는 분전반 또는 누전차단함(20)에서 분기되는 구조로 되어 있기 때문에, 상술한 가전기기에서 발생하는 EMI 노이즈 또는 고주파 잡음이 많이 발생하고 전력선 통신용 선로에 대한 분기로 인한 손실이 발생하는 문제점을 개선하기 위해 누전차단함내(20)에 전력선 통신을 사용하지 않는 라인에 고주파차단필터(25)를 설치하여 고주파 잡음 및 분기손실을 막고자 하는 것이 본 발명이 목적이다.For this reason, since the power line communication has a structure branched from a distribution panel or an earth leakage breaker 20 connected to one line such as various home appliances, a lot of EMI noise or high frequency noise generated in the above-described home appliances occurs. In order to prevent the high frequency noise and the branch loss by installing the high frequency cut-off filter 25 in the line that does not use the power line communication in the circuit breaker 20 to improve the problem that the loss caused by the branch to the power line communication line. It is an object of the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 전력선 통신용 누전차단장치의 일 실시예로서, 고주파차단기 및 누전차단기의 연결형태를 예시한 도면이다. 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 고주파차단필터(25)는 필터회로부 및 4개의 단자로 구성되어 있고, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 누전차단기(21)에 간편하고 용이하게 탈, 장착할 수 있는 분리형일 수 있으며, 도 4(b)에 나타낸 바와 같이, 누전차단기(21) 자체에 내장되어 있는 형태일 수 있다.4 is a view illustrating a connection form of a high frequency circuit breaker and a ground circuit breaker as an embodiment of a power leakage circuit breaker for power line communication according to the present invention. As shown in Fig. 4 (a), the high frequency cutoff filter 25 is composed of a filter circuit portion and four terminals, and as shown in Fig. 4 (b), the earth leakage breaker 21 can be easily and easily removed and removed. It may be a detachable type that can be mounted, as shown in Figure 4 (b), may be a form embedded in the earth leakage breaker 21 itself.

이러한 고주파차단필터 모듈(25)은 일례로 다음과 같은 특성을 가질 수 있으며 전압, 전류, 주파수 등의 정격 값은 유동적으로 바뀔 수 있다. 고속 전력선 통신용 고주파 신호 차단 필터의 구성부품으로 40% 이하의 인덕턴스 가변이 가능한 인덕터를 사용하여 1.7MHz ~ 30MHz 주파수 대역의 전력선 통신 신호와 잡음 차단 특성이 -40dB에서 -60dB 까지 조절 가능하며 전압에 대한 내전압성이 우수하여 안전사고를 발생시키지 않아야 한다. The high frequency cut filter module 25 may have the following characteristics as an example, and the rated values of voltage, current, frequency, and the like may be changed flexibly. It is a component of high frequency signal cut filter for high speed power line communication. It uses inductor with variable inductance of 40% or less, and it can control power line communication signal and noise blocking characteristic from 1.7MHz to 30MHz frequency range from -40dB to -60dB. Excellent voltage resistance should not cause safety accidents.

또한 가정 내 전력선 (220Vac) 에 흐르는 전류(최대 10A)에 포화 되지 않고 주파수 차단 특성을 유지해야 한다. 또한 -40℃ 이상 80℃ 이하의 온도 범위 및 70% 이하의 습도범위 내에서 정상적으로 동작해야 한다.In addition, the frequency-blocking characteristics should be maintained without being saturated with the current (up to 10A) flowing through the home power line (220Vac). In addition, it should operate normally within the temperature range of -40 ℃ to 80 ℃ and the humidity range of 70% or less.

이와 같이 고주파차단필터(25)가 외부에 따로 독립적으로 구성되는 것이 아니라, 전력선 통신을 사용하지 않는 분기선 누전차단기 자체에 일체형으로 구성함으로써, 전등, 에어콘 등의 가전기기로부터 발생하는 고주파 잡음을 차단할 수 있고, 전력선 통신의 분기손실을 최소화할 수 있으며, 간편하고 용이하게 보수 및 제거를 할 수 있게 되는 장점이 있다.In this way, the high frequency cut-off filter 25 is not configured independently of the outside, but is integrally formed with the branch line earth leakage breaker itself, which does not use power line communication, so that high-frequency noise generated from home appliances such as electric lights and air conditioners can be blocked. In addition, it is possible to minimize the branch loss of the power line communication, there is an advantage that can be easily and easily maintained and removed.

도 5는 본 발명에 다른 고주파 차단필터 회로의 일례를 예시한 도면이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 고주파 차단필터는 인덕터 및 커패시터 등의 수동소자로만 이루어지는 것이 바람직하다. 이는 커패시터 등의 수동소자로 설계하여 능동소자에 비하여 부가적인 전원공급이 필요치 않으며 과전류에서도 높은 내성을 지닐 수 있기 때문이다. 그러나 본 발명은 고주파 신호차단 필터 제작에 있어 회로설계방식 및 부품사용에 제약을 두지 않으며 고주파 신호차단 기능 및 안전성이 확보된다면 그 어떠한 설계나, 어떠한 부품(능동형, 수동형)을 사용하여 제작하여도 무방하다.5 is a diagram illustrating an example of a high frequency cutoff filter circuit according to the present invention. As shown in Fig. 5, the high frequency cutoff filter is preferably made of only passive elements such as an inductor and a capacitor. This is because it is designed as a passive element such as a capacitor and does not require an additional power supply compared to an active element and can have high resistance even in overcurrent. However, the present invention is not limited to the circuit design method and the use of components in the fabrication of high frequency signal blocking filter, and may be manufactured using any design or any component (active type, passive type) if high frequency signal blocking function and safety are secured. Do.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 관하여 중점적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예 및 도면에 한정되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이므로, 본 발명의 범위는 첨부된 청구 범위 및 그와 균등한 범위에 의해 결정되어야 할 것이다.In the above, the preferred embodiments of the present invention have been described, but the present invention is not limited to the above-described embodiments and drawings, and the general knowledge in the technical field to which the present invention belongs without departing from the technical spirit of the present invention. Since various changes and modifications may be made by those having the scope of the present invention, the scope of the present invention should be determined by the appended claims and their equivalents.

도 1은 종래의 저압 배전망을 이용한 전력선 가입자망의 구성도,1 is a configuration diagram of a power line subscriber network using a conventional low voltage distribution network;

도 2는 종래의 단상의 전력선통신 게이트웨이를 예시한 도면,2 is a diagram illustrating a conventional single-phase power line communication gateway,

도 3은 본 발명에 따른 전력선 통신용 누전 차단장치의 구성도를 예시한 도면,3 is a view illustrating a configuration diagram of an earth leakage breaker for power line communication according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 전력선 통신용 누전차단장치의 일실시예로서, 고주파차단기 및 누전차단기의 연결형태를 예시한 도면,4 is a view illustrating a connection form of a high frequency circuit breaker and a ground circuit breaker as an embodiment of a power leakage circuit breaker for power line communication according to the present invention;

도 5는 본 발명에 다른 고주파 차단필터 회로의 일례를 예시한 도면이다.5 is a diagram illustrating an example of a high frequency cutoff filter circuit according to the present invention.

Claims (9)

전력선 통신 용 누전차단장치에 있어서,In the earth leakage breaker for power line communication, 메인 케이블과 연결되는 분전반내에서 분기된 적어도 하나의 전력선 통신용 라인 및 전력선 라인;At least one power line communication line and a power line line branched in a distribution panel connected to the main cable; 상기 전력선 통신용 라인과 전력선 라인 각각에 설치된 누전차단기; 및An earth leakage breaker installed in each of the power line communication line and the power line line; And 상기 전력선 라인의 누전차단기에 발생하는 고주파를 차단하는 고주파 차단필터를 포함하며,It includes a high frequency cut filter for blocking the high frequency generated in the circuit breaker of the power line line, 상기 고주파 차단필터는 상기 전력선 라인의 누전차단기에 설치되는 것을 특징으로 하는 누전차단장치.And the high frequency cut-off filter is installed on a ground fault breaker of the power line. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고주파 차단필터는 상기 누전차단기에 내장되는 일체형 고주파 차단필터인 것을 특징으로 하는 누전차단장치.The high frequency cut-off filter is an earth leakage circuit breaker, characterized in that the integrated high frequency cut-off filter built in the earth leakage breaker. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고주파 차단필터는 상기 누전차단기에 탈.장착할 수 있는 분리형 고주파 차단필터인 것을 특징으로 하는 누전차단장치.The high frequency cut-off filter is a circuit breaker, characterized in that the separation type high-frequency cut filter that can be attached to or removed from the earth leakage breaker. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 고주파 차단 필터는 적어도 하나의 커패시터 및 인덕터를 포함하는 수동소자로 이루어진 것을 특징으로 하는 누전 차단장치.The high frequency cut-off filter is an earth leakage circuit breaker, characterized in that consisting of a passive element including at least one capacitor and an inductor. 전력선 통신용 분전반내의 누전 차단방법에 있어서,In the electrical leakage blocking method in the power distribution panel (a) 메인 케이블에서 적어도 하나의 전력선 통신용 라인을 포함하여 상기 전력선 통신용 라인 및 전력선 라인으로 분기된 분전반 내에서 상기 전력선 통신용 라인과 전력선 라인 각각에 연결된 누전차단기로 누설전류를 차단하는 단계; 및(a) disconnecting a leakage current from a main cable including at least one power line communication line by an earth leakage breaker connected to each of the power line communication line and the power line line in a distribution board branched to the power line communication line and the power line line; And (b) 상기 전력선 라인에 고주파 차단필터를 연결하여 고주파를 차단하는 단계를 포함하는 전력선 통신 누전 차단방법.and (b) connecting a high frequency cut filter to the power line to cut a high frequency. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 (b) 단계에서 상기 전력선 라인의 누전차단기에 상기 고주파 차단 필터가 설치되는 것을 특징으로 하는 전력선 통신 누전 차단방법.And the high frequency cut-off filter is installed at the ground fault breaker of the power line in step (b). 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 고주파 차단 필터는 상기 누전차단기에 탈.장착이 가능한 분리형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력선 통신 누전 차단방법.The high frequency cut-off filter is a power line communication leakage cut-off method, characterized in that made of a detachable type that can be attached to or removed from the earth leakage breaker. 제6항에 있어서,The method of claim 6, 상기 고주파 차단 필터는 상기 누전차단기에 내장되는 일체형으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력선 통신 누전 차단방법.The high frequency cut-off filter is a power line communication leakage cut-off method, characterized in that the integrated circuit is built in the circuit breaker. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 고주파 차단필터는 인덕터, 커패시터, 및 저항을 포함하는 수동소자로 이루어진 것을 특징으로 하는 누전 차단방법.The high frequency cutoff filter comprises a passive element including an inductor, a capacitor, and a resistor.
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