KR100941962B1

KR100941962B1 - 접지상태를 판단할 수 있는 서지보호기

Info

Publication number: KR100941962B1
Application number: KR1020080086722A
Authority: KR
Inventors: 김재영
Original assignee: 유)엔텍코리아
Priority date: 2008-09-03
Filing date: 2008-09-03
Publication date: 2010-02-12

Abstract

본 발명은 A상, B상, C상 중 어느 한 단자와, N 중성단자를 구분없이 설치할 수 있어 설치작업이 매우 간편하고, 설치와 동시에 접지불량여부를 전압 및 전류측정법에 의해서 마이크로프로세서로 판단해 측정값을 디스플레이 및 표시기로 나타낼수 있는 서지보호기에 관한 것이다.

구체적으로 본 발명의 서지보호기는 제1 및 제2 입력단과; 상기 제1 및 제2 입력단과 각각 전기적으로 연결된 제1 및 제2 출력단과; 접지선과 연결되는 접지단과; 상기 제1 입력단과 상기 접지단 사이에 직렬로 연결되는 제1 서지차단부와; 상기 제2 입력단과 상기 접지단 사이에 직렬로 연결되는 제2 서지차단부와; 상기 제1 서지차단부 및 상기 제2 서지차단부의 전압 또는 전류를 측정하는 측정부와; 상기 측정부에 의해 측정된 전압 또는 전류값을 근거로 상기 접지단의 접지저항값을 계산하고, 기준저항값과 비교하여 접지불량을 판단하는 제어부와; 상기 제어부의 접지불량의 판단에 따른 출력신호에 의해 접지불량 유무를 표시하는 표시부;가 포함되어 구성된다.

서지 보호, 접지

Description

접지상태를 판단할 수 있는 서지보호기{Surge Protector}

본 발명은 A상, B상, C상 중 어느 한 단자와 N 중성단자를 구분없이 접지저항 측정을 할 수 있어 설치작업이 매우 간편하고, 설치와 동시에 접지불량여부를 전압 및 전류측정법에 의해서 마이크로프로세서로 판단해 측정값을 디스플레이 및 표시기로 나타낼 수 있는 서지보호기에 관한 것이다.

일반적으로 서지(surge)란 라인 또는 회로를 따라서 전달되며, 급속히 증가하고 서서히 감소하는 특성을 지닌 전기적 전류, 전압 또는 전력의 과도파형을 일컫는 것으로서, 우리 주변에서 흔히 발생하는 현상 중 하나이다.

예를 들어 벼락이 떨어질 경우 뇌(Lightning) 서지는 전자기기를 파괴시키며, 스위치, 릴레이, 용접 등의 아크(arc)와 단락에 의한 개폐 서지, 모터엘리베이터 등의 구동 서지 등 우리 주변에서는 끊임없이 서지가 발생한다.

작은 서지의 반복은 소자를 열화시켜 만성적으로 파괴시키며, 강한 서지는 일거에 회생불능 상태로 파괴시킨다. 특히 근래의 시스템은 기기와 기기의 결합에서, 시스템과 시스템이 결합되는 토탈 시스템을 구축하는 것이 일반화되어 가고 있 다. 이는 한 지점에서 발생한 피해가 전 시스템의 마비를 가져오며, 극한적인 경우 전 시스템이 연쇄적으로 파손되는 경우도 초래할 수 있다. 따라서 서지의 피해가 발생한 지점에서 타지역으로 서지의 피해가 전이되는 것을 차단할 수 있는 서지보호장치가 제안된 바 있다.

현재 서지 보호장치는 기상의 이상이변, 신도시 확충 및 재건축으로 인한 각종 전기전자기기의 수요증가, 산업시설 및 공장 확충으로 인한 수요가 크게 증대되고 있다.

그리고 서지 보호장치의 접지가 올바르게 시공되었는지 여부를 확인하기 위해 작업자들이 별도로 접지저항 측정장비를 휴대하여 서지 보호장치의 시공 후 접지저항을 측정해야 한다. 그러나 작업자들이 접지저항 측정장치를 휴대하는 것이 번거롭기 때문에 대부분 시공후 접지가 올바르게 시공되었는지를 측정하지 않고 있는 실정이다.

한편, 접지저항 측정장치로 서지 보호장치의 접지저항을 측정하기 위해서는 A상, B상, C상 중 어느 한 전선을 N 중성단자와, 구분한 후 접속하여 접지저항을 측정해야 하는 번거로움이 있다.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 A상, B상, C상, 중 어느 한 단자와 N 중성단자를 구분없이 접지저항 측정을 할 수 있어 설치작업이 매우 간편하고, 설치와 동시에 접지불량여부를 전압 및 전류측정법에 의해서 마이크로프로세서로 판단해 측정값을 디스플레이 및 표시기로 나타낼수 있는 서지보호기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 제1 및 제2 입력단과;

상기 제1 및 제2 입력단과 각각 전기적으로 연결된 제1 및 제2 출력단과;

접지선과 연결되는 접지단과;

상기 제1 입력단과 상기 접지단 사이에 직렬로 연결되는 제1 서지차단부와;

상기 제2 입력단과 상기 접지단 사이에 직렬로 연결되는 제2 서지차단부와;

상기 제1 서지차단부 및 상기 제2 서지차단부의 전압 또는 전류를 측정하는 측정부와;

상기 측정부에 의해 측정된 전압 또는 전류값을 근거로 상기 접지단의 접지저항값을 계산하고, 기준저항값과 비교하여 접지불량을 판단하는 제어부와;

상기 제어부의 접지불량의 판단에 따른 출력신호에 의해 접지불량 유무를 표시하는 표시부;가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 서지보호기를 제공한 다.

특히, 상기 제1 및 제2 출력단에는 각각 스위치부가 구비되고, 상기 제어부는 접지불량으로 판단된 경우 상기 스위치부를 OFF시키는 것이 바람직하다.

또한, 상기 기준저항값을 설정하는 기준저항값 설정부가 구비되는 것이 바람직하다.

그리고 접지저항값을 테스트하기 위한 테스트 버튼이 구비되고, 상기 제어부는 상기 테스트 버튼이 누름조작된 경우 측정된 접지저항값 또는 접지불량유무를 상기 표시부로 출력하는 것이 바람직하다.

본 발명의 서지보호기는 제1, 2 입력단과 N 중성단자(중성선)과, A상, B상, C상 중 어느 한 단자를 구분없이 연결할 수 있어 작업이 간편하고, 설치 후 별도의 접지저항 측정장치를 이용하여 측정해야 하는 번거로움이 없이 설치와 동시에 접지저항 불량여부를 확인할 수 있는 효과가 있다.

이하, 본 발명의 서지보호기를 실시예를 들어 더욱 상세히 설명하면 다음과 같고 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 서지보호기(10)를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 서지보호기(10)의 일예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

본 발명의 서지보호기(10)는 도 1 및 도 2와 같이 제1 및 제2 입력단(110a)(110b)과 각각 전기적으로 연결된 제1 및 제2 출력단(120a)(120b)과, 접지선과 연결되는 접지단(130)과, 상기 제1 입력단(110a)과 상기 접지단(130) 사이에 직렬로 연결되는 제1 서지차단부(140a)와, 상기 제2 입력단(110b)과 상기 접지단(130) 사이에 직렬로 연결되는 제2 서지차단부(140b)와, 상기 제1 서지차단부(140a) 및 상기 제2 서지차단부(140b)의 전압 또는 전류를 측정하는 측정부(150)와, 상기 측정부(150)에 의해 측정된 전압 또는 전류값을 근거로 상기 접지단(130)의 접지저항값을 계산하고 기준저항값과 비교하여 접지불량을 판단하는 제어부(170)와, 상기 제어부(170)의 접지불량의 판단에 따른 출력신호에 의해 접지불량 유무를 표시하는 표시부(180)가 포함되어 이루어진다.

상기 제1 및 제2 입력단(110a)(110b)은 N 중성단자(중성선)과, A상, B상, C상 중 어느 한 단자과 연결된다. 즉 상기 제1 입력단(110a)에 N 중성단자이 연결되고, 상기 제2 입력단(110b)에는 A상, B상, C상 중 어느 한 단자과 연결될 수도 있고, 또한, 반대로 상기 제2 입력단(110b)에 N 중성단자이 연결되고, 상기 제1 입력단(110a)에는 A상, B상, C상 중 어느 한 단자과 연결될 수는 있다.

그리고 상기 제1 및 제2 입력단(110a)(110b)은 상기 제1 및 제2 출력단(120a)(120b)과 전기적으로 연결되어, 상기 제1 및 제2 입력단(110a)(110b)으로 입력된 전원은 상기 제1 및 제2 출력단(120a)(120b)으로 출력된다.

상기 접지단(130)은 그라운딩된 접지선과 연결되고, 상기 제1 입력단(110a)과 상기 접지단(130) 사이에는 상기 제1 입력단(110a)을 통하여 유입되는 서지를 차단하기 위한 제1 서지차단부(140a)가 연결되고, 상기 제2 입력단(110b)과 상기 접지단(130) 사이에는 상기 제2 입력단(110b)을 통하여 유입되는 서지를 차단하기 위한 제2 서지차단부(140b)가 연결된다.

상기 제1 서지차단부(140a) 및 상기 제2 서지차단부(140b)로서는 가스방전과, MOV 등의 바리스터 등으로 구현될 수 있다.

도 3은 본 발명의 서지보호장치의 일예를 개략적으로 나타내는 블록도이고, 도 4는 본 발명의 서지보호장치의 다른 예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

그리고 상기 측정부(150)는 상기 제1 서지차단부(140a) 및 상기 제2 서지차단부(140b)의 전압 또는 전류를 측정한다.

상기 측정부(150)는 도 3과 같이 상기 제1 서지차단부(140a) 및 상기 제2 서지차단부(140b)의 전압을 각각 측정하는 PT(Potential Transformer)로 구성할 수 있고, 도 4와 같이 상기 제1 서지차단부(140a) 및 상기 제2 서지차단부(140b)의 전류를 측정하는 CT(Current Transformer)로 구성할 수 있다.

상기 측정부(150)에 의해 측정된 전압값 또는 전류값은 A/D컨버터(160)에 의해 디지털 값으로 변환되어 상기 제어부(170)로 입력된다. 상기 제어부(170)는 입력된 전압값 또는 전류값을 근거로 상기 접지단(130)에 연결된 접지저항값을 계산 한다. 그리고 메모리부에 저장된 기준저항값을 비교하여 접지불량을 판단한다.

상기 제어부는 마이크로프로세서 등으로 구성된다.

예를 들면 상기 메모리부에 기준저항값이 100Ω으로 저장되어 있는 경우 상기 제어부(170)에 의해 계산된 접지저항값이 기준저항값보다 작은 80Ω이면 접지양호로 판단하고, 기준저항값보다 큰 150Ω이면 접지불량으로 판단한다.

상기 제어부(170)가 입력된 전압값 또는 전류값을 근거로 접지저항값을 계산하는 방법에 대해서는 당업자가 용이하게 실시할 수 있으므로 상세한 설명은 생략한다.

도 5는 제어부(170)의 접지 저항값의 측정에 따라 표시부(180)를 제어하는 상태를 나타내는 순서도이다.

상기 제어부(170)는 접지불량을 판정하여 접지불량 또는 접지양호에 대한 제어신호를 상기 표시부(180)에 출력하고, 상기 표시부(180)는 상기 제어부(170)의 제어신호에 의해 접지불량 유무를 표시한다(S11~S15).

상기 표시부(180)로서는 접지불량 유무를 청각적으로 표시할 수 있는 스피커 등으로 이루어질 수 도 있고, 또한 시각적으로 표시할 수 있는 램프, 액정 디스플레이, LCD 디스플레이 등으로 이루어질 수 도 있다.

예를 들어, 상기 표시부(180)를 스피커로 구현한 경우 상기 제어부(170)가 접지불량으로 판단한 때에는 상기 스피커로부터 경고음이 출력되도록 제어할 수 있고, 상기 표시부(180)를 적색램프와 청색램프로 구현한 경우 상기 제어부(170)가 접지불량으로 판단한 때에는 적색램프를 발광시키고, 접지양호로 판단한 때에는 청색램프를 발광시켜 접지불량여부를 판단할 수 있다.

도 6은 본 발명의 또 다른 예인 서지보호기(10)를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

본 발명의 서지보호기(10)에는 도 6과 같이 기준 저항값을 설정할 수 있는 기준저항값 설정부(192)를 구비하는 것이 바람직하다.

접지된 지면의 지질, 날씨 등의 접지환경에 따라 접지저항값이 다르기 때문에, 그에 따라 기준 저항값을 변경하여 설정할 수 있도록 기준저항값 설정부(192)를 구비하는 것이 좋다. 작업자가 접지환경에 따라 기준저항값 설정부(192)를 조작하여 기준저항값을 변경하여 설정한 경우 설정된 기준저항값은 메모리에 저장되고, 상기 제어부(170)는 측정된 접지저항값과 설정된 기준저항값을 비교하여 접지불량 여부를 판단한다.

그리고 본 발명의 서지보호기(10)의 제1 출력단(120a) 및 제2 출력단(120b)에는 도 6과 같이 각각 스위치부(196)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 측정부(150)에 의해 측정된 제1, 2 서지차단부(140a)(140b)의 전류 또는 전압의 측정값에 따라 계산된 접지저항값이 기준저항값보다 작은 경우 상기 제어부(170)는 상기 스위치부(196)를 ON시켜 상기 제1 입력단(110a) 및 제2 입력단(110b)으로 입력된 전원을 상기 제1 출력단(120a) 및 제2 출력단(120b)으로 공급 함과 동시에 표시부(180)에 접지양호의 표시를 출력한다(S21~S25).

그리고 상기 측정부(150)에 의해 측정된 접지저항값이 기준저항값보다 큰 경우 상기 제어부(170)는 상기 스위치부(196)를 OFF시켜 상기 제1 입력단(110a) 및 제2 입력단(110b)으로 입력된 전원을 상기 제1 출력단(120a) 및 제2 출력단(120b)으로 공급되는 것을 차단시킨다(S26~S27).

도 8은 테스트 버튼의 누름조작에 따른 표시부(180)의 출력상태를 개략적으로 나타내는 순서도이다.

또한, 본 발명의 서지보호기(10)에는 도 6과 같이 테스트 버튼이 구비되는 것이 좋다. 상기 테스트 버튼이 누름조작된 경우 상기 제어부(170)는 상기 측정부(150)에 의해 측정된 상기 제1 서지차단부(140a) 및 제2 서지차단부(140b)의 전류 또는 전압의 측정값에 근거하여 접지 저항값을 계산하고, 계산된 접지 저항값을 상기 표시부(180)에 출력한다(S31~S34).

상기 테스트 버튼이 구비됨에 따라 작업자가 서지보호기(10)의 접지단(130)에 접지된 접지선의 저항값을 알고자 하는 경우 상기 테스트 버튼을 누름조작하여 쉽게 접지저항값을 알 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 서지보호기를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 서지보호기의 일예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 3은 본 발명의 서지보호장치의 일예를 개략적으로 나타내는 블록도이고,

도 4는 본 발명의 서지보호장치의 다른 예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 5는 제어부의 접지 저항값의 측정에 따라 표시부를 제어하는 상태를 나타내는 순서도이다.

도 6은 본 발명의 또 다른 예인 서지보호기를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도 7은 제어부의 접지 저항값의 측정에 따라 스위치부를 ON/OFF시키는 상태를 나타내는 순서도이다.

도 8은 테스트 버튼의 누름조작에 따른 표시부의 출력상태를 개략적으로 나타내는 순서도이다.

Claims

제1 및 제2 입력단과;

상기 제1 및 제2 입력단과 각각 전기적으로 연결된 제1 및 제2 출력단과;

접지선과 연결되는 접지단과;

상기 제1 입력단과 상기 접지단 사이에 직렬로 연결되는 제1 서지차단부와;

상기 제2 입력단과 상기 접지단 사이에 직렬로 연결되는 제2 서지차단부와;

상기 제1 서지차단부 및 상기 제2 서지차단부의 전압 또는 전류를 측정하는 측정부와;

상기 측정부에 의해 측정된 전압 또는 전류값을 근거로 상기 접지단의 접지저항값을 계산하고, 기준저항값과 비교하여 접지불량을 판단하는 제어부와;

상기 제어부의 접지불량의 판단에 따른 출력신호에 의해 접지불량 유무를 표시하는 표시부;가 포함되어 이루어지는 것을 특징으로 하는 접지상태를 판단할 수 있는 서지보호기.
제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 출력단에는 각각 스위치부가 구비되고, 상기 제어부는 접지불량으로 판단된 경우 상기 스위치부를 OFF시키는 것을 특징으로 하는 접지상태를 판단할 수 있는 서지보호기.
제1항에 있어서, 상기 기준저항값을 설정하는 기준저항값 설정부가 구비되는 것을 특징으로 하는 접지상태를 판단할 수 있는 서지보호기.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 접지저항값을 테스트하기 위한 테스트 버튼이 구비되고, 상기 제어부는 상기 테스트 버튼이 누름조작된 경우 측정된 접지저항값 또는 접지불량유무를 상기 표시부로 출력하는 것을 특징으로 하는 접지상태를 판단할 수 있는 서지보호기.