KR100976522B1 - 화재예방기능을 가지는 전원차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 입력전원으로부터 필요전원을 공급받고 부하전원 라인으로부터 스파크파형 및 누전파형을 검출하고, 이를 이용하여 초기에 누전 또는 전기스파크를 감지 분석하여 전기스파크로 인한 발화 또는 위험이 극도에 달하기 전에 경고 또는 전원을 완전히 차단함으로써, 화재 및 감전사고로부터 재산과 인명피해를 줄일 수 있도록 한 화재예방기능을 가지는 전원차단기 및 전원차단방법으로, 전원차단기 본체(10)에 설치되어 부하전원공급을 개폐하는 스위치(20); 및 상기 입력전원(도시하지 않음)으로부터 전원을 공급받아 스파크파형과 누전파형을 검출하고, 이 검출된 파형을 증폭 출력하는 검출회로(C1)와, 상기 검출회로 로부터 입력된 신호를 변별하여 안정된 디지털신호로 변환하여 출력하기 위한 변환회로(C2)와, 상기 변환회로에 입력된 신호를 선별하여 판별회로(C5)로 출력 및 모니터링 할 수 있는 마이콤(MC)을 구성한 중앙처리부(C3)와, 상기 중앙처리부에 입력된 신호를 사전에 입력된 예측프로그램과 비교 분석하는 비교회로(C4)와, 그 결과에 따라 단계별 경보발생 및 해제할 수 있으며 각각의 경보원인제거 시 초기화기능을 할 수 있도록 한 판별회로(C5)와, 상기 판별회로에서 경보원인 미제거시 스피커(11)를 통해 경고음 발생하고, 동시에 LED램프(12)를 점멸하도록 구성된다.

Description

화재예방기능을 가지는 전원차단기{Power breaking apparatus with fire protection}

본 발명은 전기접촉 불량으로 인하여 발생하는 화재발생 예측기능을 가진 전원차단기에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명은 전원 라인으로부터 스파크파형 및 누전파형을 검출하고, 이를 이용하여 초기에 누전 또는 전기스파크를 감지 분석하여 전기스파크로 인한 발화 또는 위험이 극도에 달하기 전에 경고 또는 전원을 완전히 차단함으로써, 화재 및 감전사고로부터 재산과 인명피해를 줄일 수 있도록 한 화재예방기능을 가지는 전원차단기 및 전원차단방법에 관한 것이다.

일반적으로 알려진 국내의 화재 발생 현황을 보면 매년 3만 건 이상의 화재가 발생하고 그 중 약 30% 이상이 전기에 의한 화재로 알려져 있을 만큼 전기 화재가 빈번한 실정이며, 특히 공장이나 대형 쇼핑몰과 같이 전력 사용량이 많은 곳에서 전기 화재가 발생할 경우에는 엄청난 재산 피해와 인명 피해가 초래하기 때문에 항상 화재 예방 시스템이 절실히 요구되어왔다.

한편, 최근까지도 국내에서는 전기 화재의 주요 원인이 되는 합선이나 누전에 의한 화재 발생을 예방하기 위하여 누전차단기를 설치하는 것이 가장 적극적인 화재 예방 조치였으나, 전기 선로의 경우에는 주로 건축물의 벽체 내부에 은폐되는 경우가 많기 때문에 전기 선로의 합선이나 누전을 완벽하게 예방하기는 곤란한 문제점이 있었다.

또한, 근래에는 합선의 원인이 전기 선로 상에서 발생하는 아크에 의한 것임이 알려지면서 아크의 발생 원인이 되는 전기배선 상의 절연 파괴, 연결결합, 노화현상 등 다양한 원인에 의해 발생하는 아크의 정확한 검출 및 차단에 대한 기술을 바탕으로 하는 화재 예방 안전 시스템이 절실히 요구되고 있는 실정이다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 방안으로 국내 특허등록 제0714998호 "아크 검출을 이용한 전기 화재 예방시스템"이 개발되었다.

상기 발명의 주목적은 통제센터 및 각 지역 본부와 지사를 전국 네트워크로 구성하여 화재 예방을 위해 아크검출기를 설치한 장소의 아크 발생 여부 및 누전이나 과부하를 24시간 실시간으로 감시하여 아크 발생 즉시, 해당 아크검출기가 설치된 지역의 전력 공급을 차단함과 동시에 안전 요원을 긴급 출동시켜 전기 이상 원인을 진단, 복구함으로써, 전기 화재를 미연에 방지할 수 있게 한 것으로, 그 구성은 사용중인 부하의 전기 선로에서 발생하는 전류의 차이나 전압의 차이에 따른 아크를 아크검출부(A)로 검출하는 단계와, 아크검출부(A)에서 발생한 아크 발생 신호를 제어컨트롤러(B)로 처리하여 비상등과 알람을 작동시킴과 동시에 통제센터(C)로 아크 발생 신호를 송신하는 단계와, 통제센터(C)에서 제어컨트롤러(B)가 설치된 전기 선로의 전력 공급을 원격으로 차단하고, 사용자(F)에게 이상 여부를 통보하며, 긴급 출동을 지시하는 단계와, 수리반이 아크가 검출된 현장으로 출동하여 아크 발생 원 인을 진단 및 복구한 후 처리 결과를 통제센터(C)로 보고하는 단계와, 처리된 최종 결과를 통제센터(C)에서 상위 지역본부(D)나 본사(E)로 보고하는 단계로 이루어진 다.

그러나 상기와 같은 아크 검출을 이용한 전기 화재 예방시스템은 방대한 설비요구를 하고 있고, 실제 아크가 발생할 경우 검출 및 보수 시간 등 지연시간이 오래 걸린다는 단점이 있다.

따라서, 이하에서 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해소하고자 노후 된 전기배선부분이나 전원 연결콘센트 등에 전기접촉불량이 발생하면 이 신호를 검출하여 스파크의 강도, 발생주기, 연속성 등 사전에 입력된 프로그램에 의하여 화재가능성 여부를 예측 판별하여 위험성이 있으면 1차 스파크 발생 신호 점멸과 음성경보로 짧은 경보를 하고, 아무런 조치가 없으면 더욱 강한 경보음을 울리고, 그래도 아무런 조치가 없이 방치되어 위험수위에 이르면 스스로 전원을 차단하도록 한 화재예방기능을 가진 전원차단기를 개발하기에 이른 것이다.

본 발명은 전원 라인으로부터 스파크파형 및 누전파형을 검출하고, 이를 이용하여 초기에 누전 또는 전기스파크를 감지 분석하여 전기스파크로 인한 발화 또는 위험이 극도에 달하기 전에 경고 또는 전원을 완전히 차단함으로써, 화재 및 감전사고로부터 재산과 인명피해를 줄일 수 있도록 한 화재예방기능을 가지는 전원차단기를 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 목적은 노후 된 전기배선부분이나 전원 연결콘센트 등에 전기접촉불량이 발생하면 이 신호를 검출하여 스파크의 강도, 발생주기, 연속성 등 사전에 입력된 예측프로그램에 의하여 화재가능성 여부를 예측 판별하여 위험성이 있으면 1차 스파크 발생 신호 점멸과 음성경보로 짧은 경보를 하고, 아무런 조치가 없으면 더욱 강한 경보음을 울리고, 그래도 아무런 조치가 없이 방치되어 위험수위에 이르면 스스로 부하전원을 차단하도록 하는 데에 있다.

본 발명의 상기 목적 및 기타의 목적은 하기 설명되는 본 발명에 의해 모두 달성될 수 있다.

본 발명의 요약

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은,

전기 화재의 주요 원인이 되는 합선이나 누전에 의한 화재 발생을 예방하기 위해 건물 내, 외부에 설치되는 전원차단기(1)에 있어서,

상기 전원차단기 본체(10)에 설치되어 부하전원공급을 개폐하는 스위치(20); 및

상기 입력전원(도시하지 않음)으로부터 전원을 공급받아 스파크파형과 누전파형을 검출하고, 이 검출된 검파, 증폭하는 출력 검출회로(C1)와, 상기 검출회로부터 입력된 신호를 변별하여 안정된 디지털신호로 변환하여 출력하기 위한 변환회로(C2)와, 상기 변환회로에 입력된 신호를 선별하여 판별회로(C5)로 출력 및 모니터링 할 수 있는 마이콤(MC)을 구성한 중앙처리부(C3)와, 상기 중앙처리부에 입력된 신호를 사전에 입력된 예측프로그램과 비교 분석하는 비교회로(C4)와, 그 결과에 따라 경보발생 및 해제할 수 있으며 각각의 경보원인제거 시 초기화기능을 할 수 있도록 한 판별회로(C5)와, 상기 판별회로에서 경보원인 미제거시 스피커(11)를 통해 경고음 발생하고, 동시에 LED램프(12)를 점멸하도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 개폐스위치(20)는 딥 스위치(15) 또는 광센서로 설치장소나 각종 사용 용도에 따라 그 민감도를 달리 적용할 수 있는 회로를 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 의한 화재예방기능을 가지는 부하전원차단방법은,

상기 입력전원으로부터 전원을 공급받아 전선로 상에서 발생하는 스파크파형과 누전파형을 검출하는 단계(S1); 및

상기 검출부로부터 입력된 신호를 변별하여 안정된 디지털신호로 변환하기 위한 변환단계(S2); 및

상기 입력된 신호를 선별하여 판별부로 출력하고 모니터링하는 중앙처리단계(S3); 및

상기 입력된 신호를 사전에 입력된 예측프로그램과 비교 분석하여 그 결과에 따라 경보발생 및 해제하고, 상기 경보원인제거 시 초기화기능을 할 수 있도록 한 판별단계(S4); 및

상기 판별단계에서 누전 및 스파크 경보원인 미제거시 단계별로 경고를 하는 1차 경고단계(S3-1), (S3-2); 및

상기 1차 경고단계에서 반응이 없으면 사전에 입력된 발화예측프로그램이 발화 직전단계로 판단되면 위험신호를 출력하여 부하전원을 스스로 차단하고 이와 동시에 경고음과 점멸신호를 지속적으로 출력하는 2차 경고단계(S5), (S6); 및

상기 각 경고단계와 중앙처리부에서 출력된 위험신호를 감지 분석하여 전기스파크로 인한 발화 또는 위험이 극도에 달하기 전에 경고 또는 부하전원을 완전히 스스로 차단시키기 위한 차단단계(S7);

로 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 노후 된 전기배선부분이나 전원 연결콘센트 등에 전기접촉불량이 발생하면 이 신호를 검출하여 스파크의 강도, 발생주기, 연속성 등 사전에 입력된 예측프로그램에 의하여 화재가능성 여부를 예측 판별하여 위험성이 있으면 1차 스파크 발생 신호 점멸과 음성경보로 짧은 경보를 하고, 아무런 조치가 없으면 더욱 강한 경보음을 울리고, 그래도 아무런 조치가 없이 방치되어 위험수위에 이르면 스 스로 부하전원을 차단하도록 함으로써, 화재 및 감전사고로부터 재산과 인명피해를 줄일 수 있는 효과를 얻을 수가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 화재예방기능을 가지는 전원차단기방법을 설명하기 위한 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 화재예방기능을 가지는 전원차단기를 나타낸 도면이다.

본 발명 화재예방기능을 가지는 전원차단기(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 기본적인 구성은;

전원차단기 본체(10)에 부하전원공급을 개폐하는 스위치(20)가 설치된다.

상기 개폐스위치(20)는 딥 스위치 및 광센서를 이용하여 설치장소 및 각종 기기의 용도에 따라 전원차단감도를 달리 적용할 수 있는 회로가 구비되어있다.

상기 스위치(20)의 하부에는 판별회로에서 경보원인 미제거시 음원을 발생하는 스피커(11)가 설치되고, 이 스피커 측에 스파크발생 신호 및 누전발생신호나 과부하신호에 따라 점멸되는 LED램프(12,13,14)가 설치된다.

상기 본체 내측에는 PCB 기판이 설치되고, 이 PCB 기판에는 입력전원(도시하지않음)으로부터 전원을 공급받아 스파크파형과 누전파형을 검출하고, 이 검출된 파형을 증폭 출력하는 검출회로(C1)와, 상기 검출회로부터 입력된 신호를 변별하여 안정된 디지털신호로 변환하여 출력하기 위한 변환회로(C2)와, 상기 변환회로에 입력된 신호를 선별하여 판별회로(C5)로 출력 및 모니터링 할 수 있는 마이콤(MC) 을 구성한 중앙처리부(C3)와, 상기 중앙처리부에 입력된 신호를 사전에 입력된 예측프로그램과 비교 분석하는 비교회로(C4)와, 그 결과에 따라 경보발생 및 해제할 수 있으며 각각의 경보원인제거 시 초기화기능을 할 수 있도록 한 판별회로(C5)와, 상기 판별회로에서 경보원인 미제거시 상기 스피커(11)를 통해 경고음 발생하고, 동시에 LED램프(12)를 점멸하도록 한 경고지시회로(C6) 및 위험신호에 따라 스스로 부하전원을 차단하는 차단회로(C7)가 설치되며, 차단회로(C7)에는 딥 스위치 및 광센서를 이용하여 전원차단감도를 조절할 수 있는 감도조절부를 포함하고 있다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 화재예방기능을 가지는 부하전원차단방법은 도 1에 도시된 바와 같은 단계로 이루어진다.

입력전원으로부터 전원을 공급받은 검출부에서 전선로 상에서 발생하는 스파크파형과 누전변류 과부하 등 검출결과 신호를 출력하는 단계(S1)와, 상기 검출부로부터 입력된 각 파형 신호를 증폭하고 변별하여 안정된 디지털신호로 변환하기 위한 변환단계(S2)와, 상기 입력된 신호를 선별하여 판별부로 출력하고 모니터링하는 중앙처리단계(S3)와, 상기 중앙처리단계에서 입력된 신호를 사전에 입력된 예측프로그램과 비교 분석하여 누전이 감별되면 누전 LED램프를 점멸 및 그 결과에 따라 경보발생 및 해제하고(S3-1) 상기 경보원인제거 시 초기화시킨다.

이와 동시에, 상기 중앙처리부(S3)에서 스파크가 감별되면 LED램프 및 음성경보를 발생하고(S3-2), 상기 경보원인제거 시 초기화시킨다.

상기 판별단계에서 경보원인 미제거시 1차 경고를 하고 상기 1차 경고단계에서 반응이 없으면 사전에 입력된 발화예측프로그램이 발화 직전단계로 판단되면 위 험신호를 출력하여 부하전원을 스스로 차단하고 이와 동시에 경고음과 점멸신호를 지속적으로 출력하는 2차 경고를 한다.(S5),(S6)

다음 상기 각 경고단계와 중앙처리부에서 출력된 위험신호를 감지 분석하여 전기스파크 및 누전으로 인한 발화 또는 위험이 극도에 달하기 전에 경고 또는 부하전원을 완전히 스스로 차단 시킨다.(S7)

이상과 같이 본 발명 화재예방기능을 가지는 전원차단기 및 부하전원차단방법의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 이용될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 화재예방기능을 가지는 전원차단기방법을 설명하기 위한 구성도이다.

도 2는 본 발명에 따른 화재예방기능을 가지는 전원차단기를 나타낸 도면이다.

<도면의 주요부호에 대한 간단한 설명>

1 : 화재예방기능을 가지는 누전차단기 10 : 차단기 본체

11 : 스피커 12,13,14 : LED 램프

20 : 스위치 15 : 딥스위치

C1 : 검출회로 C2 : 변환회로

C3 : 중앙처리부 C4 : 비교회로

C5 : 판별회로 C6 : 경고지시회로

C7 : 차단회로 MC : 마이콤

Claims (3)

1. 전기 화재의 주요 원인이 되는 합선이나 누전에 의한 화재 발생을 예방하기 위해 건물 내, 외부에 설치되는 전원차단기에 있어서,

   상기 전원차단기 본체에 설치되어 부하전원공급을 개폐하는 스위치; 및

   입력전원으로부터 전원을 공급받아 전선로 상에서 발생하는 스파크파형과 누전파형을 검출하고, 이 검출된 파형을 증폭 출력하는 검출회로와, 상기 검출회로로부터 입력된 신호를 변별하여 안정된 디지털신호로 변환하여 출력하기 위한 변환회로와, 상기 변환회로에 입력된 신호를 선별하여 판별회로로 출력 및 모니터링 할 수 있는 마이콤을 구성한 중앙처리부와, 상기 중앙처리부에 입력된 신호를 사전에 입력된 예측프로그램과 비교 분석하는 회로와, 그 결과에 따라 경보발생 및 해제할 수 있으며 각각의 경보원인제거 시 초기화기능을 할 수 있도록 한 판별회로와, 상기 판별회로에서 경보원인 미제거시 스피커를 통해 경고음 발생하고, 동시에 LED램프를 점멸하도록 한 것을 특징으로 하는 화재예방기능을 가지는 전원차단기.
2. 제 1항에 있어서, 상기 개폐스위치는 딥 스위치 및 광센서를 이용하여 각종기기의 사용용도 및 조도에 따라 그 민감도를 달리 적용할 수 있는 것을 특징으로 하는 화재예방기능을 가지는 전원차단기.
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