KR101002622B1 - Virtual grounding device which needs not be buried under ground and method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 대지 미매설 방식의 가상 접지장치 및 그 공법에 관한 것으로서, 특히, 간이 시설물이나 이동용 설비에 있어서 전원선로 2가닥 중 접지선을 용이하게 구분하여 어떠한 환경에서도 상용 전원선로를 양호한 접지선으로 활용할 수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to a virtual grounding device of the buried landless method and a method thereof, and particularly, in a simple facility or a mobile installation, a commercial ground can be utilized as a good grounding wire in any environment by easily distinguishing a grounding wire among two strands of a power line. It's about technology that makes it possible.
정보통신의 발달과 더불어 생산라인의 자동화나 효율화가 크게 진전되고 있다. 더욱이 정보통신 분야에 있어서도 고성능화나 다양화가 이루어져 왔으며 광역네트워크를 구성한 멀티미디어사회가 실현되었다. 사회시스템의 전기에너지와 정보통신에 대한 의존도가 증가함에 따라 낙뢰의 피해 양상도 다각도로 변하고 있다. With the development of information and communication, the automation and efficiency of production lines are progressing greatly. In addition, in the field of information and communication, high performance and diversification have been made, and a multimedia society that constitutes a wide area network has been realized. As the social system's dependence on electrical energy and information and communication increases, the damage pattern of lightning strikes is also changing in various ways.
따라서 현대 산업화 사회시스템에 있어서 고도정보화, 도시기능화, 전기에너지 이용의 하이테크화 등에 의해 전기의 안정적 공급과 정보통신망의 질적 확보에 대한 사회적 요구가 높아지고 있다. 그 중에서 뇌방전에 의한 서지피해가 큰 비중을 차지하고 있다. Therefore, in the modern industrialized social system, social demand for stable supply of electricity and qualitative information communication network is increasing due to advanced information, urban functionalization, and high-tech use of electric energy. Among them, surge damage caused by brain discharge accounts for a large portion.
낙뢰, 서지(surge), 정전기, 노이즈, 및 지락과 같은 전기사고와 과도전압으로부터 첨단전자설비의 안정적인 운용과 인명을 보호하기 위해서 접지가 필수적으로 요구된다.Grounding is indispensable for the reliable operation and life-saving of advanced electronic equipment from electrical accidents and transients such as lightning, surges, static electricity, noise, and ground faults.
도 1은 전통적인 대지에 접지를 하는 접지공법의 일례로서, 한전 측 전원이 변압기를 통해 공급되면 수용가에서는 분전반에서 이를 분배하여 해당 전기전자기기로 전원을 분배하게 되는데, 이때, 한전측에서 공급되는 전원의 이상을 고려하여 수용가에서는 변압기측 접지선로(N) 외에 별도의 접지단(G)을 갖도록 하고 있다.1 is an example of a grounding method of grounding a traditional ground, and when power is supplied through a transformer, the customer distributes it in a distribution board and distributes power to the corresponding electric and electronic equipment. In consideration of the above problem, the customer has a separate ground terminal (G) in addition to the transformer ground line (N).
종래의 접지는 대지를 보링하거나 터파기를 한 후 접지전극(접지봉, 접지동판, 나동선)을 매설하여 이루어지므로 접지전극 매설을 위한 넓은 면적과 많은 공사비용 및 공사기간이 요구된다. 특히 도심지역에서는 시공면적의 제한으로 접지전극을 매설하기가 매우 어렵고, 건축물 등이 고층으로 이루어져 있기 때문에 지하나 바닥으로부터 접지전극을 매설하여 접지선을 인출하는 방법으로는 비용이 많이 들고 시공에 어려움이 따른다.Conventional grounding is performed by embedding ground electrodes (ground rods, ground copper plates, bare copper wires) after boring or digging the ground, which requires a large area and a lot of construction cost and construction period for the grounding electrodes. Especially in urban areas, it is very difficult to embed the grounding electrode due to the limitation of construction area, and because the building is composed of high floors, it is expensive and difficult to construct the grounding wire by laying the grounding electrode from the basement or floor. Follow.
특히 옥외에 설치되는 간이 시설물이나 이동용 설비 등에 있어, 대지에 매설하는 접지장치는 설치 시공이 곤란하거나 매우 번거로운 일로서 자칫 소홀히 함으로서 인체감전 또는 뇌서지에 노출되는 원인이 되는 것이 현실적인 문제이다.
In particular, in a simple facility or a mobile facility installed outdoors, the grounding device embedded in the ground is difficult to install or very cumbersome, and is neglected to cause a person to be exposed to an electric shock or a brain surge.
이러한 문제점을 해결하기 위해, 국내등록특허 제10-0599359호에는 대지에 매설할 필요가 없는 접지장치가 제안된 바 있으며, 이러한 접지장치의 2가지 실시예가 도 2 및 도 3에 도시되어 있다.In order to solve this problem, Korean Patent No. 10-0599359 has proposed a grounding device that does not need to be buried in the ground, two embodiments of such a grounding device is shown in Figs.
도 2의 실시예를 참조하면, 종래 접지장치(130)는 접지함(131) 내에 설치되는 방전장치(250)를 포함하여 이루어진다. 전기설비(131a), 전자장비(131b), 및 통신장비(131c) 등의 피접지설비로부터 발생한 이상전류는 접지단자반(140)을 거쳐 접지함(131)의 MGB(Main Ground Board)단자로 흐른다. Referring to the embodiment of FIG. 2, the
접지함(131)의 MGB단자는 방전장치(250)의 상부전극판(132)에 연결된다.방전장치(250)는 서로 대향하도록 설치되는 두개의 전극판(132, 133)과, 전극판(132, 133)에서 돌출되는 복수개의 방전극(139)과, 방전전극(139) 사이를 채우는 촉매제(137)를 포함하여 이루어진다. 방전전극(139)은 촉매제(137)와 접촉되는 면적이 넓어서 방전이 빠르게 일어나서 결국에는 방전용량이 커지도록 상부전극판(132)과 하부전극판(133)에 연결되는 것이 서로 엇갈리게 배치된다.The MGB terminal of the
상부전극판(132)과 하부전극판(133) 사이에는 이들을 직렬적으로 연결하는 열선(138)이 복수개 설치되는데, 이로 인해접지단자반(140)으로부터 유입되는 이상전류가 열에너지로 신속히 전환되어 방전이 더욱 원활히 이루어진다.A plurality of
그리고, 도 3의 실시예에서는 도 2의 기본 실시예에서 MGB단자와 방전장치(250) 사이 및 N단자와 방전장치(250) 사이에는 필터로서 LC 필터(252a, 252b)가 설치되며, 이는방전전극(139)과 열선(138)의 합성임피던스를 낮추는 기능과 변압기(110)에서 피접지설비(131a, 131b, 131c)로 유입되는 노이즈를 제거하는 기능과, 피접지설비(131a, 131b, 131c)에서 발생된 노이즈를 제거하는 기능을 한다.L단자와 각 방전장치(250) 사이에는 바리스터(varistor), 가스튜브, 제너다이오 등과 같은 정전압소자(253a, 253b, 253c)가 직렬적으로 설치되며, N단자와 L단자 사이 및 L1, L2, L3단자 사이에는 방전장치(250)에 대해 병렬적으로 정전압소자(255a, 255b, 255c)가 설치되어 피접지설비(131a, 131b, 131c,150)에 유입되는 낙뢰, 서지, 정전기, 노이즈와 같은 과도 이상전압이 방전장치(250)에 의해서 방전되도록 하여 피접지설비(131a, 131b, 131c, 150)를 보호하는 기능이 추가적으로 구비되어 있다.In the embodiment of FIG. 3,
그러나, 상기 종래기술에 따르면 다음 3가지 문제점이 발생하며, 이러한 문제점은 간이 시설물이나 이동용 설비에서 더욱 문제가 된다.However, according to the prior art, the following three problems occur, and these problems become more problematic in simple facilities or mobile facilities.
첫째, L1, L2, L3, N상을 정확하게 구분해서 접속해야 한다. First, connect L1, L2, L3, and N phases correctly.
둘째, N상의 접지를 활용함에 있어, 코일과 콘덴서(252a)~방전극(250)~코일과 콘덴서(252b)가 직렬로 접속되어 있어, 코일 및 콘덴서 병렬회로(252a, 252b)의 임피턴스는 접지저항에 영향을 미칠 수 있으며, 특히 방전전극이 방전할 수 있는 전압에 이르기 전에는 가상접지회로(MGB)를 경유하는 접지단자반(140)는 실제의 접지와는 전혀 연결되어 있지 않게 된다.Second, in utilizing the N-phase ground, the coil and the
이러한 회로의 문제는 뇌서지 등 큰 서지에서는 방전극(250)이 방전하여 소정의 목적을 이룰 수 있을지라도 누전에 의한 작은 전류에는 방전극(250)이 방전하지 않아 인체감전을 막는데는 접지로서의 효율이 떨어지는 문제가 있다. The problem of such a circuit is that, in a large surge such as a thunder surge, the
셋째, 일반적인 상용전원을 공급하는 두 선로를 제 1 전원선로, 제 2 전원선로라 했을 때 어떤 선로가 P상인지 또는 N상인지를 구분하는데에는 측정기가 없으면 곤란하며, 특히 콘센트를 활용한 접속에 있어 수시로 바뀔 우려가 있어 현실적으로 그 구분이 명확하지 않은 문제가 있다. Third, when the two lines supplying general commercial power are the first power line and the second power line, it is difficult to distinguish which line is P-phase or N-phase without a measuring device. There is a possibility that it will change, and there is a problem that the division is not clear in reality.
상기한 문제로 인하여 종래기술에 의하여 대지에 매설하지 않는 접지장치로서는 인체감전과 서지피해의 문제를 완전히 해소할 수 없는 문제점을 가지고 있다.
Due to the above problem, the grounding device which is not buried in the ground by the prior art has a problem that cannot completely solve the problems of human electric shock and surge damage.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 이동용 장치와 같이 전원의 라인(L)과 전원의 접지(N)상이 바뀔 수 있는 환경에 능동적으로 대응하고, 전원의 접지(N)상과 가상접지(V,G)가 물리적으로 접속되어 항상 접지로서 작용할 수 있도록 함으로서, 인체감전 예방과 뇌서지 예방에 완벽하게 대응하여, 종래의 대지에 매설하지 않는 접지장치 방법보다 용이하게 제조가 가능하도록 하는 것을 목적으로 한다.
The present invention is to solve the above problems, the present invention actively responds to the environment where the line (L) of the power source and the ground (N) of the power source can be changed, such as a mobile device, the ground (N) of the power source Since the phase and virtual ground (V, G) are physically connected so that they can always act as ground, it perfectly responds to the prevention of human electric shock and brain surge, making it easier to manufacture than the grounding method that is not buried in the conventional earth. The purpose is to make it possible.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 일 측면에 따르면, 상용전원을 공급하는 제 1 전원선로와 제 2 전원선로를 신호 선로와 접지 선로로 구분하기 위한 것으로서, 대지와 대향하도록 위치하고 가상 접지단자에 접속되는 금속체의 대지센서 및 일단이 상기 제 1 전원선로와 제 2 전원선로에 각각 접속되고 타단이 상기 대지센서에 접속되는 것으로서, 상기 제 1 및 제 2 전원선로의 전압을 검출하여 상대적으로 전압이 낮은 전원선로와 상기 대지센서 간을 전기적으로 연결하는 선로 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 대지 미매설 방식의 가상 접지장치가 제공된다.According to a preferred aspect of the present invention for achieving the above object, the first power line and the second power line for supplying a commercial power source for separating the signal line and the ground line, located to face the ground and virtual ground The ground sensor and one end of the metal body connected to the terminal are respectively connected to the first power line and the second power line, and the other end is connected to the ground sensor. Thus, a groundless virtual grounding device is provided, comprising a line detector for electrically connecting a low voltage power line and the ground sensor.
여기서, 상기 선로검출기는 상기 제 1 전원선로와 상기 대지센서 간에 접속되고 전원검출신호를 출력하는 제 1 검출기, 상기 제 2 전원선로와 상기 대지센서 간에 접속되고 전원검출신호를 출력하는 제 2 검출기, 상기 제 1 전원선로와 상기 대지센서 간에 설치되고, 상기 제 2 검출기로부터 전원검출신호가 입력되는 경우 도통되는 제 1 스위치 및 상기 제 2 전원선로와 상기 대지센서 간에 설치되고, 상기 제 1 검출기로부터 전원검출신호가 입력되는 경우 도통되는 제 2 스위치를 포함하는 것이 바람직하다.The line detector may include a first detector connected between the first power line and the ground sensor and outputting a power detection signal, a second detector connected between the second power line and the ground sensor and outputting a power detection signal; It is installed between the first power line and the ground sensor, and is provided between the first switch and the second power line and the ground sensor which are turned on when a power detection signal is input from the second detector, and the power is supplied from the first detector. It is preferable to include a second switch that is turned on when a detection signal is input.
또한, 상기 제 1 검출기 및 제 2 검출기는 제 1 및 제 2 커패시터가 직렬접속된 형태로서 제 2 커패시터의 양단에서 검출신호를 출력하는 것이 보다 바람직하다.In addition, the first detector and the second detector are more preferably in the form of the first and second capacitors connected in series to output the detection signal at both ends of the second capacitor.
또한, 상기 제 1 전원선로와 제 2 전원선로간, 상기 제 1 전원선로와 상기 대지 센서 간 및 상기 제 2 전원선로와 상기 대지 센서 간에 서지보호소자가 구비되는 것이 더욱 바람직하다.Further, it is more preferable that a surge protection device is provided between the first power line and the second power line, between the first power line and the ground sensor, and between the second power line and the ground sensor.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 일측면에 따르면, 제 1 전원선로와 대지센서 간에 제 1 검출기와 제 1 스위치를 설치하고, 제 2 전원선로와 상기 대지센서 간에 제 2 검출기와 제 2 스위치를 설치하되, 상기 제 1 전원선로에 전원신호가 인가되고 상기 제 2 전원선로에 접지신호가 인가되는 경우 상기 제 1 검출기가 전원검출신호를 출력하여 상기 제 2 스위치를 도통시켜 상기 제 2 전원선로를 상기 대지센서에 연결하고, 상기 제 2 전원선로에 전원신호가 인가되고 상기 제 1 전원선로에 접지신호가 인가되는 경우 상기 제 2 검출기가 전원검출신호를 출력하여 상기 제 1 스위치를 도통시켜 상기 제 1 전원선로를 상기 대지센서에 연결하는 것을 특징으로 하는 대지 미매설 방식의 가상 접지 공법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, a first detector and a first switch is installed between the first power line and the ground sensor, and the second detector and the second sensor between the second power line and the ground sensor. And a second switch, wherein when a power signal is applied to the first power line and a ground signal is applied to the second power line, the first detector outputs a power detection signal to conduct the second switch to conduct the second switch. When the power line is connected to the ground sensor, when a power signal is applied to the second power line and a ground signal is applied to the first power line, the second detector outputs a power detection signal to conduct the first switch. And a groundless virtual grounding method of connecting the first power line to the ground sensor.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 일 측면에 따르면, 상용전원을 공급하는 제 1 전원선로와 제 2 전원선로를 신호 선로와 접지 선로로 구분하기 위한 것으로서, 대지와 대향하도록 위치하고 가상 접지단자에 접속되는 금속체의 대지센서와, 일단이 상기 제 1 전원선로와 제 2 전원선로에 각각 접속되고 타단이 상기 대지센서에 접속되는 것으로서, 상기 제 1 및 제 2 전원선로의 전압을 검출하여 상대적으로 전압이 낮은 전원선로와 상기 대지센서 간을 전기적으로 연결하는 선로 검출기를 포함하여 구성되는 가상 접지장치의 접지단에 접지 단자대를 접속시켜 복수 개의 접지 단자를 분배 형성하는 것을 특징으로 하는 대지 미매설 방식의 가상 접지 공법이 제공된다.According to another aspect of the present invention for achieving the above object, as to divide the first power line and the second power line for supplying commercial power into a signal line and a ground line, located to face the ground and virtual A ground sensor of a metal body connected to the ground terminal, one end of which is connected to the first power line and the second power line, and the other end of which is connected to the ground sensor, thereby detecting voltages of the first and second power lines. And a plurality of ground terminals are distributed by connecting a ground terminal block to a ground terminal of a virtual ground apparatus including a line detector electrically connecting a relatively low voltage power line and the ground sensor. A buried virtual grounding method is provided.
여기서, 상기 가상 접지장치를 분전반 내에 설치하는 것이 가능하다.
Here, it is possible to install the virtual grounding device in the distribution panel.
본 발명에 의하여, 대지센서와 대지에 매설하지 않는 접지장치 및 공법에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.According to the present invention, the earth sensor and the grounding device and the construction method not embedded in the earth have the following effects.
(1) 일반적인 전원선로 2가닥 중 접지선(N)을 용이하게 구분하여 어떠한 환경에서도 상용 전원선로를 양호한 접지선으로 활용할 수 있다.(1) A common power line can be easily used as a good grounding line in any environment by easily distinguishing the grounding wire (N) out of two general power supply lines.
(2) 보다 확실한 대지에 매설하지 아니하는 접지장치를 제공함로서 대지접지가 곤란한 옥외 간이시설물 또는 이동용 장비 등에서도 효율적인 접지를 구비할 수 있다. (2) By providing a grounding device that is not embedded in a more reliable ground, efficient grounding can be provided even in outdoor simple facilities or mobile equipment, which are difficult to ground.
(3) 상기한 접지장치 내부에 서지보호 기능을 내장함으로서, 간편하고 효율적인 뇌서지에 대한 보호가 가능하다.(3) By incorporating a surge protection function inside the above-mentioned grounding device, it is possible to protect the brain surge easily and efficiently.
(4) 본 발명의 공법을 적용함으로서, 대지에 매설하는 접지공사비와 노력을 절감하고 유지보수의 편의성과 경년 변화가 없는 안정한 접지공법을 제공할 수가 있다.
(4) By applying the method of the present invention, it is possible to reduce the earth construction cost and effort to be buried in the ground, and to provide a stable earthing method without the convenience of maintenance and secular variation.
도 1은 일반적인 대지 접지 방식의 접지 공법을 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3은 종래 기술에 의한 대지에 매립하지 않는 접지장치의 실시예들을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 가상 접지장치를 포함하는 전력 계통도를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 기본 실시예에 따른 가상 접지장치의 내부 구성 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상 접지장치의 내부 구성 블록도이다.
도 7 및 도 8은 가장 접지장치의 세부 회로도로서, 선로의 극성 검출 원리를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명의 가상 접지장치를 이용한 접지 분배 방법의 일례를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명의 가상 접지장치를 이용한 접지 분배 방법의 다른 일례를 도시한 것이다.1 is a view showing a grounding method of the general earth grounding method.
2 and 3 illustrate embodiments of a grounding apparatus that is not embedded in the ground according to the prior art.
4 illustrates a power system diagram including a virtual grounding device according to the present invention.
5 is a block diagram illustrating an internal configuration of a virtual grounding apparatus according to the basic embodiment of the present invention.
6 is a block diagram illustrating an internal configuration of a virtual grounding apparatus according to another embodiment of the present invention.
7 and 8 are detailed circuit diagrams of the most grounding device, showing the principle of detecting the polarity of the line.
9 illustrates an example of a ground distribution method using the virtual grounding apparatus of the present invention.
10 shows another example of the ground distribution method using the virtual grounding apparatus of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련 공지된 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
도 4는 본 발명에 따른 가상 접지장치를 포함하는 전력 계통도를 도시한 것이고, 도 5는 본 발명의 기본 실시예에 따른 가상 접지장치의 내부 구성 블록도이다.4 illustrates a power system diagram including a virtual grounding apparatus according to the present invention, and FIG. 5 is a block diagram illustrating an internal configuration of the virtual grounding apparatus according to the basic embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 가상 접지장치를 포함하는 전력 계통은 전원단과 수용가로 이루어지고, 수용가는 분전반을 포함하는 가상접지장치(1)와 전기전자기기(2)로 구성된다.As shown in FIG. 4, the power system including the virtual grounding device according to the present invention includes a power supply terminal and a customer, and the customer includes a
가상 접지장치(1)는 대지센서(10)와 선로 검출기(20)를 포함하여 구성된다.The
대지센서(10)는 대지와 대향하도록 위치하는 금속판 또는 금속선으로서 대지와 센서간에 정전용량이 형성되도록 구비하거나 선택적으로 상기 금속판 또는 금속선을 대지에 접촉하여 대지와 센서간에 접촉저항이 형성되고, 전기전자기기(2)의 가상 접지단자(VG)에 접속된다.The
선로 검출기(20)는 일단이 제 1 전원선로와 제 2 전원선로에 각각 접속되고 타단이 대지센서(10)에 접속되는 것으로서, 제 1 및 제 2 전원선로의 전압을 검출하여 상대적으로 전압이 낮은 전원선로와 상기 대지센서(10) 간을 전기적으로 연결하는 것이다. 선로 검출기(20)에 의해 이동용 장치와 같이 전원의 신호선로와 전원의 접지선로의 상이 바뀌는 경우에도 항상 전원측 접지와 가상접지 간을 연결하게 된다.The
도 5에 도시된 바와 같이, 선로 검출기(20)는 세부적으로 제 1 및 제 2 검출기(21, 23)와 제 1 및 제 2 스위치(22, 24)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 5, the
제 1 검출기(21)는 제 1 전원선로와 대지센서(10) 간에 접속되고 제 1 전원선로에 전원으로 전원이 공급되는 경우 이를 감지하여 전원검출신호를 제 2 스위치(24)로 출력하는 것이다.The
제 2 검출기(23)는 제 2 전원선로와 대지센서(10) 간에 접속되고 제 2 전원선로에 전원으로 전원이 공급되는 경우 이를 감지하여 전원검출신호를 제 1 스위치(22)로 출력하는 것이다.The
제 1 스위치(22)는 제 1 전원선로와 대지센서(10) 간에 설치되고, 제 2 검출기(23)로부터 전원검출신호가 입력되는 경우 도통되어 제 1 전원선로와 대지센서(10) 간을 연결하여 접지선로인 제 1 전원선로를 가상접지단자(VG)에 연결되도록 한다.The
제 2 스위치(24)는 제 2 전원선로와 대지센서(10) 간에 설치되고, 제 1 검출기(21)로부터 전원검출신호가 입력되는 경우 도통되어 제 2 전원선로와 대지센서(10) 간을 연결하여 접지선로인 제 2 전원선로를 가상접지단자(VG)에 연결되도록 한다.The
가상 접지장치(1)의 세부 회로 구성 및 동작 원리에 대해서는 도 7 및 도 8에서 상세하게 설명하기로 한다.
Detailed circuit configuration and operation principle of the
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가상 접지장치의 내부 구성 블록도이다.6 is a block diagram illustrating an internal configuration of a virtual grounding apparatus according to another embodiment of the present invention.
도 6의 실시예는 기본적으로 도 5의 기본 실시예와 동일하나, 제 1 전원선로와 제 2 전원선로간, 제 1 전원선로와 대지센서(10)의 사이 및 제 2 전원선로와 대지센서(10)의 사이에 서지보호소자(Z1 ~ Z3)가 설치되어 낙뢰 발생시 회로를 보호할 수 있도록 하는 것이 상이하다.6 is basically the same as the basic embodiment of FIG. 5, but between the first power line and the second power line, between the first power line and the
서지(Surge) 유입에 따른 보호와 등전위 본딩 과정을 상세히 설명하면, 제 1 전원선로가 전원단의 접지라고 가정할 때, 제 2 전원선로의 서지는 제 1 서지보호소자(Z1)를 통하여 제 1 전원선로로 해소되고, 가상접지(VG)로부터 유입되는 서지는 제 2 서지보호소자(Z2)를 통하여 제 1 전원선로로 흘러 해소된다. Referring to the protection and the equipotential bonding process according to the surge inflow, assuming that the first power line is the ground of the power terminal, the surge of the second power line is the first through the first surge protection element (Z1). The surge is released to the power supply line and the surge flowing from the virtual ground VG flows through the second surge protection element Z2 to the first power supply line and is released.
또, 제 2 전원선로가 전원단의 접지라고 가정할 때, 제 1 전원선로의 서지는 제 1 서지보호소자(Z1)를 통하여 제 2 전원선로로 해소되고, 가상접지(VG)로부터 유입되는 서지는 제 3 서지보호소자(Z3)를 통하여 제 2 전원선로로 흘러 해소된다.
In addition, assuming that the second power line is the ground of the power supply terminal, the surge of the first power line is eliminated to the second power line through the first surge protection element Z1 and flows from the virtual ground VG. Flows through the third surge protection element Z3 to the second power line to be eliminated.
도 7 및 도 8은 가장 접지장치의 세부 회로도로서, 선로의 극성 검출 원리를 도시한 것이다.7 and 8 are detailed circuit diagrams of the most grounding device, showing the principle of detecting the polarity of the line.
제 1 검출기(21)는 제 1 전원선로와 대지센서(10) 사이에 2개의 커패시터(C11, C12)가 직렬로 접속되는 형태로서, 대지와 대지센서(10)의 전극 사이에 형성되는 캐패시턴스(Cap) 성분이 직렬로 접속 구성되고, 커패시터(C12) 양단에 분압되는 성분을 검출하여 제 2 전원선로와 가상접지(VG) 간의 제 2 스위치(S21)의 트리거신호로 공급하게 된다.The
또한 제 2 검출기(24)는 제 2 전원선로와 대지센서(10) 사이에 2개의 커패시터(C21, C22)가 직렬로 접속되는 형태로서, 대지와 대지센서(10)의 전극 사이에 형성되는 캐패시턴스(Cap) 성분이 직렬로 접속 구성되고, 커패시터(C22) 양단에 분압되는 성분을 검출하여 제 1 전원선로와 가상접지(VG)간의 제 1 스위치(S11)를 트리거신호로 공급하게 된다.
In addition, the
제 1 전원선로와 대지 간에는 C11 - C12 - Cap - 대지를 경유하는 충방전 루프가 구성되게 되며, 충방전 전류는 가상접지(VG)를 기준으로 볼 때, C12 양단에 전압강하로 검출될 것이다.A charge / discharge loop is formed between the first power line and the ground through the C11-C12-Cap-ground, and the charge / discharge current will be detected as a voltage drop across C12 based on the virtual ground (VG).
검출된 전압은 스위치(S21)의 게이트를 트리거하며 스위치(S21)를 통하여 전기적, 물리적으로 제 2 전원선로에 직접 연결된다.The detected voltage triggers the gate of the switch S21 and is directly connected to the second power line electrically and physically through the switch S21.
이때, 상용전원의 중성선 다중접지 방식에 의거, 제 1 전원선로가 활선상태라면 반드시 제 2 전원선로는 접지(N)가 되므로 가상접지(VG)는 한전의 대지접지에 접속된다.At this time, based on the neutral multi-grounding scheme of the commercial power supply, if the first power supply line is in a live state, the second power supply line is grounded (N), and thus the virtual ground VG is connected to the KEPCO earth ground.
또, 제 2 전원선로가 AC전원이 활선상태라면, 제 2 전원선로와 대지간에는 C21 - C22 - Cap - 대지를 경유하는 충방전 루프가 구성되게 되며, 충방전 전류는 가상접지(VG)를 기준으로 볼 때, C22 양단에 전압강하로 검출된다.In addition, if the AC power line is in an active state, the second power line is configured to have a charge / discharge loop passing through the C21-C22-Cap-earth between the second power line and the earth, and the charge / discharge current is based on the virtual ground (VG). As a result, a voltage drop across C22 is detected.
검출된 전압은 스위치(S11)의 게이트를 트리거하며 스위치(S11)를 통하여 전기적, 물리적으로 제 1 전원선로에 직접 연결된다. The detected voltage triggers the gate of the switch S11 and is directly connected to the first power line electrically and physically through the switch S11.
이때, 상용전원의 중성선 다중접지 방식에 의거, 제 2 전원선로가 활선상태라면 반드시 제 1 전원선로는 접지(N)가 되므로 가상접지(VG)는 한전의 대지접지에 접속되는 것이다.
At this time, if the second power line is in a live state based on the neutral multi-grounding method of the commercial power source, the first power line becomes ground (N), and thus, the virtual ground VG is connected to the earth ground of KEPCO.
여기서, 어느 한 선로가 활선상태로서, 해당 선로측의 커패시터로 신호를 검출하고 다른 선로측의 스위치를 트리거함에 있어, 신호가 검출되지 않은 다른 선로는 반드시 한전측의 접지(N)에 접속되어 있어 정상적인 상황에서는 트리거신호가 공급 되어도 전류는 흐르지 않는 것이 정상이다. 그러나 누전이 되면 게이트 신호가 상시 공급되므로 누전성분이 발생하는 즉시 접지로 전류가 흘러 위험을 예방하게 된다.Here, when one line is in a live state and detects a signal with a capacitor on the line side and triggers a switch on the other line side, the other line where no signal is detected is always connected to the ground (N) on the KEPCO side. Under normal circumstances, current does not flow even if trigger signal is supplied. However, when a short circuit occurs, the gate signal is always supplied, so as soon as a short circuit occurs, current flows to the ground to prevent danger.
바람직하게는 제 1 스위치(S11)와 제 2 스위치(S21)는 GCA소자 또는 PNPN소자 또는 릴레이등의 스위치나 브리지다이오드 정류기를 조합하여 양방향 특성을 구비한 IGBT, TR, FET등을 선택적으로 구비할 수 있는 특징이 있다.Preferably, the first switch S11 and the second switch S21 may selectively include IGBTs, TRs, and FETs having bidirectional characteristics by combining a switch or a bridge diode rectifier such as a GCA device, a PNPN device, or a relay. There are features that can be.
여기서 GCA소자는 공지된 기술인 Gate Control Arrestor이며, PNPN소자 및 릴레이나 정류기를 조합하여 양방향 특성을 구비한 IGBT, TR, FET등도 이미 관련 공지된 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되어 그 상세한 설명은 생략한다.Here, the GCA element is a gate control arrestor which is a well-known technique, and a detailed description of a known structure or function, such as an IGBT, TR, or FET, having a bidirectional characteristic in combination with a PNPN element and a relay or a rectifier, obscures the gist of the present invention. It is judged that the detailed description thereof can be omitted.
또한, 제 1 스위치(S11)와 제 2 스위치(S21)의 게이트에는 검출기1, 검출기2로부터 인가되는 신호에 대하여 정류, 지연, 증폭회로 및 게이트 트리거회로를 조합 또는 선택적으로 추가하여 구비할 수 있는 것은 당 업자의 상식이 되므로 별도로 그 상세한 설명은 생략한다.In addition, the gates of the first switch S11 and the second switch S21 may be provided by combining or selectively adding a rectification, a delay, an amplification circuit, and a gate trigger circuit to the signals applied from the
상기에서 대지센서(10)와 대지 간이 이격되어 대지와 대지센서(10)의 전극 사이에 형성되는 캐패시턴스(Cap)를 이용하는 경우를 예시하였으나, 그 외에 캐패시턴스(Cap)를 저항성분으로 대체하거나 대지센서(10)를 직접 대지에 접촉하더라도 기본적인 작용은 동일하다. 이는 본원발명의 핵심이 직렬로 연결된 2개의 커패시터에 의한 전압 분배에 있는 것이기 때문이다.In the above, the case where the
다만, 이동용 설비의 경우 위치가 계속 가변적이므로 대지와 대지센서(10) 간이 이격되어 대지와 대지센서(10)의 전극 사이에 형성되는 캐패시턴스(Cap)를 이용하는 것이 보다 바람직하며, 특히 이동용 설비가 차량 등과 같은 금속인 경우 이동용 설비의 바닥면이 대지센서로서 기능을 할 수 있는 장점이 있다.
However, since the position of the mobile equipment is continuously variable, it is more preferable to use a capacitance Cap formed between the earth and the
상기에서, 대지센서(10)와 대지 간에 정전용량이 형성되는 과정은 정전기유도 [靜電氣誘導, electrostatic induction]현상에 관한 백과사전 내용에서,In the above, the process of forming the capacitance between the
"도체나 유전체에 대전체를 가까이 가져갈 때, 전기장의 영향으로 물체의 표면에 전하가 유도되는 현상. 정전유도 또는 정전감응(靜電感應)이라고도 한다."When the charge is brought closer to a conductor or dielectric, electric charges are induced on the surface of the object under the influence of an electric field. It is also called electrostatic induction or electrostatic induction.
대전체와 가까운 쪽에는 대전체와 다른 종류의 전하가, 반대쪽에는 같은 종류의 전하가 나타난다. 이 현상을 이용하여 대전상태를 알아내는 검전기를 만들거나, 전기를 저장하는 라이덴병을 만든다. 접지하거나 대전체에 닿지 않으면, 물체는 전체적으로 원래의 전기적 중성상태를 유지한다.On the side near the charge, a different kind of charge appears on the opposite side, and on the other side the same charge appears. This phenomenon is used to make a detector to find out the state of charge or to make a Leiden bottle that stores electricity. Unless grounded or touching the ground, the object remains in its original electrical neutral state as a whole.
도체의 정전기유도란, 금속과 같은 도체에 양전하로 대전된 물체를 접근시키면 도체 내의 유전자가 양전하로부터 인력을 받아 대전체 쪽으로 움직인다. 결과적으로 대전체와 가까운 면에 음전하가 유도되고, 반대편에는 양전하가 유도된다. 음전하로 대전된 물체를 접근시키면 그 반대가 된다. 이때 다시 대전체를 멀리 가져가면 다시 원래의 중성 상태로 돌아온다. 이는 전하량은 보존되면서 전하의 분포만 바뀐 것이기 때문이다. 따라서 도체의 양쪽으로 유도된 양전하과 음전하의 크기는 같다." 고 하는 것으로부터 잘 알 수 있는 것이다.In electrostatic induction of a conductor, when a positively charged object approaches a conductor such as a metal, genes in the conductor receive attraction from the positive charge and move toward the mother body. As a result, negative charges are induced on the surface close to the charged body, and positive charges are induced on the opposite side. Approaching a negatively charged object will do the opposite. At this time, if you take the whole body away again, it will return to its original neutral state. This is because only the charge distribution is changed while the charge amount is preserved. Therefore, the magnitude of the positive and negative charges induced on both sides of the conductor is the same. ”
또한, 대향하는 두 금속판 사이에는 정전용량이 작용하며, 면적이 클수록, 거리가 가까울수록 정전용량이 증가하고, 면적이 작을수록, 거리가 멀어질수록 정전용량은 작아지는 것은 이미 공지된 이론으로, 본 발명은 상기한 도체나 대전체를 가까이 할 때 형성되는 두 물체간의 정전현상을 대지센서의 전극과 대지간에 정전용량이 형성되는 과정으로 치환하여 대지센서와 대지간의 정전용량을 활용하는 것이다.
In addition, the capacitance between the two metal plates facing each other, the larger the area, the closer the distance, the capacitance increases, the smaller the area, the longer the distance, the smaller the capacitance is known theory, The present invention utilizes the capacitance between the earth sensor and the earth by replacing the electrostatic phenomenon between the two objects formed when the conductor or the earth is close to the process of forming the capacitance between the earth electrode and the earth.
도 9는 본 발명의 가상 접지장치를 이용한 접지 분배 방법의 일례를 도시한 것이다.9 illustrates an example of a ground distribution method using the virtual grounding apparatus of the present invention.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 가상접지장치(1)에 전기적으로 접속되는 접지단자함(50)을 구비하고, 접지단자함(50)에 복수 개의 분배 단자(51)를 구비하여 접지를 분배하도록 할 수 있다. 또한 접지를 전기통신기기(70)에 접속하거나 전기통신기기(70)에 접지분배반(60)을 더 구비하여 접지를 더 분배하는 것도 가능하다.
As shown in FIG. 9, a ground terminal box 50 electrically connected to the
도 10은 본 발명의 가상 접지장치를 이용한 접지 분배 방법의 다른 일례를 도시한 것이다.10 shows another example of the ground distribution method using the virtual grounding apparatus of the present invention.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 가상접지장치(1)를 활용하기 위한 또 다른 사례로서, 본 발명의 가상접지장치(1)를 분전함(80) 내에 설치하여 전기적으로 접속되는 접지단자대(90)를 구비하고, 접지단자재(90)에 복수 개의 분배 단자(91)를 구비하여 접지를 분배하는 것도 가능하다.
As shown in FIG. 10, as another example for utilizing the
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and variations without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the scope of the present invention but to limit the scope of the technical idea of the present invention. The scope of protection of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the scope equivalent thereto should be construed as being included in the scope of the present invention.
1 : 가상 접지장치 2 : 전기전자기기
10 : 대지센서 20 : 선로 검출기
21 : 제 1 검출기 22 : 제 1 스위치
23 : 제 2 검출기 24 : 제 2 스위치
30 : 대지 50 : 접지단자함(접지단자대)
60 : 접지분배함 80 : 분전함
90 : 접지단자대1: virtual grounding device 2: electrical and electronic equipment
10: ground sensor 20: line detector
21: first detector 22: first switch
23: second detector 24: second switch
30: Earth 50: Ground terminal box (ground terminal block)
60: ground distribution box 80: distribution box
90: ground terminal block
Claims (7)
일단이 상기 제 1 전원선로와 제 2 전원선로에 각각 접속되고 타단이 상기 대지센서에 접속되는 것으로서, 상기 제 1 및 제 2 전원선로의 전압을 검출하여 상대적으로 전압이 낮은 전원선로와 상기 대지센서 간을 전기적으로 연결하는 선로 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 대지 미매설 방식의 가상 접지장치.
A ground sensor for separating a first power line and a second power line for supplying commercial power into a signal line and a ground line, the ground sensor being positioned to face the ground and connected to a virtual ground terminal; And
One end is connected to each of the first power line and the second power line, and the other end is connected to the ground sensor. The power line and the ground sensor having a relatively low voltage are detected by detecting voltages of the first and second power lines. An earthless virtual grounding device comprising a line detector for electrically connecting the liver.
상기 선로검출기는
상기 제 1 전원선로와 상기 대지센서 간에 접속되고 전원검출신호를 출력하는 제 1 검출기;
상기 제 2 전원선로와 상기 대지센서 간에 접속되고 전원검출신호를 출력하는 제 2 검출기;
상기 제 1 전원선로와 상기 대지센서 간에 설치되고, 상기 제 2 검출기로부터 전원검출신호가 입력되는 경우 도통되는 제 1 스위치; 및
상기 제 2 전원선로와 상기 대지센서 간에 설치되고, 상기 제 1 검출기로부터 전원검출신호가 입력되는 경우 도통되는 제 2 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 대지 미매설 방식의 가상 접지장치.
The method of claim 1,
The track detector is
A first detector connected between the first power line and the ground sensor and outputting a power detection signal;
A second detector connected between the second power line and the ground sensor and outputting a power detection signal;
A first switch disposed between the first power line and the ground sensor and conducting when a power detection signal is input from the second detector; And
And a second switch installed between the second power line and the ground sensor, wherein the second switch is turned on when a power detection signal is input from the first detector.
상기 제 1 검출기 및 제 2 검출기는 제 1 및 제 2 커패시터가 직렬접속된 형태로서 제 2 커패시터의 양단에서 검출신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 대지 미매설 방식의 가상 접지장치.
The method of claim 2,
And the first detector and the second detector are connected in series with the first and second capacitors to output detection signals at both ends of the second capacitor.
상기 제 1 전원선로와 제 2 전원선로간, 상기 제 1 전원선로와 상기 대지 센서 간 및 상기 제 2 전원선로와 상기 대지 센서 간에 서지보호소자가 구비되는 것을 특징으로 하는 대지 미매설 방식의 가상 접지장치.
The method of claim 1,
A groundless virtual grounding device comprising a surge protection device between the first power line and the second power line, between the first power line and the ground sensor, and between the second power line and the ground sensor. .
상기 제 1 전원선로에 전원신호가 인가되고 상기 제 2 전원선로에 접지신호가 인가되는 경우 상기 제 1 검출기가 전원검출신호를 출력하여 상기 제 2 스위치를 도통시켜 상기 제 2 전원선로를 상기 대지센서에 연결하고,
상기 제 2 전원선로에 전원신호가 인가되고 상기 제 1 전원선로에 접지신호가 인가되는 경우 상기 제 2 검출기가 전원검출신호를 출력하여 상기 제 1 스위치를 도통시켜 상기 제 1 전원선로를 상기 대지센서에 연결하는 것을 특징으로 하는 대지 미매설 방식의 가상 접지 공법.
A first detector and a first switch are installed between the first power line and the ground sensor, and a second detector and a second switch are installed between the second power line and the ground sensor.
When a power signal is applied to the first power line and a ground signal is applied to the second power line, the first detector outputs a power detection signal to conduct the second switch to connect the second power line to the ground sensor. Connect to,
When a power signal is applied to the second power line and a ground signal is applied to the first power line, the second detector outputs a power detection signal to conduct the first switch to connect the first power line to the ground sensor. An earthless virtual grounding method, characterized in that connected to the.
The first power line for supplying commercial power and the second power line for separating the signal line and the ground line, the ground sensor of the metal body which is located facing the ground and connected to the virtual ground terminal, and one end of the first power line Connected to the line and the second power line, respectively, and the other end is connected to the ground sensor, and detects the voltage of the first and second power line to electrically connect the power line with a relatively low voltage and the ground sensor A groundless virtual grounding method, comprising: forming a plurality of ground terminals by connecting a ground terminal block to a ground terminal of a virtual ground apparatus including a line detector.
상기 가상 접지장치를 분전반 내에 설치하거나 선택적으로 전기통신기기에 접지단자대를 더 구비하여 접지를 분배하는 것을 특징으로 하는 대지 미매설 방식의 가상 접지 공법.The method according to claim 6,
The virtual grounding method of the buried earthless method, characterized in that the virtual grounding device is installed in the distribution panel or optionally further comprises a ground terminal block in the telecommunication device.
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KR1020100051159A KR101002622B1 (en) | 2010-05-31 | 2010-05-31 | Virtual grounding device which needs not be buried under ground and method thereof |
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KR100599359B1 (en) | 2006-04-03 | 2006-07-19 | 주식회사 그라운드 | Earthing device which needs not be buried under ground |
KR200444409Y1 (en) * | 2007-05-04 | 2009-05-12 | 토즈테크놀로지 주식회사 | Surge voltage protection adapter |
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- 2010-05-31 KR KR1020100051159A patent/KR101002622B1/en active IP Right Grant
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KR200444409Y1 (en) * | 2007-05-04 | 2009-05-12 | 토즈테크놀로지 주식회사 | Surge voltage protection adapter |
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