KR101029577B1 - 중성선 결상관리모듈이 장착된 회로차단기 - Google Patents

중성선 결상관리모듈이 장착된 회로차단기 Download PDF

Info

Publication number
KR101029577B1
KR101029577B1 KR1020090056327A KR20090056327A KR101029577B1 KR 101029577 B1 KR101029577 B1 KR 101029577B1 KR 1020090056327 A KR1020090056327 A KR 1020090056327A KR 20090056327 A KR20090056327 A KR 20090056327A KR 101029577 B1 KR101029577 B1 KR 101029577B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phase
neutral
voltage
turned
wire
Prior art date
Application number
KR1020090056327A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100138006A (ko
Inventor
유인기
주연숙
Original Assignee
주연숙
유인기
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주연숙, 유인기 filed Critical 주연숙
Priority to KR1020090056327A priority Critical patent/KR101029577B1/ko
Publication of KR20100138006A publication Critical patent/KR20100138006A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101029577B1 publication Critical patent/KR101029577B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/10—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess voltage, e.g. for lightning protection
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16504—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the components employed
    • G01R19/16523—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the components employed using diodes, e.g. Zener diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/12—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to underload or no-load
    • H02H3/13—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to underload or no-load for multiphase applications, e.g. phase interruption
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B1/00—Details of transmission systems, not covered by a single one of groups H04B3/00 - H04B13/00; Details of transmission systems not characterised by the medium used for transmission
    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
    • H04B1/40—Circuits
    • H04B1/54—Circuits using the same frequency for two directions of communication
    • H04B1/58—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa
    • H04B1/587—Hybrid arrangements, i.e. arrangements for transition from single-path two-direction transmission to single-direction transmission on each of two paths or vice versa using opto-couplers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/20—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess current as well as by some other abnormal electrical condition
    • H01H2083/203—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by excess current as well as by some other abnormal electrical condition with shunt trip circuits, e.g. NC contact in an undervoltage coil circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 모선라인인 3상4선식 전원방식에서 상선((R, S, T상)과 중성선을 연결하여 전원을 공급하는 단상2선식 방식의 분기선로(R상-N상, S상-N상, T상-N상)에서 중성선 결상시에 트립코일을 구동하여 부하측으로 공급되는 단상전원을 차단하는 단상2선식 회로차단기에 관한 것이다.
더욱 상세하게는 상기의 단상2선 방식의 분기선로에서 중성선이 결상되더라도 회로차단기의 트립코일을 구동하기 위한 전원이 공급되어 회로차단기가 정상적으로 동작할 수 있도록 하여 중성선 결상시 발생할 수 있는 인체감전사고와 누전에 의한 화재 및 과전압 유입에 따른 재산의 손실을 사전에 방지하기 위한 단상2선식 회로차단기에 관한 것이다.
본 발명은 상선과 중성선 라인에서 부하기기로 공급되는 단상전원을 차단하는 단상 2선식 회로차단기에 있어서, 상기 단상전원의 공급상태에 따라 턴온/턴오프되는 포토커플러; 상기 중성선이 결상되어 상기 포토커플러가 턴오프된 상태에서 게이트단자로 게이트전압이 인가되어 턴온되면서 상기 상선의 단상전원을 접지로 통전시키는 SCR; 상기 SCR이 턴온되면서 통전되는 단상전원에 의해 전압이 인가되는 트립코일;을 포함한 중성선결상관리모듈이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 중성선 결상관리모듈이 장착된 회로차단기를 제시한다.
또한, 본 발명은 상선과 중성선 라인에서 부하기기로 공급되는 단상전원을 차단하는 단상 2선식 회로차단기에 있어서, 상기 단상전원의 공급상태에 따라 턴온 /턴오프되는 SCR1; 상기 중성선이 결상되어 상기 SCR1이 턴오프된 상태에서 게이트단자로 게이트전압이 인가되어 턴온되면서 상기 상선의 단상전원을 접지로 통전시키는 SCR2; 상기 SCR2가 턴온되면서 통전되는 단상전원에 의해 전압이 인가되는 트립코일;을 포함된 중성선결상관리모듈이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 중성선 결상 관리모듈이 장착된 회로차단기를 제시한다.
본 발명을 통해 단상 2선식 분기회로에 사용하는 회로차단기에 장착된 중성선 결상관리모듈을 통해 중성선 결상시에도 차단기의 트립코일을 구동하기 위한 전원을 계속적으로 공급하여 인체감전 사고와 누전에 의한 화재 및 과전압에 의한 손실을 사전에 방지할 수 있도록 차단기의 접점을 오픈할 수 있는 효과를 가져오게 된다.
단상 2선식, 회로차단기, 중성선 결상, SCR

Description

중성선 결상관리모듈이 장착된 회로차단기{The circuit braker built in module for managing fail of the neutral phase}
본 발명은 모선라인인 3상4선식 전원방식에서 상선((R, S, T상)과 중성선을 연결하여 전원을 공급하는 단상2선식 방식의 분기선로(R상-N상, S상-N상, T상-N상)에서 중성선 결상시에 트립코일을 구동하여 부하측으로 공급되는 단상전원을 차단하는 단상2선식 회로차단기에 관한 것이다.
더욱 상세하게는 상기의 단상2선 방식의 분기선로에서 중성선이 결상되더라도 회로차단기의 트립코일을 구동하기 위한 전원이 공급되어 회로차단기가 정상적으로 동작할 수 있도록 하여 중성선 결상시 발생할 수 있는 인체감전사고와 누전에 의한 화재 및 과전압 유입에 따른 재산의 손실을 사전에 방지하기 위한 단상2선식 회로차단기에 관한 것이다.
분전반에 중성선 결상보호용 차단기를 사용하는 경우, 일반적으로 단상3선식 및 3상4선식 중성선 결상보호용 차단기는 제어회로에 공급되는 제어전원을 상선(R, S, T상)-중성선(N)이 아닌 상선(R, S, T상)-상선((R, S, T상)에 연결하여 제어회로를 구동시키는 방식으로 되어 있다.
도 1은 단상3선식을, 도2는 3상4선식의 TN-S접지방식을 도시한 것으로서, 도시된 바와 같이 차단기 내부의 누전검출부를 포함하는 제어회로에 상선(R, S, T, 이하 H로 표시한다)을 연결하여 제어전원을 공급한다.
도 1에 도시된 단상3선식 및 도 2에 도시된 3상4선식의 경우에는 중성선이 결상되더라도 차단기로 제어전원은 지속적으로 공급되어 차단기 내부의 제어회로의 구동 및 차단기를 트립시키는 데에는 특별하게 문제가 발생하지 않는다.
도 3a, 도3b는 단상2선식의 전원 공급방식에서 정상적으로 전원이 공급되는 상태의 선로에 일반 차단기와 누전차단기가 연결된 상태를 도시한 것이다.
도 3a는 도시된 바처럼, 3상 4선식의 선로에서 상선(H)과 중성선(N)을 이용하여 단상2선식 분기회로를 구성하는 경우, 도 3b에 도시된 바처럼 선로에 누전이 발생되는 경우는 누전차단기의 내부회로가 작동하여 전원라인과 연결되는 누전차단기의 접점을 오픈시켜 전원을 차단하도록 구성된다.
이와 같이, 상선(H)과 중성선(N)라인으로 폐루프를 형성하고 있는 상태에서는 누전차단기 내부의 제어회로를 구동하기 위한 제어전원이 공급된다.
도 4a, 도 4b는 단상2선식 전원공급방식에서 중성선이 결상되는 경우에 발생되는 일반 차단기와 누전차단기의 상태를 도시한 것이다.
도 4b에 도시된 바처럼, 중성선이 결상된다면 상선(H)과 중성선(N)라인이 폐루프를 형성할 수 없으므로 당연히 부하기기로의 전원공급 자체가 차단되며, 마찬 가지로 누전차단기의 트립장치를 구동하기 위한 내부 제어회로에 제어전원의 공급도 차단된다.
따라서, 전원과 연결된 누전차단기의 접점은 제어전원이 공급되지 않는 상태에서는 초기상태 그대로 항상 닫힌 상태를 유지하게 된다.
이와 같은 구조, 즉 단상 2선식 회로에서 중성선이 결상된 경우는 차단기의 닫혀있는 접점을 통하여 상선(H)의 전압이 그대로 부하기기까지 인가되어 있는 상태로서 상선(H)과 대지(G)간에는 사용전압이 그대로 걸려있게 된다.
그러므로, 중성선의 결상으로 누전차단기의 제어전원의 공급이 중단되어 누전차단기가 누전에 대한 보호기능을 상실한 상태에서 누전차단기에 접속된 부하기기 등을 통하여 인체가 감전되거나, 대지로 큰 전류가 누설되는 경우 인명피해나 화재로 인한 큰 손해를 야기하게 되는 문제를 갖고 있다.
다시 말해, H상라인에서 말단 부하기기에 전압이 걸려있는 상태이기 때문에, 만약 부하기기의 도전부에 인체가 접촉되는 경우에는, 인체 자체가 접지 기능을 하게 되어 인체를 통하여 전기가 흐르면서 감전사고가 발생할 수 있는 문제에 항상 노출되어 있게 된다.
즉, 중성선이 결상되는 경우에 전원과 연결되는 누전차단기의 접점을 오픈하기 위한 트립장치를 작동하기 위해 누전차단기 내부의 제어회로를 구동하기 위한 제어전원이 공급되어야 하는데, 상기의 경우처럼 중성선이 결상되는 경우에 제어전원 자체가 누전차단기에 공급되지 못한 상태에서 상선(H)에서 말단 부하기기로 전압이 걸려있게 되는 문제를 가져오게 된다.
도 5a, 도 5b는 단상2선식 전원공급방식에서 중성선이 결상되는 경우에 발생되는 부하의 전압상태를 도시한 것이다.
단상2선식 선로에서 중성선이 결상되는 또 다른 문제점을 도시한 것으로서, 단상선로에서 상선(H)라인과 중성선 라인중에서 중성선이 결상되는 경우에 차단기가 트립되지 않은 상태에서는 부하에는 상선간전압이 인가되어 부하가 소손되는 경우가 발생하게 된다.
도 5a에 도시된 바처럼 220V의 정격전압이 인가되어야 하는 부하기기에 있어, 도 5b에 도시된 바와 같이 중성선이 결상되는 경우에 차단기가 트립되지 않는 상태에서는 상선간의 전압이 부하기기에 인가되는 상황이 발생됨으로써 결국 부하기기에 과전압이 인가되면서 부하기기의 소손을 가져오게 되는 문제점을 안게 된다.
따라서, 단상 2선식의 경우에 중성선의 역할은 단상3선식 또는 3상4선식의 중성선의 역할과는 확연한 차이를 보이고 있는 바, 중성선 결상시에 회로차단기에 제어전원이 전혀 공급되지 않는다는 점에서, 중성선이 결상되더라도 회로차단기로 제어전원이 공급되는 단상3선식이나 3상4선식 회로방식과는 접근방식이 전혀 다르며, 특히 3상4선방식의 선로에서 중성선과 상선(H)라인을 통하여 다수의 단상2선식 분기회로를 구성하는 경우에 3상4선의 모선회로의 중성선이 결상되는 경우 부하기기들의 임피던스의 분배차이에 따라 다수의 분기회로에 과전압이 인가되어 부하기 기가 손상되는 문제점 및 앞서 설명한 단상2선방식에서 중성선이 결상되는 경우에 발생되는 상기의 문제점에 대한 해결책을 갖도록 제작된 회로차단기는 전무한 상태이다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 단상 2선식 분기회로를 사용하는 회로차단기에서, 3상 4선식 모선회로의 중성선이 결상되는 경우에 다수의 분기회로에 과전압이 인가되는 피해가 발생하는 것을 방지하기 위해, 중성선이 결상되더라도 차단기 내부에 계속적인 전원이 공급되도록 하여 중성선 결상시에 제어회로를 통해 트립장치를 구동하여 차단기의 접점을 오픈할 수 있도록 구성된 중성선 결상관리모듈이 장착된 단상 2선식 회로차단기를 제시하는 것을 목적으로 한다.
또한, 중성선 결상이 순간결상이 아닌 계속적으로 결상 상태가 유지되는 경우, 즉 계속되는 중성선 결상시에만 상선과 접지가 연결되어 전원이 계속적으로 공급되는 중성선 결상관리모듈이 장착된 단상 2선식 회로차단기를 제시하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상선과 중성선 라인에서 부하기기로 공급되는 단상전원을 차단하는 단상 2선식 회로차단기에 있어서, 상기 단상전원의 공급상태에 따라 턴온/턴오프되는 포토커플러; 상기 중성선이 결상되어 상기 포토커플러가 턴오프된 상태에서 게이트단자로 게이트전압이 인가되어 턴온되면서 상기 상선의 단상전원을 접지로 통전시키는 SCR; 상기 SCR이 턴온되면서 통전되는 단상전원에 의해 전압이 인가되는 트립코일;을 포함한 중성선결상관리모듈이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 중성선 결상관리모듈이 장착된 회로차단기를 제 시한다.
상기 포토커플러는 상기 상선과 중성선라인 상에 장착된 다이오드와 상기 다이오드가 턴온되어 발광시에 베이스전압이 인가되어 턴온되는 트랜지스터로 구성되어, 상기 트랜지스터가 턴온되면서 자체 트리거 저항에 의해 트랜지스터에 트리거 전류가 중성선으로 통전되면서 트랜지스터의 콜렉터(collector)단자의 전위를 낮추어, 상기 콜렉터단자에서 상기 SCR의 게이트단자로 인가되는 전압레벨을 낮추어 상기 SCR이 통전되지 않도록 구성될 수 있다.
상기 트랜지스터의 시츄에이션 전압에 의한 오동작을 방지하기 위하여, 상기 SCR의 캐소드단자에는 강제 전위형성을 위한 다이오드가 장착될 수 있다.
상기 중성선이 결상되면서 상기 다이오드가 턴오프시 상기 트랜지스터가 턴오프되면서, 상기 트랜지스터의 콜렉터단자에 형성된 전위에 의해 상기 콜렉터단자에서 상기 SCR의 게이트단자로 전압이 인가되면서 상기 SCR이 통전되도록 구성될 수 있다.
상기 자체 트리거 저항에 의해 트랜지스터의 콜렉터단자에 형성된 전위에 의해 상기 콜렉터단자에서 상기 SCR의 게이트단자로 전압인가를 지연시켜 상기 SCR의 오동작을 방지하기 위한 RC지연회로를 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 상선과 중성선 라인에서 부하기기로 공급되는 단상전원을 차단하는 단상 2선식 회로차단기에 있어서, 상기 단상전원의 공급상태에 따라 턴온/턴오프되는 SCR1; 상기 중성선이 결상되어 상기 SCR1이 턴오프된 상태에서 게이트단자로 게이트전압이 인가되어 턴온되면서 상기 상선의 단상전원을 접지로 통전시키는 SCR2; 상기 SCR2가 턴온되면서 통전되는 단상전원에 의해 전압이 인가되는 트립코일;을 포함된 중성선결상관리모듈이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 중성선 결상 관리모듈이 장착된 회로차단기를 제시한다.
상기 SCR1은 상선과 중성선라인 상에 장착된 저항에 전압이 인가되는 경우에 게이트전압이 인가되어 턴온되도록 구성되어, 상기 SCR1이 턴온되면서 상선과 SCR1의 애노드단자 사이에 장착되는 저항(R4)에 의해 단상전류가 SCR1을 통해 중성선으로 통전되도록 하여, 상기 저항(R4)과 게이트단자가 연결된 SCR2로 인가되는 게이트 전압레벨을 낮추어 상기 SCR2가 통전되지 않도록 구성될 수 있다.
상기 중성선이 결상되면 상기 SCR1가 턴오프되면서, 상기 저항(R4)에 형성된 전위에 의해 상기 SCR2의 게이트단자로 전압이 인가되면서 상기 SCR2가 통전되도록 구성될 수 있다.
상기 저항(R4)에 형성된 전위에 의한 상기 SCR2의 게이트단자로 전압인가를 지연시켜 상기 SCR2의 오동작을 방지하기 위한 RC지연회로를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명인 중성선 결상관리모듈이 장착된 단상2선식 회로차단기에 의해서 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.
첫번째로, 단상 2선식 분기회로에 사용하는 회로차단기에 장착된 중성선 결 상관리모듈을 통해 중성선 결상시에도 차단기의 트립코일을 구동하기 위한 전원을 계속적으로 공급하여 인체감전 사고와 누전에 의한 화재 및 과전압에 의한 손실을 사전에 방지할 수 있도록 차단기의 접점을 오픈할 수 있는 효과를 가져오게 된다.
두번째로, 본 발명에 의한 SCR의 캐소드단자에는 강제 전위형성을 위한 다이오드가 장착되어 상기 트랜지스터의 시츄에이션 전압에 의한 회로차단기의 오동작을 방지하면서, 트립코일의 소손을 방지할 수 있는 효과가 있다.
세번째로, 중성선 결상시 순간결상과 계속적인 중성선 결상을 구별하기 위하여 RC지연회로를 통해 중성선의 지속적인 결상이 발생하는 경우에만 상선과 접지를 통전시켜 트립코일을 구동시키는 사이리스터를 통전시켜, 중성선이 계속적으로 결상상태가 유지되는 경우에만 회로차단기의 접점을 차단시킬 수 있는 효과가 있다.
네번째로, 중성선 결상이 검출되는 과정에서 과전압이 발생하는 경우라도, 제너다이오드를 통해 과전압을 검출하여 트립코일을 구동하여 차단기의 접점을 오픈할 수 있도록 하여 인체감전 사고와 과전압에 의한 손실을 사전에 방지할 수 있는 효과를 가져오게 된다.
이하, 본 발명에 의한 중성선 결상 관리모듈이 장착된 회로차단기에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명한다.
도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따른 회로차단기에 장착되는 중성선 결상 관리모듈을 도시한 것으로서, 도시된 바를 참조하여 설명하면, 상선과 중성선 라인에서 부하기기로 공급되는 단상전원을 차단하는 분기의 회로차단기에 포함되는 중성 선 결상 관리모듈(100)에는 상기 단상전원의 공급상태에 따라 턴온/턴오프되는 포토커플러(110), 중성선이 결상되어 상기 포토커플러(110)가 턴오프되는 경우에 게이트전압의 전위가 달라지면서 턴온되어 단상전류를 상선에서 접지(FG)로 통전시키는 SCR(120, 사이리스터), 상기 SCR이 턴온되어 단상전류가 통전되는 경우에 전압이 인가되어 회로차단기의 접점을 오픈시키도록 구동하는 트립코일(130)을 포함하여 구성된다.
도 7a, 7b는 본 발명의 제 1실시예에 따른 중성선 결상 관리모듈의 동작원리를 나타낸 동작상태도로서, 도시된 바를 참조하여 보다 자세하게 본 발명의 동작에 대해 설명한다.
도 7a는 상선과 중성선 라인에서 부하기기로 단상전원이 정상적으로 공급되는 상태를 나타낸 것으로서, 도시된 바처럼 중성선결상관리모듈(100)에 구성된 포토커플러(110)의 다이오드(110a)에는 전압이 인가되어 발광하게 된다.
상기 다이오드(110a)가 발광하면서 트랜지스터(110b)에 바이어스전압인 베이스전압이 인가되면서 트랜지스터가 트리거(턴온)된다.
이 때, 상기 트랜지스터(110b)의 콜렉터단자(A)에 형성된 자체 트리거 저항(140)에 의해 트랜지스터를 통해 트리거 전류가 중성선으로 통전되면서 트랜지스터의 콜렉터단자(A)의 전위를 낮추게 된다.
결국, 상기 콜렉터단자(A)에서 상기 SCR(120)의 게이트단자로 인가되는 전압레벨을 낮추어 상기 SCR(120)이 턴온되지 않아 단상전류가 통전되지 않도록 구성된 다.
그러나, 일반적으로 트랜지스터(110b)가 통전되는 경우라고 할지라도, 소자의 특성상 트랜지스터(110b)의 콜렉터단자(A)상에는 자체 시츄에이션 전압(0.7V~1V)이 존재하게 되는데, 이러한 시츄에이션 전압(0.7V~1V)에 의해 SCR(120)의 게이트단자로 게이트전압이 인가되는 오동작이 발생되면서 SCR(120)이 턴온되어 트립코일이 구동될 뿐 아니라, 오동작에 의해 전압이 인가된 트립코일(130)의 소손을 가져오게 된다.
따라서, 본 발명에서는 상기 트랜지스터(110b)의 시츄에이션 전압에 의한 오동작을 방지하기 위하여, 상기 SCR(120)의 케소드단자에는 강제 전위형성을 위한 다이오드(150)가 더 장착된다.
상기 다이오드(150)는 0.7V정도의 강제전위를 형성할 수 있으며, SCR의 소자특성상 게이트단자와 에노드단자의 전위차가 0.7V 이상이 되어야 턴온되기 때문에, 실제로 시츄에이션 전압(0.7V~1V)이 오동작되어 SCR(120)에 게이트전압으로 인가되더라도, 강제전위가 형성된 다이오드(150)에 의해 SCR(120)은 턴온되지 않게 된다.
도 7b는 중성선이 결상된 상태에서 중성선결상관리모듈(100)의 동작상태를 나타낸 것으로서, 중성선이 결상되면서 상기 포토커플러(110)의 다이오드(110a)는 전압이 인가되지 않아 턴오프되면서 발광하지 않으므로, 상기 트랜지스터(110b)도 턴오프된다.
이 때, 상기 트랜지스터의 자체 트리거저항(140)에 의해 콜렉터단자(A)에 형 성된 전위에 의해 상기 콜렉터단자(A)에서 상기 SCR(120)의 게이트단자로 전압이 인가되면서 SCR(120)이 상선의 단상전원을 접지(FG)로 통전시키게 된다.
상기 SCR(120)이 턴온되면서 통전되는 단상전원에 의해 트립코일(130)에 전압이 인가되어 트립코일(130)이 구동되면서 회로차단기의 접점을 오픈시키면서 부하기기로 공급되는 전원을 차단하게 된다.
또한, 본 발명에는 상기 트랜지스터의 콜렉터단자(A)에 형성된 전위에 의해 상기 콜렉터단자에서 상기 SCR(120)의 게이트단자로 전압이 지연시켜 인가되도록 RC지연회로(160)를 더 포함한다.
일반적으로 중성선이 결상되더라도 순간적으로 결상되는 경우가 발생할 수 있는데, 이런 순간적인 결상에도 SCR(120)에 게이트전압이 인가되면서 트립코일(130)이 구동되는 오동작을 방지하기 위해, RC지연회로(160)를 포함하여 게이트전압의 인가를 지연시키는 과정에서 순간결상된 중성선이 복구된다면 SCR(120)에 게이트전압이 인가되지 않아 SCR(120)의 오동작과 그에 따른 트립코일(130)의 소손을 방지할 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 중성선 결상 관리모듈(100)에는 분기차단기가 트립되는 경우에 15mA의 고감도를 갖는 상위 차단기가 함께 트립되는 것을 방지하기 위하여 도시된 저항(180, RT)의 크기는 7mA이내로 설정하는 것이 바람직하다.
일반적으로, 가정용의 상위차단기의 경우는 30mA, 가정용이 아닌 고감도 상위차단기의 경우는 15mA의 차단용량을 가지고 있다.
그러나, 실제로 고감도 상위차단기의 경우 전류가 10~13mA로 검출되면 트립 동작을 하게 되므로, 분기차단기의 저항(180, RT)을 7mA이내로 설정하여 분기차단기가 트립하는 경우 상위차단기가 함께 트립되는 것을 방지하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 중성선 결상 관리모듈(100)에는 내압을 보호하기 위한 다이오드(190)가 더 장착되면서, 분기차단기의 내절연 테스트과정에서 발생되는 회로의 소손을 방지하도록 구성될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 회로차단기에 장착되는 중성선 결상 관리모듈을 도시한 것으로서, 도시된 바를 참조하여 설명하면, 상선과 중성선 라인에서 부하기기로 공급되는 단상전원을 차단하는 분기의 회로차단기에 포함되는 중성선 결상 관리모듈(200)에는 상기 단상전원의 공급상태에 따라 턴온/턴오프되는 SCR1(210), 상기 중성선이 결상되어 상기 SCR1(210)이 턴오프된 상태에서 게이트단자로 게이트전압이 인가되어 턴온되면서 상기 상선의 단상전원을 접지로 통전시키는 SCR2(220), 상기 SCR2(220)가 턴온되어 단상전류가 통전되는 경우에 전압이 인가되어 회로차단기의 접점을 오픈시키도록 구동하는 트립코일(230)을 포함하여 구성된다.
도 9a, 9b는 중성선결상시의 본 발명의 제 2실시예에 따른 중성선 결상 관리모듈의 동작원리를 나타낸 동작상태도로서, 도시된 바를 참조하여 보다 자세하게 본 발명의 동작에 대해 설명한다.
도 9a는 상선과 중성선 라인에서 부하기기로 단상전원이 정상적으로 공급되 는 상태를 나타낸 것으로서, 도시된 바처럼 중성선결상관리모듈(200)에 구성된 상기 SCR1(210)은 상기 상선과 중성선라인 상에 장착된 저항(R1, R2, R3)에 전류가 흘러 전압이 인가되는 경우에 게이트전압이 인가되어 턴온된다.
상기 SCR1(210)이 턴온되면서 상선과 SCR1(210)의 애노드단자 사이에 장착되는 저항(R4)에 의해 단상전류가 SCR1(210)을 통해 중성선으로 통전되도록 하여, 상기 저항(R4)과 게이트단자가 연결된 SCR2(220)로 인가되는 게이트전압 레벨을 낮추어 상기 SCR2(220)가 통전되지 않도록 구성된다.
다시말해, 도시된 B지점의 전압레벨이 낮아지면서 SCR2(220)를 턴온시키기 위한 게이트전압 레벨이 낮게 됨으로써 SCR2(220)가 통전되지 않도록 구성된다.
도 9b는 중성선이 결상된 상태에서 중성선결상관리모듈(100)의 동작상태를 나타낸 것으로서, 중성선이 결상되면서 상기 SCR1(210)에는 게이트전압이 인가되지 않아 턴오프된다.
이 때, 상기 저항(R4)에 형성된 전위에 의해 상기 SCR2의 게이트단자로 전압이 인가되면서 상기 SCR2(220)가 상선의 단상전원을 접지(FG)로 통전시키게 된다.
상기 SCR2(220)이 턴온되면서 통전되는 단상전원에 의해 트립코일(230)에 전압이 인가되어 트립코일(230)이 구동되면서 회로차단기의 접점을 오픈시키면서 부하기기로 공급되는 전원을 차단하게 된다.
또한, 본 발명에는 상기 저항(R4)에 형성된 전위에 의해 도시된 "B"지점에서 SCR2(220)의 게이트단자로 전압이 지연시켜 인가되도록 RC지연회로(240)를 더 포함 한다.
일반적으로 중성선이 결상되더라도 순간적으로 결상되는 경우가 발생할 수 있는데, 이런 순간적인 결상에도 SCR2(220)에 게이트전압이 인가되면서 트립코일(230)이 구동되는 오동작을 방지하기 위해, RC지연회로(240)를 포함하여 게이트전압의 인가를 지연시키는 과정에서 순간결상된 중성선이 복구된다면 SCR2(220)에 게이트전압이 인가되지 않아 SCR2(220)의 오동작과 그에 따른 트립코일(230)의 소손을 방지할 수 있게 된다.
도 10은 과전압 발생시의 본 발명의 제 2실시예에 따른 중성선 결상 관리모듈의 동작원리를 나타낸 동작상태도이다.
일반적으로 중성선 결상이 나타나는 시점에는 회로차단기내로 과전압이 인가될 수 있다.
따라서, 본 발명은 과전압이 발생되는 경우에 트립코일(230)에 전압을 인가하여 트립코일(230)을 구동시켜 회로차단기의 접점을 오픈시켜 부하기기로 공급되는 전원을 차단하기 위한 과전압 방지를 위한 구성이 더 포함된다.
도시된 제너다이오드(250)에는 과전압을 판단하기 위한 전압이 설정되며, 회로차단기로 공급되는 상기 단상전원의 전압이 설정전압을 초과하는 경우에 상기 제너다이오드(250)는 턴온되어 단상전원이 통전되도록 구성된다.
상기 제너다이오드(250)를 통전되는 단상전원에서 SCR3(270)의 게이트단자로 게이트전압이 인가되면서 SCR3(270)가 턴온되면서, 상기 상선의 단상전원을 중성선 라인으로 통전시키게 된다.
이 때, SCR3(270)을 통해 상기 상선의 단상전원을 중성선 라인으로 통전시키면서 상기 SCR1(210)은 게이트전압이 인가되지 않게 됨으로써 턴오프된다.
즉, 과전압이 발생되는 경우 상기 SCR3(270)가 턴온되면서 통전되는 단상전원에 의해 트립코일(230)에는 전압이 인가되어 회로차단기의 접점을 오픈시켜 부하기기로 공급되는 전원을 차단하게 된다.
또한, 본 발명에는 단상전원의 전압이 설정전압을 초과하지 않아 상기 제너다이오드(250)가 턴오프상태에서 상기 SCR3(270)의 게이트단자로 전압이 인가되면서 오동작되는 것을 방지하도록 상기 SCR3(270)의 게이트단자에는 풀업저항기능을 하는 저항(260)을 더 장착하여 구성된다.
이상 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
도 1은 단상3선식을, 도2는 3상4선식의 TN-S접지방식을 도시한 것이다.
도 3a, 도3b는 단상2선식의 전원 공급방식에서 정상적으로 전원이 공급되는 상태의 선로에 일반 차단기와 누전차단기가 연결된 상태를 도시한 것이다.
도 4a, 도 4b는 단상2선식 전원공급방식에서 중성선이 결상되는 경우에 발생되는 일반 차단기와 누전차단기의 상태를 도시한 것이다.
도 5a, 도 5b는 단상2선식 전원공급방식에서 중성선이 결상되는 경우에 발생되는 부하의 전압상태를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 제 1실시예에 따른 회로차단기에 장착되는 중성선 결상 관리모듈을 도시한 것이다.
도 7a, 7b는 본 발명의 제 1실시예에 따른 중성선 결상 관리모듈의 동작원리를 나타낸 동작상태도이다.
도 8은 본 발명의 제 2실시예에 따른 회로차단기에 장착되는 중성선 결상 관리모듈을 도시한 것이다.
도 9a, 9b는 중성선 결상시의 본 발명의 제 2실시예에 따른 중성선 결상 관리모듈의 동작원리를 나타낸 동작상태도이다.
도 10은 과전압 발생시의 본 발명의 제 2실시예에 따른 중성선 결상 관리모듈의 동작원리를 나타낸 동작상태도이다.
*도면의 주요부분에 대한 기호의 설명*
100: 중성선 결상 관리모듈 110: 포토커플러
110a: 다이오드 110b: 트랜지스터
120: SCR(사이리스터) 130: 트립코일
140: 자체 트리거저항 150: 다이오드
160: RC지연회로
200: 중성선 결상 관리모듈 210: SCR1
220: SCR2 230: 트립코일
240: RC지연회로 250: 제너다이오드
260: 저항 270: SCR3

Claims (11)

  1. 상선과 중성선 라인에서 부하기기로 공급되는 단상전원을 차단하는 단상 2선식 회로차단기에 있어서,
    상기 단상전원의 공급상태에 따라 턴온/턴오프되며, 상기 상선과 중성선라인 상에 장착된 다이오드와 상기 다이오드가 턴온되어 발광시에 베이스전압이 인가되어 턴온되는 트랜지스터로 구성된 포토커플러;
    상기 중성선이 결상되어 상기 포토커플러가 턴오프된 상태에서 게이트단자로 게이트전압이 인가되어 턴온되면서 상기 상선의 단상전원을 접지로 통전시키는 SCR; 및
    상기 SCR이 턴온되면서 통전되는 단상전원에 의해 전압이 인가되는 트립코일;을 포함한 중성선결상관리모듈이 더 포함되어 구성되면서,
    상기 트랜지스터가 턴온되면서 자체 트리거 저항에 의해 트랜지스터에 트리거 전류가 중성선으로 통전되면서 트랜지스터의 콜렉터단자의 전위를 낮추어, 상기 콜렉터단자에서 상기 SCR의 게이트단자로 인가되는 전압레벨을 낮추어 상기 SCR이 통전되지 않도록 구성된 것을 특징으로 하는 중성선 결상관리모듈이 장착된 회로차단기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 트랜지스터의 시츄에이션 전압에 의한 오동작을 방지하기 위하여, 상기 SCR의 캐소드단자에는 강제 전위형성을 위한 다이오드가 장착된 것을 특징으로 하는 중성선 결상 관리모듈이 장착된 회로차단기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 중성선이 결상되면서 상기 다이오드가 턴오프시 상기 트랜지스터가 턴오프되면서, 상기 트랜지스터의 콜렉터단자에 형성된 전위에 의해 상기 콜렉터단자에서 상기 SCR의 게이트단자로 전압이 인가되면서 상기 SCR이 통전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 중성선 결상 관리모듈이 장착된 회로차단기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 자체 트리거 저항에 의해 트랜지스터의 콜렉터단자에 형성된 전위에 의해 상기 콜렉터단자에서 상기 SCR의 게이트단자로 전압인가를 지연시켜 상기 SCR의 오동작을 방지하기 위한 RC지연회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 중성선 결상 관리모듈이 장착된 회로차단기.
  5. 상선과 중성선 라인에서 부하기기로 공급되는 단상전원을 차단하는 단상 2선식 회로차단기에 있어서,
    상기 단상전원의 공급상태에 따라 턴온/턴오프되는 SCR1;
    상기 중성선이 결상되어 상기 SCR1이 턴오프된 상태에서 게이트단자로 게이트전압이 인가되어 턴온되면서 상기 상선의 단상전원을 접지로 통전시키는 SCR2;
    상기 SCR2가 턴온되면서 통전되는 단상전원에 의해 전압이 인가되는 트립코일;
    상기 단상전원의 전압이 설정전압을 초과하는 경우에 턴온되어 단상전원이 통전되도록 구성된 제너다이오드;
    상기 제너다이오드를 통전되는 단상전원에서 게이트단자로 게이트전압이 인가되어 턴온되면서 상기 상선의 단상전원을 중성선 라인으로 통전시키면서 상기 SCR1을 턴오프시키는 SCR3; 및
    상기 SCR3가 턴온되면서 통전되는 단상전원에 의해 전압이 인가되는 트립코일;을 포함된 중성선결상관리모듈이 더 포함되어 구성된 것을 특징으로 하는 중성선 결상 관리모듈이 장착된 회로차단기.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제너다이오드가 턴오프상태에서 상기 SCR3의 게이트단자로 전압이 인가되면서 오동작되는 것을 방지하도록 상기 SCR3의 게이트단자에는 풀업저항기능을 하는 저항을 더 장착하여 구성된 것을 특징으로 하는 중성선 결상 관리모듈이 장착된 회로차단기.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 SCR1은 상선과 중성선라인 상에 장착된 저항에 전압이 인가되는 경우에 게이트전압이 인가되어 턴온되도록 구성되어,
    상기 SCR1이 턴온되면서 상선과 SCR1의 애노드단자 사이에 장착되는 저항(R4)에 의해 단상전류가 SCR1을 통해 중성선으로 통전되도록 하여, 상기 저항(R4)과 게이트단자가 연결된 SCR2로 인가되는 게이트 전압레벨을 낮추어 상기 SCR2가 통전되지 않도록 구성된 것을 특징으로 하는 중성선 결상 관리모듈이 장착된 회로차단기.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 중성선이 결상되면 상기 SCR1가 턴오프되면서, 상기 저항(R4)에 형성된 전위에 의해 상기 SCR2의 게이트단자로 전압이 인가되면서 상기 SCR2가 통전되도록 구성된 것을 특징으로 하는 중성선 결상 관리모듈이 장착된 회로차단기.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 저항(R4)에 형성된 전위에 의한 상기 SCR2의 게이트단자로 전압인가를 지연시켜 상기 SCR2의 오동작을 방지하기 위한 RC지연회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 중성선 결상 관리모듈이 장착된 회로차단기.
  10. 삭제
  11. 삭제
KR1020090056327A 2009-06-24 2009-06-24 중성선 결상관리모듈이 장착된 회로차단기 KR101029577B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090056327A KR101029577B1 (ko) 2009-06-24 2009-06-24 중성선 결상관리모듈이 장착된 회로차단기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090056327A KR101029577B1 (ko) 2009-06-24 2009-06-24 중성선 결상관리모듈이 장착된 회로차단기

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100138006A KR20100138006A (ko) 2010-12-31
KR101029577B1 true KR101029577B1 (ko) 2011-04-21

Family

ID=43511529

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090056327A KR101029577B1 (ko) 2009-06-24 2009-06-24 중성선 결상관리모듈이 장착된 회로차단기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101029577B1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101395551B1 (ko) * 2013-11-20 2014-05-14 김나운 이상전압 발생 시 재해 방재 분배전반(분전반, 저압반, 고압반, 전동기제어반) 및 그 방법
EP3273559A4 (en) * 2015-03-20 2018-11-21 AMS Co., Ltd. Apparatus for preventing electric shock in event of flooding and method therefor
CN107727987B (zh) * 2017-09-26 2019-11-05 捍防（苏州）实业有限公司 一种用电安全分析方法
CN107462804B (zh) * 2017-09-26 2020-05-26 捍防（苏州）实业有限公司 一种用电安全分析装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08203414A (ja) * 1995-01-30 1996-08-09 Kawamura Electric Inc 単３中性線欠相保護付漏電遮断器
KR100648132B1 (ko) 2005-11-28 2006-11-24 에이치제이산전(주) 엔상 결상식 과전압 보호 차단기
KR100912645B1 (ko) * 2009-03-20 2009-08-17 주식회사 대륙 중성선 결상시에도 트립기능을 갖는 단상2선식 회로차단기

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08203414A (ja) * 1995-01-30 1996-08-09 Kawamura Electric Inc 単３中性線欠相保護付漏電遮断器
KR100648132B1 (ko) 2005-11-28 2006-11-24 에이치제이산전(주) 엔상 결상식 과전압 보호 차단기
KR100912645B1 (ko) * 2009-03-20 2009-08-17 주식회사 대륙 중성선 결상시에도 트립기능을 갖는 단상2선식 회로차단기

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100138006A (ko) 2010-12-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6114749B2 (ja) 光起電力システムのためのセーフティデバイス
KR101029577B1 (ko) 중성선 결상관리모듈이 장착된 회로차단기
US11600984B1 (en) Leakage current detection and interruption device for power cord and related electrical connectors and electrical appliances
CN105049017A (zh) 一种带自分断的固态继电器
US8018697B2 (en) Ground fault protection circuit
US6697237B2 (en) Conversion of standard class a ground-fault circuit-interrupters, (GFCI), to a class a ground-fault circuit interrupter with open neutral protection
JP4756991B2 (ja) 自動投入機構を備えたサージ保護装置
CN204967781U (zh) 一种带自分断的固态继电器
JPH11299082A (ja) 過電圧保護機能付き漏電遮断装置
CN113383494A (zh) 电开关
CN215897278U (zh) 电源线漏电检测保护装置、电连接设备和用电器
CN213521264U (zh) 智能型电源线泄漏电流保护装置
US3588603A (en) Protective apparatus
CN201946946U (zh) 一种新型的低压断路器的中性线断线保护模块
CN105027377B (zh) 接地故障电流接口
CN216794606U (zh) 电源线漏电检测保护装置、电连接设备和用电器
US20240044998A1 (en) Leakage current detection and interruption device for power cord and related electrical connectors and electrical appliances
Liu et al. Application of auto-reclosing residual current device in lightning protection for communications power supply
CN205945013U (zh) 一种基于零线对地电压的配电网零线故障保护器
SU1522342A1 (ru) Устройство дл защитного отключени в сети с изолированной нейтралью
CN117712991A (zh) 一种新型禁止复位的漏电检测保护装置
SU417868A1 (ko)
RU85410U1 (ru) Устройство определения обрыва изолированных проводов воздушных линий напряжением свыше 1000 в при их расположении на опорах контактной сети переменного тока
RU45869U1 (ru) Устройство защитного отключения
CN110739589A (zh) 带漏电保护功能失效再保护功能的智能漏电保护插头

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141006

Year of fee payment: 4

LAPS Lapse due to unpaid annual fee