KR101082295B1

KR101082295B1 - 서지 신호에 의한 오동작을 방지할 수 있는 누전 차단기

Info

Publication number: KR101082295B1
Application number: KR1020080138508A
Authority: KR
Inventors: 김학진
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2008-12-31
Filing date: 2008-12-31
Publication date: 2011-11-09
Also published as: KR20100079911A

Abstract

본 발명은 누전 차단기에 있어서 서지 신호에 의한 오동작을 방지할 수 있는 누전 차단기를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따라서, 회로 개폐를 위한 구동력을 제공하는 개폐기구와, 누전 발생시 상기 개폐기구를 회로 개방위치로 동작하도록 트리거(trigger)하는 트립 코일(trip coil)과, 누전을 검출하여 상기 트립 코일을 여자(magnetizing)시키는 영상 변류기를 구비하는 누전 차단기에 있어서,

상기 트립 코일과 상기 영상 변류기 사이에 접속되어, 서지 전류(surge current)를 제거하는 서지 필터 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기가 개시된다.

누전 차단기, 서지 필터

Description

서지 신호에 의한 오동작을 방지할 수 있는 누전 차단기{EARTH LEAKAGE CIRCUIT BREAKER CAPABLE OF PREVENTING FROM MISOPERATING DUE TO SURGE SIGNAL}

본 발명은 누전 차단기에 관한 것으로, 특히 서지 신호에 의한 오동작을 방지할 수 있는 누전 차단기에 관한 것이다.

누전 차단기는 일반 배선용 차단기와 유사한 구성을 가지나 누전을 검출했을 때 회로를 차단할 수 있는 기능부분을 가진다는 점에서 일반 배선용 차단기와 차별화된다.

이러한 누전 검출을 위한 구성으로, 누전 차단기는 영상 변류기를 포함한다. 영상 변류기, 일명 ZCT(Zero phase Current Transformer의 약어)라고도 불리는 구성부품은 R상, S상, T상의 교류 3상의 선로이외에 중성상(N상)으로 불리는 접지선로로 전류가 흐르는 누전발생시 해당 누전전류량에 비례하는 전기신호(통상 전압신호)를 발생시키는 일종의 변압기이다.

통상의 누전 차단기는 회로 개폐를 위한 구동력을 제공하는 개폐기구와, 누전 발생시 상기 개폐기구를 회로 개방위치로 동작하도록 트리거(trigger)하는 트립 코일(trip coil)과, 누전을 검출하여 상기 트립 코일을 여자(magnetizing)시키는 상기와 같은 영상 변류기를 포함한다.

그러나 종래기술에 따른 누전 차단기는, 지속적으로 발생하는 누설전류가 아닌 비주기적으로 수십 마이크로 초(μs)동안 순간적으로 발생하는 서지(surge)성 영상전류(누전전류)에 대해서도 영상 변류기가 이를 검출하여 상기 전기신호의 출력신호를 트립 코일에 출력함으로써, 트립 코일을 여자시켜 개폐기구를 회로 개방위치(일명 trip 위치)로 동작하도록 트리거하는 오동작을 일으킬 수 있다. 이러한 순간적 서지성 누전전류에 의한 회로 차단은 전원이 차단되면 안되는 중요한 전기, 전자, 통신장비에 정전을 일으켜서 큰 손실을 발생시킬 수 있는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기 종래기술에 따른 누전 차단기가 가지는 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 목적은, 서지성 누전전류에 따른 오동작을 방지하여 신뢰성이 향상될 수 있는 누전 차단기를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은, 회로 개폐를 위한 구동력을 제공하는 개폐기구와, 누전 발생시 상기 개폐기구를 회로 개방위치로 동작하도록 트리거(trigger)하는 트립 코일(trip coil)과, 누전을 검출하여 상기 트립 코일을 여자(magnetizing)시키는 영상 변류기를 구비하는 누전 차단기에 있어서,

상기 트립 코일과 상기 영상 변류기 사이에 접속되어, 서지 전류(surge current)를 제거하는 서지 필터 회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 누전 차단기를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 누전 차단기는 서지 필터 회로부를 포함하여 영상 변류기가 제공하는 누전검출 신호에 포함될 수 있는 서지 신호을 제거할 수 있으므로, 서지 신호에 의해 차단하는 오동작을 방지하여 신뢰성 있는 누전 차단기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 상세한 설명에 의해서 더욱 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 누전 차단기의 주요구성을 보여주는 구성 블록도이고, 도 2는 서지 필터 회로부의 상세 구성을 보여주는 회로도이다.

도 1을 참조할 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 누전 차단기는, 개폐기구(2), 트립코일(3), 영상 변류기(ZCT)(4) 및 서지 필터 회로부(surge filter circuit section)(5)를 포함한다.

상기 개폐기구(2)는 일반적으로 배선용 차단기에도 공통적으로 설치되는 구성부품으로서, 3상의 회로 개폐용 접촉자부 즉, 3상용으로 3개의 가동접촉자 및 고정접촉자의 동시 회로 개폐를 위한 구동력을 공통적으로 제공하는 부분이다. 이러한 개폐기구(2)는, 일반적으로 잘 알려져 있는 바와 같이, 수동 개폐조작을 위한 핸들(handle), 핸들의 회전 지점을 제공하는 레버(lever), 회로상 이상 전류 발생시 회로를 자동으로 차단하는 동작인 트립 (trip) 동작을 위한 구동력을 제공하며 상단부가 상기 핸들에 의해 지지되는 트립 스프링(trip spring), 트립 스프링을 탄성 에너지 축세상태로 구속하거나 구속을 해방하여 탄성에너지를 방세하게 할 수 있는 래치(latch) 기구, 래치 기구에 접속되는 일 단부와 가동접촉자 측에 접속되는 타단부를 가지는 상부 및 하부 링크, 상부 및 하부 링크를 접속하고 상기 트립스프링의 하단부를 지지하는 토글 핀(toggle pin) 등을 포함하여 구성된다. 이러한 개폐기구(2)는 잘 알려져 있으므로 도시와 도면에 따른 상세한 설명은 생략하기로 한다. 개폐기구(2)는, 트립코일(3)에 의해 트립동작하도록 트리거(trigger)되었을 때, 래치 기구가 트립 스프링의 구속을 해방하여 탄성 에너지를 방세시킴으로써 토글 핀을 통해 상부 및 하부 링크를 끌어당김으로써 가동접촉자를 고정접촉자로부터 분리시켜 회로를 차단하게 동작한다.

트립코일(3)은 트립코일(3)을 포함하는 트립기구를 나타내는 것으로서, 트립코일(3)은 통상 고정접촉자와 같이 회로에 접속되는 부분에 전기적으로 접속되고, 트립코일(3)이 회로상의 이상전류, 예컨대 영상전류에 의해 여자되었을 때, 트립코일(3)에 의해 흡인되어 상기 개폐기구(2)를 트립 위치로 트리거하는 아마추어(armature) 등을 포함할 수 있다. 이러한 트립코일(3)을 포함하는 트립기구의 구성도 이미 잘 알려져 있으므로 도시와 도면을 참조한 상세한 설명의 기술은 생략하기로 한다.

영상 변류기(ZCT)(4)는 일반 배선용 차단기에는 구비되지 않고 누전시 회로 차단기능을 갖는 누전 차단기에만 설치되는 구성요소로서, 영상 선로 즉, 접지 선로에 설치되어 접지 선을 통해 흐르는 누전 전류를 검출한다. 영상 변류기(4)는 접지 선이 내부를 관통하게 설치되는 환형(ring shaped)의 코어(core)와, 코어에 감아 접지 선에 전류가 흐를 때 유도되는 전압신호를 출력하는 코일(coil)(일명 권선)을 포함하여 구성될 수 있다.

서지 필터 회로부(5)는 트립 코일(3)과 영상 변류기(4) 사이에 접속되어, 서지 전류(surge current)를 여파하여 제거한다.

영상 변류기(4)가 검출하는 누전 전류에 포함되어 오동작을 일으킬 수 있는 서지 전류는 고주파 신호이므로 기본적으로 서지 필터 회로부(5)는 저역통과 필터 회로를 포함하여 구성할 수 있다.

예들 들어, 서지 필터 회로부(5)는, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따라서 도 2에 도시된 구성을 참조할 수 있는 바와 같이, 영상 변류기(4)의 출력 양단에 병렬로 접속되는 다이오드 클리핑(diode clipping)회로부(5a)와, 다이오드 클리핑 회로부(5a)에 접속되는 저역통과 필터 회로부(5b)를 포함하여 구성될 수 있다. 바람직한 실시 예에 따라서, 저역통과 필터 회로부(5b)는, 다이오드 클리핑 회로부(5a)의 양 출력단에 직렬로 접속되는 저항(R, R)과 다이오드 클리핑 회로부(5a)의 양 출력단에 병렬로 접속되는 커패시터(capacitor)(C)를 포함하여 구성될 수 있다.

한편, 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 누전 차단기의 동작을 설명하면 다음과 같다.

서지 전류를 영상 변류기(4)가 검출하여 서지 필터 회로부(5)에 제공하면, 서지 필터 회로부(5)에 포함된 다이오드 클리핑 회로부(5a)가 미리 결정된 값 이상의 서지 전류를 클리핑(clipping)하여 잘라낸다. 다음, 저역통과 필터 회로부(5b를 통과하면서 고주파 서지 전류 신호는 완전히 차단되어, 이후의 트립 코일(3)이 서지 전류에 의해 여자됨에 따라 개폐기구(2)가 트립 동작하여 오동작을 일으키는 현상이 방지될 수 있다.

정상적으로 영상 변류기(4)가 검출하여 서지 필터 회로부(5)에 제공하는 누전전류는 고주파 서지가 포함되어 있지 않으므로, 서지 필터 회로부(5)를 통과하여 트립 코일(3)을 여자시키고, 따라서 트립 코일(3)에 자기력에 의해 흡인되는 아마 추어(미도시)에 의해 개폐기구(2)가 트립 동작하여 회로를 차단하게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 누전 차단기는 서지 필터 회로부를 포함하여 영상 변류기가 제공하는 누전검출 신호에 포함될 수 있는 서지 신호을 제거할 수 있으므로, 서지 신호에 의해 차단하는 오동작을 방지하여 신뢰성 있는 누전 차단기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 누전 차단기의 주요구성을 보여주는 구성 블록도이고,

도 2는 서지 필터 회로부의 상세 구성을 보여주는 회로도이다.

*도면의 주요부에 대한 부호의 설명

1: 누전 차단기 2: 개폐기구

3: 트립코일 4: 영상 변류기

5: 서지 필터 5a: 다이오드 클리핑 회로부

5b: 저역통과 필터 회로부

Claims

회로 개폐를 위한 구동력을 제공하는 개폐기구와, 누전 발생시 상기 개폐기구를 회로 개방위치로 동작하도록 트리거(trigger)하는 트립 코일(trip coil)과, 누전을 검출하여 상기 트립 코일을 여자(magnetizing)시키는 영상 변류기를 구비하는 누전 차단기에 있어서,

상기 트립 코일과 상기 영상 변류기 사이에 접속되어, 상기 영상 변류기가 검출하여 제공하는 누전전류로부터 서지 전류(surge current)를 제거하고, 상기 트립 코일을 여자시키는 서지 필터 회로부를 포함하고,

상기 서지 필터 회로부는,

상기 영상 변류기의 출력 양단에 병렬로 접속되는 다이오드 클리핑(diode clipping)회로부; 및

상기 다이오드 클리핑 회로부에 접속되는 저역통과 필터 회로부만으로 구성되며,

상기 저역통과 필터 회로부는,

다이오드 클리핑 회로부의 양 출력단에 직렬로 접속되는 저항과 다이오드 클리핑 회로부의 양 출력단에 병렬로 접속되는 커패시터(capacitor)로 구성되는 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
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