KR101088595B1 - 유니버셜 트립 유닛 및 그 동작 방법 - Google Patents

Abstract

회로 차단기 장치에 사용되는 유니버셜 트립 유닛이 제공되고 이 유니버셜 트립 유닛은 회로 차단기 장치의 개성 모듈(personality module)과 통신하여 회로 차단기 장치의 동작 특성에 관련된 핵심 차단기 개성 파라미터를 수신하도록 구성된 통신 유닛과, 제어기를 포함한다. 이 제어기는 유니버셜 레지스터, 미리 저장된 핵심 파라미터 및 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터가 저장되는 메모리를 포함하고, 이 제어기는 유니버셜 레지스터로부터 결정된 정보에 따라 통신 유닛을 제어하여 핵심 차단기 개성 파라미터를 수신하며, 또한 상기 제어기는 회로 차단기 장치의 전류 및 전압 중 적어도 하나가 미리 저장된 핵심 파라미터 및 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터에 의해 정의된 각각의 사전결정된 임계값을 초과하는 경우 트립 보호를 수행하는 구성요소를 포함한다.

Description

유니버셜 트립 유닛 및 그 동작 방법{UNIVERSAL TRIP UNIT}

본 발명은 트립 유닛(trip unit)에 관한 것으로, 특히 유니버셜 트립 유닛에 관한 것이다.

회로 차단기에서, 트립 유닛은 회로 차단기의 두뇌부로서 간주될 수 있다. 즉, 트립 유닛은 마이크로프로세서, 액정 디스플레이(LCD), 정격 플러그(rating plug) 및 아날로그 회로를 포함하여 회로 보호를 제공한다. 이 기능에서, 트립 유닛은 회로 차단기를 통과하여 변류기 및/또는 Rogowski 센서를 지나는 전류와 관련된 정보를 수신하고 이 정보를 처리하여 사용자에게 피드백을 제공하거나 또는 트립 기능을 관련 회로 차단기에 제공한다. 트립 유닛은 전류가 사전정의된 임계값을 초과하는 경우 전류를 차단하도록 트립 신호를 차단기 플럭스 시프터(breaker flux shifter)에 발행한다.

그러나, 실제에 있어서, 회로 차단기의 조작자들은 다양한 유형의 회로 차단기를 채택할 수 있기 때문에, 이들 조작자들은 특정 유형의 회로 차단기에 대한 특정 트립 유닛이 동작하지 않는 경우 많은 수의 여분의 트립 유닛을 비축해 놓아야 할 수도 있다. 필요로 하는 많은 수의 여분의 트립을 비축하는 것은 차지하는 공간 및 관련 비용의 측면에서 비용이 많이 들 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 회로 차단기 장치에 사용되는 유니버셜 트립 유닛이 제공되고 이 유니버셜 트립 유닛은 회로 차단기 장치의 개성 모듈(personality module)과 통신하여 회로 차단기 장치의 동작 특성에 관련된 핵심 차단기 개성 파라미터를 수신하도록 구성된 통신 유닛과, 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 유니버셜 레지스터, 미리 저장된 핵심 파라미터 및 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터가 저장되는 메모리를 포함하고, 이 제어기는 유니버셜 레지스터로부터 결정된 정보에 따라 핵심 차단기 개성 파라미터를 수신하도록 통신 유닛을 제어하며, 또한 상기 제어기는 회로 차단기 장치의 전류 및 전압 중 적어도 하나가 미리 저장된 핵심 파라미터 및 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터에 의해 정의된 각각의 사전결정된 임계값을 초과하는 경우 트립 보호를 수행하는 구성요소를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 유니버셜 트립 유닛이 제공되고 이 유니버셜 트립 유닛은 전원 공급 유닛과, 이 전원 공급 유닛에 결합되고 핵심 차단기 개성 파라미터를 수신하도록 구성된 통신 유닛과, 제어기를 포함하되, 상기 제어기는 유니버셜 레지스터, 미리 저장된 핵심 파라미터 및 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터가 저장되는 메모리를 포함하고, 이 제어기는 유니버셜 레지스터로부터 결정된 정보에 따라 핵심 차단기 개성 파라미터를 수신하도록 통신 유닛을 제어하며, 또한 상기 제어기는 미리 저장된 핵심 파라미터 및 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터에 의해 정의된 감지된 조건에 따라 트립 보호를 수행하는 구성요소를 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 회로 차단기 장치의 유니버셜 트립 유닛을 동작시키는 방법이 제공되고, 이 방법은 유니버셜 트립 유닛을 식별하는 것으로서 유니버셜 트립 유닛의 유니버셜 레지스터를 인식하는 단계와, 유니버셜 레지스터로부터 결정된 정보에 따라 회로 차단기 장치로부터 핵심 차단기 개성 파라미터를 수신하는 단계와, 상기 회로 차단기 장치의 전류 및 전압 중 적어도 하나가 미리 저장된 핵심 파라미터 및 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터에 의해 정의된 각각의 사전결정된 임계값을 초과하는 경우 유니버셜 트립 유닛의 구성요소를 제어하여 트립 보호를 수행하는 단계를 포함한다.

추가적인 특징 및 장점은 본 발명의 기법들을 통해 구현된다. 본 발명의 다른 실시예 및 측면은 본 명세서에서 자세히 기술되며 본 발명의 일부분으로서 간주된다. 장점 및 특징을 갖는 본 발명의 보다 나은 이해를 돕기 위해, 상세한 설명 및 도면을 참조한다.

본 발명의 주제는 특히 명세서의 결론에서 강조되고 청구항에서 개별적으로 청구된다. 본 발명의 전술한 및 다른 측면, 특징 및 장점은 첨부한 도면과 연계하여 후속하는 상세한 설명으로부터 분명해진다.

본 발명에 따른 유니버셜 트립 유닛을 통해, 필요로 하는 많은 수의 여분의 트립을 비축함으로 인해 차지하는 공간 및 관련 비용의 측면에서 비용이 많이 소요되는 종래의 단점을 극복할 수 있다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 회로 차단기 장치(1)에 사용되는 유니버셜 트립 유닛(10)이 제공된다. 본 명세서에서, 회로 차단기 장치(1)는 현재 시판되는 또는 현재 실시중인 임의의 회로 차단기일 수 있고 유니버셜 트립 유닛(10)은 다수의 유니버셜 트립 유닛과 함께 동작가능하도록 구성된다. 일반적으로, 회로 차단기 장치(1)는 유니버셜 트립 유닛(10)을 수납하기에 충분한 형상 및 크기를 갖는 수납 유닛(2)과, 개성 모듈(3)과, 선택에 따라서는 션트 트립(shunt trip), 부족전압 해방(under-voltage release), 폐쇄 코일(close coil) 등을 포함할 수 있는 부속품(4)을 포함하고, 또한 액정 디스플레이(11), 조작자가 유니버셜 트립 유닛(10)을 조작할 수 있게 해주는 메뉴 버튼(12) 및 부품 식별 번호부(13)를 포함할 수 있다.

개성 모듈(3)은 소정의 정보를 저장하는 비휘발성 메모리 유닛(3a)과 같은 메모리를 포함한다. 이 정보는 회로 차단기 장치(1)에 의해 제공되어야 하는 트립 보호의 레벨을 결정하는 핵샘 차단기 개성 파라미터(P2)를 포함할 수 있다. 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)는 프레임 크기, 단락 회로 등급, 센서, 및 회로 차단기 장치(1)의 IEC(International Electro-technical Commission) 표준, UL(Underwriters Laboratory) 표준 또는 ANSI(American National Standards institute) 표준과 같은 회로 차단기(CB) 표준을 포함할 수 있으나, 여기에 국한되는 것은 아니다.

사실상 이러한 식으로 구성된 회로 차단기 장치(1)의 경우, 유니버셜 트립 유닛(10)은 회로 차단기 장치(1)의 수납 유닛(2) 내로 탈착가능하게 삽입되는 것을 가능하게 하는 하우징(20)과, 이 하우징(20)이 수납 유닛(2) 내로 삽입된 경우 전력을 수신하는 전력 공급 유닛(30)과, 이 전력 공급 유닛(30)에 결합되어 개성 모듈(3)과 통신하고 이로부터 핵심 차단기 개성 파라미터를 수신하는 통신 유닛(40)과, 제어기(50)를 포함한다. 제어기(50)는 유니버셜 트립 유닛(10)을 식별하는 유니버셜 레지스터(R)와, 트립 보호의 일반적인 동작 특성에 관한 미리 저장된 핵심 파라미터(P1)와, 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)가 저장되는 비휘발성 메모리와 같은 메모리(60)를 포함한다. 제어기(50)는 회로 차단기 장치(1) 내의 전류 및 전압 중 적어도 하나가 미리 저장된 핵심 파라미터(P1) 및 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)에 의해 정의된 각각의 사전결정된 임계값을 초과하는 경우 트립 보호를 수행하도록 구성된 구성요소(70)를 더 포함한다.

유니버셜 트립 유닛(10)이 회로 차단기 장치(1) 내로 삽입되는 경우, 전력 공급 유닛(30)은 회로 차단기 장치(1)를 지나가는 전류(I)를 통해 또는 그와 달리, 회로 차단기 장치(1), 유니버셜 트립 유닛(10) 또는 이들 모두에 결합될 수 있는 24V 예비 유닛과 같은 예비 유닛(5)으로부터 전력을 수신할 수 있다. 이러한 식으로, 유니버셜 트립 유닛(10)은 회로 차단기 장치(1)의 트립 보호를 수행하기 위해 필요한 전력을 공급받는다.

통신 유닛(40)은 본 발명의 다양한 실시예에 따라 개성 모듈(3)과 통신할 수 있다. 즉, 통신 유닛(40)은 유선 및/또는 무선 인터페이스를 통해 개성 모듈(3)과 통신할 수 있다. 이와 같은 일 실시예에서, 통신 유닛(40)은 통신 라인(C)을 따라 개성 모듈(3)과 통신한다. 여기서, 통신 라인(C)은 5V+ 배선, 접지 배선 및 통신 유닛(40)과 개성 모듈(3) 간의 통신이 I2C 버스를 통해 가능하도록 하는 I2C(Inter-Integrated Circuit) 버스 배선일 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 유니버셜 레지스터(R)는 제어기(50)의 메모리(60)의 비휘발성 메모리에 저장되는 수치 데이터를 포함할 수 있는데, 이 수치 데이터는 0과 같은 특정 값으로 설정된다. 유니버셜 트립 유닛(10)이 회로 차단기 장치(1) 내로 설치되는 경우, 제어기(50)는 메모리(60)에 저장된 유니버셜 레지스터(R)를 판독하고, 유니버셜 레지스터(R)에 포함되어야 하는 것으로 결정된 정보로부터 유니버셜 트립 유닛(10)을 인식한다.

제어기(50)는 유니버셜 레지스터(R)로부터 결정된 정보에 따라 회로 차단기 장치(1)의 개성 모듈(3) 내에 저장된 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)를 판독하도록 통신 유닛(40)을 제어한다. 이와 달리, 제어기(50)는 유니버셜 레지스터(R)로부터 결정된 정보에 따라 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)에 대한 요청을 개성 모듈(3)에 발행하도록 통신 유닛(40)을 제어할 수 있다. 일단 수신되면, 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)는 제어기(50)의 메모리(60)의 비휘발성 메모리 내에 저장된다.

제어기(50)의 구성요소(70)는 회로 차단기 장치(1) 내의 전류 및 전압 중 적 어도 하나가 미리 저장된 핵심 파라미터(P1) 및 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)에 의해 정의된 각각의 사전결정된 임계값을 초과하는 경우 회로 차단기 장치(1)의 트립 보호를 수행한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 유니버셜 트립 유닛(10)이 제공되고 이 유니버셜 트립 유닛(10)은 전력 공급 유닛(30), 이 전력 공급 유닛(30)에 결합되고 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)를 수신하도록 구성된 통신 유닛(40), 및 제어기(50)를 포함한다. 제어기(50)는 유니버셜 레지스터(R), 미리 저장된 핵심 파라미터(P1) 및 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)가 저장되는 메모리(60)를 포함한다. 제어기(50)는 유니버셜 레지스터(R)로부터 결정된 정보에 따라 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)를 수신하도록 통신 유닛(40)을 제어한다. 또한, 제어기(50)는 미리 저장된 핵심 파라미터(P1) 및 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)에 의해 정의된 감지된 조건에 따라 트립 보호를 수행하는 구성요소(70)를 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 또한 도 3을 참조하면, 회로 차단기 장치(1)의 유니버셜 트립 유닛(10)을 동작시키는 방법이 제공되고, 이 방법은 유니버셜 트립 유닛(10)을 식별하는 것으로서 유니버셜 트립 유닛(10)의 유니버셜 레지스터(R)를 인식하는 단계(동작 110)와, 유니버셜 레지스터(R)로부터 결정된 정보에 따라 회로 차단기 장치(1)로부터 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)를 수신하는 단계(동작 120)와, 회로 차단기 장치(1) 내의 전류 및 전압 중 적어도 하나가 미리 저장된 핵심 파라미터(P1) 및 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)에 의해 정의된 각각의 사전결정된 임계값을 초과하는 경우 트립 보호를 수행하도록 유니버셜 트립 유닛(10)의 구성요소(70)를 제어하는 단계(동작 130)를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)의 수신 단계(동작 120)는 유니버셜 레지스터(R)로부터 결정된 정보에 따라 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)를 판독하는 단계(동작 124) 및/또는 유니버셜 레지스터(R)로부터 결정된 정보에 따라 핵심 차단기 개성 파라미터(P2)에 대한 요청을 발행하는 단계(동작 125)를 더 포함할 수 있다.

본 명세서는 예시적인 실시예를 참조하여 기술되었지만, 본 명세서의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경이 이루어질 수 있고 등가물이 본 명세서의 요소들을 대체할 수 있음을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본 명세서의 본질적으로 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 특정 상황 또는 물질을 본 명세서의 개시내용에 적응시키기 위해 다수의 변형이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 명세서는 본 발명을 수행하기 위한 최상의 방식으로 개시되어 있는 예시적인 특정 실시예에 국한되지는 않고, 본 명세서는 첨부된 청구항의 범주 내의 모든 실시예를 포함할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 차단기 장치를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 차단기 장치의 개략도,

도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 회로 차단기 장치를 동작시키는 방법의 흐름도.

Claims (20)

1. 다수의 회로 차단기 장치 중 임의의 회로 차단기 장치에 사용되는 유니버셜 트립 유닛(universal trip unit)으로서,

   각 회로 차단기 장치는 개성 모듈(personality module)을 구비하고 각각의 회로 차단기 장치 내에 상기 유니버셜 트립 유닛이 설치가능하고,

   상기 유니버셜 트립 유닛은,

   상기 다수의 회로 차단기 장치 중 상기 임의의 회로 차단기 장치의 상기 개성 모듈과 통신하여 상기 개성 모듈로부터 상기 회로 차단기 장치의 동작 특성에 관련된 핵심 차단기 개성 파라미터(key breaker personality parameters)를 수신하도록 구성된 통신 유닛과,

   제어기를 포함하되,

   상기 제어기는,

   유니버셜 레지스터, 미리 저장된 핵심 파라미터 및 상기 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터가 저장되는 메모리- 상기 제어기는 상기 다수의 회로 차단기 장치 중 상기 임의의 회로 차단기 장치에 상기 유니버셜 트립 유닛을 설치할 때 상기 유니버셜 레지스터로부터 결정된 정보에 따라 상기 개성 모듈로부터 상기 다수의 회로 차단기 장치 중 상기 임의의 회로 차단기 장치의 상기 핵심 차단기 개성 파라미터를 수신하도록 상기 통신 유닛을 제어함 -와,

   상기 회로 차단기 장치 내의 전류 및 전압 중 적어도 하나가 상기 미리 저장된 핵심 파라미터 및 상기 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터에 의해 정의된 제각기의 사전결정된 임계값을 초과하는 경우 트립 보호를 수행하는 구성요소를 포함하는

   유니버셜 트립 유닛.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 유니버셜 트립 유닛이 상기 회로 차단기 장치의 수납 유닛 내로 탈착가능하게 삽입되도록 해주는 하우징을 더 포함하는

   유니버셜 트립 유닛.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 회로 차단기 장치로부터 전력을 수신하는 전력 공급 유닛을 더 포함하는

   유니버셜 트립 유닛.
4. 제 1 항에 있어서,

   24V 예비 유닛으로부터 전력을 수신하는 전력 공급 유닛을 더 포함하는

   유니버셜 트립 유닛.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 유니버셜 레지스터는 특정 값으로 설정된 수치 데이터를 포함하는

   유니버셜 트립 유닛.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 제어기는 상기 유니버셜 레지스터의 상기 특정 값을 인식하도록 구성된

   유니버셜 트립 유닛.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 유니버셜 레지스터의 상기 특정 값은 0으로 설정되는

   유니버셜 트립 유닛.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 핵심 차단기 개성 파라미터는 적어도 프레임 크기, 단락 회로 규격(short circuit rating), 센서 및 상기 회로 차단기 장치의 회로 차단기(CB) 표준을 포함하는

   유니버셜 트립 유닛.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 제어기는 상기 유니버셜 레지스터로부터 결정된 상기 정보에 따라 상기 핵심 차단기 개성 파라미터를 판독하도록 상기 통신 유닛을 제어하는

   유니버셜 트립 유닛.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 제어기는 상기 유니버셜 레지스터로부터 결정된 상기 정보에 따라 상기 핵심 차단기 개성 파라미터의 전송을 요청하도록 상기 통신 유닛을 제어하는

    유니버셜 트립 유닛.
11. 제 1 항에 있어서,

    상기 제어기의 상기 메모리는 비휘발성 메모리를 포함하는

    유니버셜 트립 유닛.
12. 유니버셜 트립 유닛으로서,

    전력 공급 유닛과,

    상기 전력 공급 유닛에 결합되고, 상기 유니버셜 트립 유닛이 설치되는 다수의 회로 차단기 장치 중 임의의 차단기 장치의 개성 모듈로부터 핵심 차단기 개성 파라미터를 수신하도록 구성된 통신 유닛과,

    제어기를 포함하되,

    상기 제어기는,

    유니버셜 레지스터, 미리 저장된 핵심 파라미터 및 상기 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터가 저장되는 메모리- 상기 제어기는 상기 다수의 회로 차단기 장치 중 상기 임의의 회로 차단기 장치에 상기 유니버셜 트립 유닛을 설치할 때 상기 유니버셜 레지스터로부터 결정된 정보에 따라 상기 개성 모듈로부터 상기 다수의 회로 차단기 장치 중 상기 임의의 회로 차단기 장치의 상기 핵심 차단기 개성 파라미터를 수신하도록 상기 통신 유닛을 제어함 -와,

    상기 미리 저장된 핵심 파라미터 및 상기 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터에 의해 정의된 감지된 조건에 따라 트립 보호를 수행하는 구성요소를 포함하는

    유니버셜 트립 유닛.
13. 제 12 항에 있어서,

    상기 유니버셜 레지스터는 특정 값으로 설정된 수치 데이터를 포함하는

    유니버셜 트립 유닛.
14. 제 12 항에 있어서,

    상기 핵심 차단기 개성 파라미터는 적어도 프레임 크기, 단락 회로 규격, 센서 및 회로 차단기(CB) 표준을 반영하는 데이터를 포함하는

    유니버셜 트립 유닛.
15. 제 12 항에 있어서,

    상기 제어기는 상기 유니버셜 레지스터로부터 결정된 상기 정보에 따라 상기 핵심 차단기 개성 파라미터를 판독하도록 상기 통신 유닛을 제어하는

    유니버셜 트립 유닛.
16. 제 12 항에 있어서,

    상기 제어기는 상기 유니버셜 레지스터로부터 결정된 상기 정보에 따라 상기 핵심 차단기 개성 파라미터의 전송을 요청하도록 상기 통신 유닛을 제어하는

    유니버셜 트립 유닛.
17. 제 12 항에 있어서,

    상기 제어기의 상기 메모리는 비휘발성 메모리를 포함하는

    유니버셜 트립 유닛.
18. 각각이 개성 모듈을 구비한 다수의 회로 차단기 장치 중 임의의 회로 차단기 장치에 설치하기 위해 유니버셜 트립 유닛을 동작시키는 방법으로서,

    상기 다수의 회로 차단기 장치 중 상기 임의의 회로 차단기 장치에 상기 유니버셜 트립 유닛을 설치할 때 상기 유니버셜 트립 유닛의 유니버셜 레지스터를 인식하는 단계와,

    상기 인식하는 단계에 후속하여, 상기 유니버셜 레지스터로부터 결정된 정보에 따라 상기 개성 모듈로부터 상기 다수의 회로 차단기 장치 중 상기 임의의 회로 차단기 장치의 핵심 차단기 개성 파라미터를 수신하는 단계와,

    상기 회로 차단기 장치 내의 전류 및 전압 중 적어도 하나가 미리 저장된 핵심 파라미터 및 상기 수신된 핵심 차단기 개성 파라미터에 의해 정의된 제각기의 사전결정된 임계값을 초과하는 경우 트립 보호를 수행하도록 상기 유니버셜 트립 유닛의 구성요소를 제어하는 단계를

    포함하는 유니버셜 트립 유닛 동작 방법.
19. 제 18 항에 있어서,

    상기 핵심 차단기 개성 파라미터를 수신하는 단계는 상기 유니버셜 레지스터로부터 결정된 상기 정보에 따라 상기 핵심 차단기 개성 파라미터를 판독하는 단계를 포함하는

    유니버셜 트립 유닛 동작 방법.
20. 제 18 항에 있어서,

    성가 핵심 차단기 개성 파라미터를 수신하는 단계는 상기 유니버셜 레지스터로부터 결정된 상기 정보에 따라 상기 핵심 차단기 개성 파라미터에 대한 요청을 발행하는 단계를 포함하는

    유니버셜 트립 유닛 동작 방법.

Images