KR101198279B1 - 두 전원 라인의 전압 차이를 이용한 누전 검출 장치 - Google Patents

두 전원 라인의 전압 차이를 이용한 누전 검출 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제1 전원 라인(뉴트럴 라인)의 전압과, 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제2 전원 라인(핫 라인)의 전압을 비교하는 차등전압 비교부 및, 상기 차등전압 비교부의 비교 결과를 이용해 누전 여부를 판별하여 그에 따라 누전차단기 자동복귀용 솔레노이드 구동회로를 제어하는 누전 처리부를 포함하여 이루어진 두 전원 라인의 전압 차이를 이용한 누전 검출 장치에 관한 것으로, 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제1 전원 라인(뉴트럴 라인)의 전압과 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제2 전원 라인(핫 라인)의 전압 차이로 누전 여부를 검출함으로써, 종래보다 더 정확히 누전 여부를 검출할 수 있다.

Description

두 전원 라인의 전압 차이를 이용한 누전 검출 장치{Apparatus for detecting the earth leakage using voltage difference of two power line}
본 발명은 두 전원 라인의 전압 차이를 이용한 누전 검출 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제1 전원 라인(뉴트럴 라인)의 전압과 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제2 전원 라인(핫 라인)의 전압 차이로 누전 여부를 검출함으로써 종래보다 더 정확히 누전 여부를 검출할 수 있도록 하는, 두 전원 라인의 전압 차이를 이용한 누전 검출 장치에 관한 것이다.
현재 시판되고 있는 자동 복귀형 누전 차단기(누전이 해지되면 사람이 인위적으로 올리지 않고 자동으로 레버가 올라가는 차단기)의 복귀(ON) 방식은 모터를 이용한 기계식과 코일에 큰 전류를 순간적으로 흐르게 하는 전자석 원리가 주류이며, 기구적 특성은 다르지만 방식은 큰 차이가 없다.
복귀 동작 방식 및 누전 감지 방식의 핵심을 간략하게 서술하면 다음과 같다.
A사 제품 : 누전으로 차단기 동작시 누전의 유, 무에 관계없이 일정 시간 후 복귀 동작을 하는 방식.
B사 제품 : 누전 차단기의 출력 전원 단자(부하 측)를 통하여 콘덴서를 이용하여 미약한 전류를 흘려 누전 유, 무를 판단하여 복귀 동작을 하는 방식(한국등록실용신안 제0312397호)
C사 제품 : 누전 차단기의 출력 단자에 유입되는 누설 전류의 양에 의한 발광다이오드(포토 커플러)의 ON/OFF 동작으로 누전 해지를 감지하고 그 누전 허용 값은 고정 저항의 값으로 결정되는 방식(특허등록 제10-0782300호).
한편, 일반적으로 누전 차단기(100)는 전원 측과 부하 측을 연결하는 전원 [0002] 공급선을 통해 전원 측과 부하 측이 서로 연결된 상태에서 상기 부하 측에서 과전류 흐름이 감지되면 내부의 메인 스위치가 오프되어 상기 전원 측과 부하 측의 연결을 끊고 부하 측으로 공급되는 전원을 강제로 차단함으로써 부하 측 장비의 파손이나 화재 등을 방지하고, 과전류 흐름이 해소됨에 따라 상기 메인 스위치가 온되면 상기 전원 측과 부하 측이 연결되어 부하로 전원이 공급된다.
참고로, 상기 과전류 흐름은 부하 측 전기회로 내의 과부하, 단락(short circuit) 등에 기인하여 전류 흐름이 증가하는 것으로, 이러한 과전류 흐름을 차단하지 않으면 부하 측 장비의 파손을 초래하며, 부하 측 장비가 파손되면 부차적으로 화재가 발생할 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 종래보다 더 누전 여부를 정확히 검출할 수 있도록 하는, 두 전원 라인의 전압 차이를 이용한 누전 검출 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 두 전원 라인의 전압 차이를 이용한 누전 검출 장치는,
누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제1 전원 라인(뉴트럴 라인)의 전압과 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제2 전원 라인(핫 라인)의 전압 차이로 누전 여부를 검출할 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로는, 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제1 전원 라인(뉴트럴 라인)의 전압과, 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제2 전원 라인(핫 라인)의 전압을 비교하는 차등전압 비교부 및, 상기 차등전압 비교부의 비교 결과를 이용해 누전 여부를 판별하여 그에 따라 누전차단기 자동복귀용 솔레노이드 구동회로를 제어하는 누전 처리부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
바람직하게, 상기 누전 처리부는 상기 차등전압 비교부의 비교 결과로부터 상기 제1 전원 라인의 전압과 상기 제2 전원 라인의 전압 간의 차이 값을 검출하는 전압 검출부 및, 상기 전압 검출부가 검출한 차이 값이 설정 기준 값 이상인 경우 누전이 발생한 것으로 판별하여 누전 신호를 상기 솔레노이드 구동회로로 출력하고, 상기 전압 검출부가 검출한 차이 값이 설정 기준 값 미만인 경우 누전이 발생하지 않은 것으로 판별하여 복귀 신호를 상기 솔레노이드 구동회로로 출력하는 제1 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 누전 처리부는 사용자 입력 명령에 따라 누전 여부 측정시에는 제1 제어신호를 출력하고, 누전 여부 불측정시에는 제2 제어신호를 출력하는 제2 제어부를 더 포함하고, 상기 제2 제어부로부터 제1 제어신호 입력시(누전 여부 측정시) 온(ON) 되어 상기 제1 전원 라인과 상기 제2 전원 라인의 각 전압을 상기 차등전압 비교부로 통전시키고, 상기 제2 제어부로부터 제2 제어신호 입력시(누전 여부 불측정시 또는 평상시)에는 오프(OFF)되어 상기 제1 전원 라인과 상기 제2 전원 라인에서 상기 차등전압 비교부로의 전압 인가를 차단시키는 릴레이를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제1 전원 라인(뉴트럴 라인)의 전압과 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제2 전원 라인(핫 라인)의 전압 차이로 누전 여부를 검출함으로써, 종래 보다 더 정확히 누전 여부를 검출할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 두 전원 라인의 전압 차이를 이용한 누전 검출 장치를 도시한 블록구성도
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.
다만, 이하에서 설명되는 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도 1은 본 발명에 따른 두 전원 라인의 전압 차이를 이용한 누전 검출 장치를 도시한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 장치는 누전 차단기(101) 출력 측과 부하 사이의 제1 전원 라인(뉴트럴 라인)(102)의 전압과, 누전 차단기(101) 출력 측과 부하 사이의 제2 전원 라인(핫 라인)(103)의 전압 차이로 누전 여부를 검출할 수 있도록 하는 구조로 된 것이다.
구체적으로는, 차등전압 비교부(104) 및 누전 처리부(106)를 포함하여 이루어진 구조이며, 상기 누전 처리부(106)는 전압 검출부(107), 제1 제어부(108) 및, 제2 제어부(미도시)를 포함하여 이루어지고, 추가로, 릴레이(109)를 더 포함하여 이루어진 구조이다.
즉, 누전 차단기(101) 출력 측과 부하 사이의 제1 전원 라인(뉴트럴 라인)(102)의 전압과, 누전 차단기(101) 출력 측과 부하 사이의 제2 전원 라인(핫 라인)(103)의 전압을 비교하는 차등전압 비교부(104) 및, 상기 차등전압 비교부(104)의 비교 결과를 이용해 누전 여부를 판별하여 그에 따라 누전차단기 자동복귀용 솔레노이드 구동회로(105)의 동작을 제어하는 누전 처리부(106)를 포함하여 이루어진 구조이다.
그리고, 상기 누전 처리부(106)는 상기 차등전압 비교부(104)의 비교 결과로부터 상기 제1 전원 라인(102)의 전압과 상기 제2 전원 라인(103)의 전압 간의 차이 값을 검출하는 전압 검출부(107) 및, 상기 전압 검출부(107)가 검출한 차이 값이 설정 기준 값 이상인 경우 누전이 발생한 것으로 판별하여 누전 신호를 상기 솔레노이드 구동회로(105)로 출력하고, 상기 전압 검출부(107)가 검출한 차이 값이 설정 기준 값 미만인 경우 누전이 발생하지 않은 것으로 판별하여 복귀 신호를 상기 솔레노이드 구동회로(105)로 출력하는 제1 제어부(108)를 포함하여 이루어진 구조이다.
추가로, 상기 누전 처리부(106)는 사용자 입력 명령에 따라 누전 여부 측정시에는 제1 제어신호를 출력하고, 누전 여부 불측정시 또는 평상시에는 제2 제어신호를 출력하는 제2 제어부(미도시)를 더 포함하고, 상기 제2 제어부로부터 제1 제어신호 입력시(누전 여부 측정시) 온(ON) 되어 상기 제1 전원 라인(102)과 상기 제2 전원 라인(103)의 각 전압을 상기 차등전압 비교부(104)로 통전시키고, 상기 제2 제어부로부터 제2 제어신호 입력시(누전 여부 불측정시 또는 평상시)에는 오프(OFF)되어 상기 제1 전원 라인(102)과 상기 제2 전원 라인(103)에서 상기 차등전압 비교부(104)로의 전압 인가를 차단시키는 릴레이(109)를 더 포함하여 이루어진 구조이다.
여기서, 차등전압 비교부(104)는 누전 차단기(101) 출력 측과 부하 사이의 제1 전원 라인(뉴트럴 라인)(102)의 전압과, 누전 차단기(101) 출력 측과 부하 사이의 제2 전원 라인(핫 라인)(103)의 전압을 비교하여 그 비교 결과를 누전 처리부(106)로 입력하는 것이다.
누전 처리부(106)는 상기 차등전압 비교부(104)의 비교 결과를 이용해 누전 여부를 판별하여 그에 따라 누전차단기 자동복귀용 솔레노이드 구동회로(105)의 동작을 제어하는 것이다. 구체적으로 상기 누전 처리부(106)는 상기 차등전압 비교부(104)의 비교 결과로부터 상기 제1 전원 라인(102)의 전압과 상기 제2 전원 라인(103)의 전압 간의 차이 값을 전압 검출부(107)가 검출하면, 제1 제어부(108)는 상기 전압 검출부(107)가 검출한 차이 값이 설정 기준 값 이상인 경우 누전이 발생한 것으로 판별하여 누전 신호를 상기 솔레노이드 구동회로(105)로 출력하고, 상기 전압 검출부(107)가 검출한 차이 값이 설정 기준 값 미만인 경우 누전이 발생하지 않은 것으로 판별하여 복귀 신호를 상기 솔레노이드 구동회로(105)로 출력하는 구조이다. 추가로, 상기 누전 처리부(106)는 사용자 입력 명령에 따라 누전 여부 측정시에는 제1 제어신호를 출력하고, 누전 여부 불측정시 또는 평상시에는 제2 제어신호를 출력하는 제2 제어부(미도시)를 더 포함한 구조이다.
릴레이(109)는 제2 제어부로부터 제1 제어신호 입력시(누전 여부 측정시) 온(ON) 되어 상기 제1 전원 라인(102)과 상기 제2 전원 라인(103)의 각 전압을 상기 차등전압 비교부(104)로 통전시키고, 상기 제2 제어부로부터 제2 제어신호 입력시(누전 여부 불측정시 또는 평상시)에는 오프(OFF)되어 상기 제1 전원 라인(102)과 상기 제2 전원 라인(103)에서 상기 차등전압 비교부(104)로의 전압 인가를 차단시킨다.
이하, 도 1의 본 발명에 따른 두 전원 라인의 전압 차이를 이용한 누전 검출 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명은 누전 처리부(106)의 제2 제어부(미도시)가 사용자 입력 명령에 따라 누전 여부 측정시에는 제1 제어신호를 출력하고, 누전 여부 불측정시 또는 평상시에는 제2 제어신호를 출력한다.
즉, 미리 설정된 제1 사용자 명령 입력시에는 누전 여부 측정을 개시하도록 제1 제어신호를 릴레이(109)로 출력하고, 누전 여부 불측정시 또는 평상시에는 제2 제어신호를 릴레이(109)로 출력한다.
다음, 릴레이(109)는 상기 누전 처리부(106)의 제2 제어부(미도시)로부터 제1 제어신호 입력시(누전 여부 측정시) 온(ON) 되어 상기 제1 전원 라인(102)과 상기 제2 전원 라인(103)의 각 전압을 상기 차등전압 비교부(104)로 통전시킨다.
그리고, 상기 제2 제어부(미도시)로부터 제2 제어신호 입력시(누전 여부 불측정시 또는 평상시)에는 오프(OFF)되어 상기 제1 전원 라인(102)과 상기 제2 전원 라인(103)에서 상기 차등전압 비교부(104)로의 전압 인가를 차단시킨다.
다음, 차등전압 비교부(104)는 누전 차단기(101) 출력 측과 부하 사이의 제1 전원 라인(뉴트럴 라인)(102)의 전압과, 누전 차단기(101) 출력 측과 부하 사이의 제2 전원 라인(핫 라인)(103)의 전압을 릴레이(109)를 통해 입력받는다.
그런 다음, 상기 입력받은 누전 차단기(101) 출력 측과 부하 사이의 제1 전원 라인(뉴트럴 라인)(102)의 전압과, 누전 차단기(101) 출력 측과 부하 사이의 제2 전원 라인(핫 라인)(103)의 전압을 비교하여 그 비교 결과를 누전 처리부(106)로 입력한다.
그러면, 누전 처리부(106)는 상기 차등전압 비교부(104)의 비교 결과를 이용해 누전 여부를 판별하고, 판별된 결과에 따라 누전차단기 자동복귀용 솔레노이드 구동회로(105)의 동작을 제어한다.
구체적으로는 다음과 같다.
먼저, 상기 누전 처리부(106)의 전압 검출부(107)는 상기 차등전압 비교부(104)의 비교 결과로부터 상기 제1 전원 라인(102)의 전압과 상기 제2 전원 라인(103)의 전압 간의 차이 값을 검출한다.
다음, 누전 처리부(106)의 제1 제어부(108)는 상기 전압 검출부(107)가 검출한 차이 값과 설정 기준 값을 비교한다.
그래서, 상기 비교 결과, 전압 검출부(107)가 검출한 차이 값이 설정 기준 값 이상인 경우 누전이 발생한 것으로 판별하여 누전 신호를 상기 솔레노이드 구동회로(105)로 출력한다.
반면, 상기 전압 검출부(107)가 검출한 차이 값이 설정 기준 값 미만인 경우엔, 누전이 발생하지 않은 것으로 판별하여 복귀 신호를 상기 솔레노이드 구동회로(105)로 출력한다.
이와 같이, 본 발명은 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제1 전원 라인(뉴트럴 라인)의 전압과 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제2 전원 라인(핫 라인)의 전압 차이로 누전 여부를 검출함으로써, 종래 보다 더 정확히 누전 여부를 검출할 수 있게 된다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 누전 차단기 102 : 제1 전원 라인
103 : 제2 전원 라인 104 : 차등전압 비교부
105 : 솔레노이드 구동회로 106 : 누전 처리부
107 : 전압 검출부 108 : 제1 제어부
109 : 릴레이

Claims (3)

  1. 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제1 전원 라인(뉴트럴 라인)의 전압과, 누전 차단기 출력 측과 부하 사이의 제2 전원 라인(핫 라인)의 전압을 비교하는 차등전압 비교부; 및
    상기 차등전압 비교부의 비교 결과를 이용해 누전 여부를 판별하여 그에 따라 누전차단기 자동복귀용 솔레노이드 구동회로를 제어하는 누전 처리부를 포함하여 이루어진 두 전원 라인의 전압 차이를 이용한 누전 검출 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 누전 처리부는
    상기 차등전압 비교부의 비교 결과로부터 상기 제1 전원 라인의 전압과 상기 제2 전원 라인의 전압 간의 차이 값을 검출하는 전압 검출부; 및
    상기 전압 검출부가 검출한 차이 값이 설정 기준 값 이상인 경우 누전이 발생한 것으로 판별하여 누전 신호를 상기 솔레노이드 구동회로로 출력하고, 상기 전압 검출부가 검출한 차이 값이 설정 기준 값 미만인 경우 누전이 발생하지 않은 것으로 판별하여 복귀 신호를 상기 솔레노이드 구동회로로 출력하는 제1 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 두 전원 라인의 전압 차이를 이용한 누전 검출 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 누전 처리부는
    사용자 입력 명령에 따라 누전 여부 측정시에는 제1 제어신호를 출력하고, 누전 여부 불측정시에는 제2 제어신호를 출력하는 제2 제어부를 더 포함하고,
    상기 제2 제어부로부터 제1 제어신호 입력시(누전 여부 측정시) 온(ON) 되어 상기 제1 전원 라인과 상기 제2 전원 라인의 각 전압을 상기 차등전압 비교부로 통전시키고, 상기 제2 제어부로부터 제2 제어신호 입력시(누전 여부 불측정시 또는 평상시)에는 오프(OFF)되어 상기 제1 전원 라인과 상기 제2 전원 라인에서 상기 차등전압 비교부로의 전압 인가를 차단시키는 릴레이를 더 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 두 전원 라인의 전압 차이를 이용한 누전 검출 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106291215A (zh) * 2016-08-01 2017-01-04 国网山西省电力公司大同供电公司 一种高压电输电线路漏电监测装置

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