KR101198281B1 - 누전 차단기의 노이즈에 의한 오류 방지용 누전 검출 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 누전 검출부로부터 입력된 신호에 대해 누전 여부와 누전 세기를 판별하여 그 판별 결과에 따라 서로 다른 크기의 AC 전압을 출력하는 누전발생여부 판별신호 출력부 및, 상기 누전발생여부 판별신호 출력부가 출력한 AC 전압을 정류한 DC 전압과, 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정의 기준 전압과의 비교 결과에 따라, 솔레노이드 구동회로의 통전 동작을 제어하는 오류 방지부를 포함하여 이루어진 누전 차단기의 노이즈에 의한 오류 방지용 누전 검출 장치에 관한 것으로, 누전 검출부로부터 입력된 신호를 가공하여 누전 여부와 누전 세기에 따라 출력되는 서로 다른 크기의 AC 전압을 정류한 DC 전압과, 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정 기준 전압과의 비교 결과에 따라 솔레노이드의 통전 동작을 상이하게 제어함으로써, 미세 노이즈(예: 써지 전류)로 인해 누전 차단기가 동작되는 오류는 방지하고, 큰 노이즈 즉, 실제 누설 전류가 발생된 경우에서는 누전 차단기가 정상적으로 동작되어 전원을 차단하게 할 수 있다.

Description

누전 차단기의 노이즈에 의한 오류 방지용 누전 검출 장치{Apparatus for detecting earth leakage for preventing malfunctioning according to noise of leakage breaker}

본 발명은 누전 차단기의 노이즈에 의한 오류 방지용 누전 검출 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 누전 검출부로부터 입력된 신호를 가공하여 누전 여부와 누전 세기에 따라 출력되는 서로 다른 크기의 AC 전압을 정류한 DC 전압과, 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정 기준 전압과의 비교 결과에 따라 솔레노이드의 통전 동작을 상이하게 제어함으로써, 미세 노이즈(예: 써지 전류)로 인해 누전 차단기가 동작되는 오류는 방지하고, 큰 노이즈 즉, 실제 누설 전류가 발생된 경우에서는 누전 차단기가 정상적으로 동작되어 전원을 차단하게 하는, 누전 차단기의 노이즈에 의한 오류 방지용 누전 검출 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 주지된 바와 같이 전기회로의 개폐장치로 사용되는 차단기는 인체의 감전 사고 및 누전에 의한 화재를 방지하기위한 목적으로 사용되는 누전차단기(ELB : Earth Leakage Circuit Breaker)와, 합선에 의한 과대전류나 부하(기기,기계)의 과다 사용으로 인한 전류의 과다한 흐름을 차단하기 위한 목적으로 사용되는 배선용 차단기(NFC No Fuse Breaker)로 구분된다.

이중 누전차단기는 부하측의 누전에 의하여 지각전류가 발생하면 이를 검출하여 회로를 차단하는 방식을 취하고 있는 전류 동작형 차단기로서, 영상변류기(ZCT : Zero-phase current transformer)를 검출 기구로 사용하고 있다.

종래 누전차단기의 기본 구성은,

전원선의 지락전류를 검출하는 영상변류기(ZCT)와, 상기 영상변류기로부터 검출한 신호값을 소정의 크기로 증폭하는 증폭부와, 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 A/D컨버터와, 검출된 지락전류에 따라 회로의 차단여부를 판단하는 누전검출부와, 상기 누전검출부로부터 인가된 제어신호에 따라 회로의 차단동작을 수행하는 트립 구동부와, 누전차단기에 동작전원을 공급하는 전원공급부로 구성된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 누전차단기에 의하면 외부에서 전원선을 타고 써지가 유입되거나 강한 전자파 간섭 또는 전자파 장해(EMI)에 의해 트립 구동부(50)가 동작하여 부하측의 전원을 차단하는 경우가 종종 발생하였다.

결국, 인체의 감전방지를 위해 누전차단기가 사용되지만 써지 전류 및 순간적인 노이즈 등으로 인해 누전차단기가 오작동할 수 있으며, 이러한 누전차단기의 오작동으로 인해 가정용 및 산업용 장비들이 동작불능 상태를 일으키게 되어 불편을 겪게 되고, 특히 산업용 무인화 장비들이 동작불능 상태를 일으키는 경우에는 경제적 손실을 함께 불러오는 문제점도 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 개발된 것으로, 누전 검출부로부터 입력된 신호를 가공하여 누전 여부와 누전 세기에 따라 출력되는 서로 다른 크기의 AC 전압을 정류한 DC 전압과, 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정 기준 전압과의 비교 결과에 따라 솔레노이드의 통전 동작을 상이하게 제어함으로써, 미세 노이즈(예: 써지 전류)로 인해 누전 차단기가 동작되는 오류는 방지하고, 큰 노이즈 즉, 실제 누설 전류가 발생된 경우에서는 누전 차단기가 정상적으로 동작되어 전원을 차단할 수 있도록 하는, 누전 차단기의 노이즈에 의한 오류 방지용 누전 검출 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 누전 차단기의 노이즈에 의한 오류 방지용 누전 검출 장치는,

누전 검출부로부터 입력된 신호에 대해 누전 여부와 누전 세기를 판별하여 그 판별 결과에 따라 서로 다른 크기의 AC 전압을 출력하는 누전발생여부 판별신호 출력부 및, 상기 누전발생여부 판별신호 출력부가 출력한 AC 전압을 정류한 DC 전압과, 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정의 기준 전압과의 비교 결과에 따라, 솔레노이드 구동회로의 통전 동작을 제어하는 오류 방지부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 오류 방지부는 상기 누전발생여부 판별신호 출력부가 출력한 AC 전압을 DC 전압으로 정류하는 누전 신호 정류부, 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정의 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부 및, 상기 누전 신호 정류부에서 정류한 DC 전압과 상기 기준 전압 발생부에서 발생한 기준 전압을 비교하여, 상기 DC 전압이 상기 기준 전압보다 큰 경우 전원 차단 신호를 솔레노이드 구동회로로 출력하고, 상기 DC 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우 상태 유지하는 전압레벨 비교기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은 미세 노이즈에 대해서는 반응을 하지 않고 큰 노이즈(예: 누설 전류)에서만 반응할 수 있는 누전 검출 장치를 제공할 수 있다.

즉, 누전 검출부로부터 입력된 신호를 가공하여 누전 여부와 누전 세기에 따라 출력되는 서로 다른 크기의 AC 전압을 정류한 DC 전압과, 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정 기준 전압과의 비교 결과에 따라 솔레노이드의 통전 동작을 상이하게 제어함으로써, 미세 노이즈(예: 써지 전류)로 인해 누전 차단기가 동작되는 오류는 방지하고, 큰 노이즈 즉, 실제 누설 전류가 발생된 경우에서는 누전 차단기가 정상적으로 동작되어 전원을 차단하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 누전 차단기의 노이즈에 의한 오류 방지용 누전 검출 장치를 도시한 블록구성도
도 2는 본 발명에 따른 누전 차단기의 노이즈에 의한 오류 방지용 누전 검출 장치의 동작을 순서대로 도시한 플로우 챠트

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 누전 차단기의 노이즈에 의한 오류 방지용 누전 검출 장치를 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 장치는 미세 노이즈에 대해서는 반응을 하지 않고 큰 노이즈(예: 누설 전류)에서만 반응할 수 있는 구조이다.

즉, 누전 검출부(101)로부터 입력된 신호를 가공하여 누전 여부와 누전 세기에 따라 출력되는 서로 다른 크기의 AC 전압을 정류한 DC 전압과, 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정 기준 전압과의 비교 결과에 따라 솔레노이드의 통전 동작을 상이하게 제어하는 구조로 된 것이다.

그렇게 하여, 미세 노이즈로 인해 누전 차단기가 동작되는 오류는 방지하고, 큰 노이즈 즉, 실제 누설 전류가 발생된 경우에서는 누전 차단기가 정상적으로 동작되어 전원을 차단시키도록 한 것이다.

구체적으로, 본 장치는 누전발생여부 판별신호 출력부(102) 및 오류 방지부를 포함하여 이루어진 구조이며, 상기 오류 방지부는 누전 신호 정류부(103), 기준 전압 발생부(104), 전압 레벨 비교기(105)를 포함하여 이루어진 구조이다.

즉, 누전 검출부(101)로부터 입력된 신호에 대해 누전 여부와 누전 세기를 판별하여 그 판별 결과에 따라 서로 다른 크기의 AC 전압을 출력하는 누전발생여부 판별신호 출력부(102) 및, 상기 누전발생여부 판별신호 출력부(102)가 출력한 AC 전압을 정류한 DC 전압과, 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정의 기준 전압과의 비교 결과에 따라, 솔레노이드 구동회로의 통전 동작을 제어하는 오류 방지부를 포함하여 이루어진 구조이며, 상기 오류 방지부는 누전 신호 정류부(103), 기준 전압 발생부(104), 전압 레벨 비교기(105)를 포함하여 이루어진 구조이다.

여기서, 누전발생여부 판별신호 출력부(102)는 누전 검출부(101)로부터 입력된 신호를 가공하여 누전 여부와 누전 세기를 판별한 다음, 그 판별 결과에 따라 서로 다른 AC 전압을 출력하는 것이다. 즉, 누전 검출부(101)로 입력된 신호를 가공하여 가공된 신호에 따라 누전 여부와 누전 세기를 판별한 다음, 판별된 결과에 따라 크기가 다른 하이(High) 또는 로우(low) 레벨의 AC 전압을 누전 신호 정류부(103)로 출력하는 것이다.

오류 방지부는 누전발생여부 판별신호 출력부(102)가 출력한 AC 전압을 DC 전압으로 정류하고, 그 정류한 DC 전압과 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정의 기준 전압과의 비교 결과에 따라, 솔레노이드 구동회로의 통전 동작을 제어하는 것이다. 구체적으로, 상기 오류 방지부는 상기 누전발생여부 판별신호 출력부(102)가 출력한 AC 전압을 DC 전압으로 정류하는 누전 신호 정류부(103), 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정의 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부(104) 및, 상기 누전 신호 정류부(103)에서 정류한 DC 전압과 상기 기준 전압 발생부(104)에서 발생한 기준 전압을 비교하여, 상기 DC 전압이 상기 기준 전압보다 큰 경우 전원 차단 신호를 솔레노이드 구동회로로 출력하고, 상기 DC 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우 상태 유지하는 전압레벨 비교기(105)를 포함하여 이루어진 구조로 된 것이다.

이하, 도 1의 본 발명에 따른 누전 차단기의 노이즈에 의한 오류 방지용 누전 검출 장치의 동작을 첨부된 도 2를 참조해 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 누전 차단기의 노이즈에 의한 오류 방지용 누전 검출 장치의 동작을 순서대로 도시한 플로우 챠트이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 먼저, 누전발생여부 판별신호 출력부(102)가 누전 검출부(101)로부터 입력된 신호를 가공하여 누전 여부와 누전 세기를 판별한 다음, 그 판별 결과에 따라 서로 다른 크기의 AC 전압을 출력한다(S201 ~ S203).

즉, 누전 검출부(101)로 입력된 신호를 가공하여 가공된 신호에 따라 누전 여부와 누전 세기를 판별한다.

그런 다음, 판별된 결과에 따라 크기가 다른 하이(High) 또는 로우(low) 레벨의 AC 전압을 출력한다.

상기 누전발생여부 판별신호 출력부(102)는 누전 검출부(101)로부터 입력된 신호를 가공하여 누전 여부와 누전 세기를 판별한 다음, 그 판별 결과에 따라 서로 다른 AC 전압을 출력하는 것이다.

다음, 오류 방지부는 누전발생여부 판별신호 출력부(102)가 출력한 AC 전압을 DC 전압으로 정류한다.

그리고, 그 정류한 DC 전압과 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정의 기준 전압과의 비교 결과에 따라, 솔레노이드 구동회로의 통전 동작을 제어한다.

구체적으로는 다음과 같다.

먼저, 상기 오류 방지부의 누전 신호 정류부(103)는 상기 누전발생여부 판별신호 출력부(102)가 출력한 AC 전압을 DC 전압으로 정류한다(S204).

다음, 기준 전압 발생부(104)는 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정의 기준 전압을 발생한다(S205).

그러면, 전압 레벨 비교기(105)는 상기 누전 신호 정류부(103)에서 정류한 DC 전압과 상기 기준 전압 발생부(104)에서 발생한 기준 전압을 비교한다(S206).

그래서, 상기 DC 전압이 상기 기준 전압보다 큰 경우 전원 차단 신호를 SCR1로 출력한다(S207).

그 결과, 입력된 큰 노이즈(예: 누설 전류)로 인해 SCR이 구동되고, 그에 따라 솔레노이드 구동회로가 작동되어 전원을 차단하게 된다.

반면, 상기 DC 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우 상태 유지한다(S208).

즉, 상기 누전 신호 정류부에서 정류한 DC 전압이 상기 기준 전압 발생부에서 발생한 기준 전압보다 작은 경우 상태 유지한다.

그 결과, 입력된 미세 노이즈로 인해서는 SCR1이 구동되지 않고 그에 따라 솔레노이드 구동회로는 현 상태를 그대로 유지하게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 누전 검출부로부터 입력된 신호를 가공하여 누전 여부와 누전 세기에 따라 출력되는 서로 다른 크기의 AC 전압을 정류한 DC 전압과, 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정 기준 전압과의 비교 결과에 따라 솔레노이드의 통전 동작을 상이하게 제어한다.

그 결과, 미세 노이즈(예: 써지 전류)로 인해 누전 차단기가 동작되는 오류는 방지하고, 큰 노이즈 즉, 실제 누설 전류가 발생된 경우에서는 누전 차단기가 정상적으로 동작되어 전원을 차단할 수 있게 되는 것이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
101 : 누전 검출부 102 : 누전발생여부 판별신호 출력부
103 : 누전 신호 정류부 104 : 기준 전압 발생부
105 : 전압 레벨 비교기

Claims (2)

1. 누전 검출부로부터 입력된 신호에 대해 누전 여부와 누전 세기를 판별하여 그 판별 결과에 따라 서로 다른 크기의 AC 전압을 출력하는 누전발생여부 판별신호 출력부; 및
   상기 누전발생여부 판별신호 출력부가 출력한 AC 전압을 정류한 DC 전압과, 미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정의 기준 전압과의 비교 결과에 따라, 솔레노이드 구동회로의 통전 동작을 제어하는 오류 방지부를 포함하여 이루어진 누전 차단기의 노이즈에 의한 오류 방지용 누전 검출 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 오류 방지부는
   상기 누전발생여부 판별신호 출력부가 출력한 AC 전압을 DC 전압으로 정류하는 누전 신호 정류부;
   미세 노이즈와 누전 여부 간의 판별 기준이 되는 소정의 기준 전압을 발생하는 기준 전압 발생부; 및
   상기 누전 신호 정류부에서 정류한 DC 전압과 상기 기준 전압 발생부에서 발생한 기준 전압을 비교하여, 상기 DC 전압이 상기 기준 전압보다 큰 경우 전원 차단 신호를 솔레노이드 구동회로로 출력하고, 상기 DC 전압이 상기 기준 전압보다 작은 경우 상태 유지하는 전압레벨 비교기를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 누전 차단기의 노이즈에 의한 오류 방지용 누전 검출 장치.
   
   

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