KR101236799B1

KR101236799B1 - 누전 검출 기능을 가지는 배선 기구

Info

Publication number: KR101236799B1
Application number: KR1020107028688A
Authority: KR
Inventors: 기요시 고토
Original assignee: 파나소닉 주식회사
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2009-07-02
Publication date: 2013-02-25
Also published as: US8390967B2; EP2306487A1; HK1157928A1; AU2009266760B2; JP5119063B2; TWI402518B; CN102067263A; CN102067263B; KR20110009260A; JP2010015745A; CA2727734C; EP2306487B1; US20110110003A1; TW201017187A; WO2010001950A1; CA2727734A1; EP2306487A4; AU2009266760A1

Abstract

상용(商用) 전원과 부하를 연결하는 전기 회로의 누전(漏電) 전류를 검출하여 전기 회로를 차단하는 배선 기구에 있어서, 누전 전류가 불균일한 파형인 경우에도, 누전 차단이 확실하게 가능하도록 한다. 배선 기구(1)는, 상용 전원과 부하(30)를 연결하는 전기 회로에 흐르는 누전 전류를 검출하여 누전 판정을 행하는 누전 제어부(4)와, 누전 제어부(4)에 의한 누전 판정에 따라 전기 회로를 차단하는 개폐부(2)를 구비하고, 누전 제어부(4)는, 검출된 누전 전류를 여과하기 위한, 인체가 감전에 대하여 가지는 주파수 특성의 필터부(42)와, 필터부(42)를 통과한 누전 전류에 대한 신호의 제곱 연산값을 산출하는 제곱 연산부(43)와, 제곱 연산부(43)에 의해 얻어진 제곱 연산값에 기초하여 누전 판정을 행하는 임계값 판정부(46)를 가진다. 이로써, 제곱 연산값에 의해 누전 판정이 행해지므로, 누전 전류가 불균일한 파형인 경우에도, 누전 검출을 양호한 정밀도로 행할 수 있어, 누전 차단을 확실하게 행할 수 있다.

Description

누전 검출 기능을 가지는 배선 기구{WIRING DEVICE WITH LEAKAGE DETECTION FUNCTION}

본 발명은, 누전(漏電) 검출에 의해 상용(商用) 전원으로부터 부하로의 전기 회로를 차단하고, 누전을 정지시키는 누전 검출 기능을 가지는 배선 기구에 관한 것이다.

종래, 전기적 안전 확보를 위하여, 물을 사용하는 곳이나 옥외에서 사용되는 콘센트 등의 배선 기구에는 누전 검출 기능이 탑재되어 있다. 또한, 일반 주택에 있어서의 메인 브레이커에도 누전 검출 기능이 부가되어 있으며, 예를 들면, 30mA정도의 누전 검출 레벨이 설정되어 있다. 또한, 이러한 종류의 메인 브레이커는, 예를 들면, 뇌서지(lightning surge) 등, 인입선을 통하여 전달되어 오는 노이즈에 의해 오동작하지 않도록, 누전 검출 임계값을 초과하는 신호의 시간이나 횟수를 카운트하여 누전 제어를 행하도록 하고 있다.

이와 같은 누전 검출 기능을 가지는 배선 기구의 종래예를 도 7 내지 도 9를 참조하여 설명한다. 도 7에 있어서, 배선 기구(100)는, 단상 3선의 상용 전원과 부하(120) 사이에 삽입되고, 보다 상세하게는, 상용 전원으로부터의 전기 회로(전원선 L1, L2, 및 중성선 N)에 개재된 메인 브레이커(130)를 거친, 분기 브레이커(140) 다음의 전기 회로에 접속된다.

배선 기구(100)는, 도 8에 나타낸 바와 같이, 전기 회로(전원선 L1 및 중성선 N)에 삽입된 개폐부(101)와, 전기 회로에 흐르는 누전 전류를 검출하는 제로 상(相) 변류기(102)와, 이 검출 누전 전류를 기초로 하여 개폐부(101)를 떨어지도록 하는 누전 제어부(103)를 구비한다. 누전 제어부(103)는, 로우패스용 필터부(131)와, 누전 전류를 판정하는 임계값 판정부(132)와, 판정 신호를 카운트하는 카운터(133)와, 카운터수에 의해 누전을 판정하는 누전 판단부(134)를 가진다.

도 9의 (a)∼(d)는, 배선 기구(100)의 동작을 설명하는 각종 신호 파형을 나타낸다. 제로상 변류기(102)에서 검출되어 필터부(131)를 통과한 누전 전류가, 임계값 판정부(132)에서 마이너스극 검파 및 플러스극 검파되고, 이 검파 출력의 임계값을 초과한 횟수가 카운트되고, 이 횟수가 소정 횟수(여기서는, 3회)가 되면, 누전 판정되고, 트립 신호가 출력되어, 개폐기(101)를 차단한다.

또한, 누전 제어부(103)의 다른 예를 도 10에 나타낸다. 이 누전 제어부(103)는, 제로상 변류기(102)의 검출 누전 전류가 필터부(131)에 의해 여과되고, 그 출력을 정류부(135)에서 정류하고, 이 정류 출력을 적분부(136)에서 적분하여 얻어진 평균값을 소정값과 비교하여 누전 판단부(134)에서 누전 판정을 행한다. 또한, 누전 차단 기능을 가진 콘센트에 있어서는, 예를 들면, 누전 검출 감도 15mA의 것이 알려져 있다.

또한, 누전 브레이커를 가진 전원 콘센트로서, 플러그의 핀 사이에서 발생하는 불꽃 방전을 검지하는 센서의 출력 전류를 제로상 변류기에 의해 검출하여, 누전 브레이커를 떨어지도록 하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 일본 특허 출원 공개 번호 2006-48958호 공보 참조).

그러나, 최근, 인버터 부하 등의 증가에 의해, 도 11에 나타낸 바와 같이, 누전 전류는 복잡한 파형왜곡이 큰 신호가 되어 있고, 이로 인해, 도 8에 나타낸 예에 있어서는, 필요한 검파 파형의 카운트를 정확하게 얻을 수 없게 되어, 누전 검출 정밀도가 저하된다. 또한, 도 10에 나타낸 예에 있어서는, 누전 전류의 불균일이 커지면, 평균값이 실효값에 비해 낮게 되므로, 누전 검출의 검출 감도가 저하된다. 그러므로, 파형왜곡이 큰 누전 전류의 모든 경우에, 누전 검출 정밀도가 저하되어, 확실한 누전 차단이 곤란하여, 인체의 감전 보호에 바람직하지 않은 동작이 된다.

또한, 일본 특허 출원 공개 번호 2006-48958호 공보에 나타낸 것은, 불꽃 방전과 같은 순간 누출 전류에 대응한 것이므로, 로우패스필터(low pass filter)를 사용할 수 없고, 따라서, 통상의 누전 전류에 대한 인체의 감전 보호의 특성은 낮다.

본 발명은, 전술한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 누전 전류가 불균일한 파형인 경우에도, 누전 차단을 확실하게 행할 수 있는 누전 검출 기능을 가진 배선 기구를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 상용 전원과 부하 사이에 설치되는, 누전 검출 기능을 가지는 배선 기구에 있어서, 상기 상용 전원과 부하를 연결하는 전기 회로에 흐르는 누전 전류를 검출하여 누전 판정을 행하는 누전 판정부와, 상기 누전 판정부에 의한 누전 판정에 따라 상기 전기 회로를 차단하는 개폐부를 구비하고, 상기 누전 판정부는, 검출된 누전 전류를 여과하기 위한, 인체가 감전에 대하여 가지는 주파수 특성을 가지는 필터부와, 상기 필터부를 통과한 신호의 제곱 연산값을 산출하는 연산부와, 상기 연산부에 의해 얻어진 제곱 연산값과 미리 설정된 임계값을 비교함으로써 누전 판정을 행하는 판정부를 구비하는 것이다.

본 발명에 의하면, 필터부를 통과한 누전 전류에 관한 신호의 제곱 연산값에 따라 누전 판정을 행하므로, 누전 전류가 불균일한 파형인 경우에도, 검출 레벨이 저하되지 않는다. 그러므로, 누전 검출을 더욱 양호한 정밀도로 행할 수 있어, 누전 차단을 확실하게 행할 수 있다.

상기 필터부는, DC 컷 기능을 가지고 있고, 컨덴서 및 저항으로 구성되는 것이 바람직하다. 이에 따르면, 필터부의 출력 신호는 DC 컷되므로, 필터부 후단으로의 입력 신호가 DC 오프셋을 가지지 않는다. 이로써, DC 오프셋에 의한 누전 판정에 대한 영향이 없어져서, 누전 검출 정밀도가 향상되고, 또한 오프셋을 조정하기 위한 회로가 불필요하게 되어 염가로 된다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 배선 기구의 구성도이다.
도 2는 상기 배선 기구의 누전 제어부의 구성도이다.
도 3은 인체의 감전의 주파수 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 상기 배선 기구의 필터부의 구체 구성도이다.
도 5는 상기 배선 기구의 트립 레벨 주파수 특성을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 배선 기구에 있어서의 누전 제어부의 구성도이다.
도 7은 종래의 배선 기구가 사용되는 전원과 부하와의 사이의 회로 구성도이다.
도 8은 종래의 배선 기구의 구성도이다.
도 9의 (a)는 상기 배선 기구에 있어서의 누전 전류의 파형도, (b)는 상기 누전 전류 파형의 마이너스극 검파를 나타낸 도면, (c)는 상기 누전 전류 파형의 플러스극 검파를 나타낸 도면, (d)는 트립 신호를 나타낸 도면이다.
도 10은 다른 종래의 배선 기구에 있어서의 누전 제어부의 구성도이다.
도 11은 상기 배선 기구에 있어서의 누전 전류의 파형도이다.

이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 누전 검출 기능을 가진 배선 기구(이하, 본 배선 기구라고 함)에 대하여, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 배선 기구(1)는, 상용 전원과 부하(30)와의 사이의 전기 회로를 차단하는 개폐부(2)와, 개폐부(2)와 부하(30)를 연결하는 전기 회로(20)에 흐르는 누전 전류를 검출하는 제로상(相) 변류기(3)와, 이 검출된 누전 전류를 기초로 하여 개폐부(2)를 제어하는 누전 제어부(누전 판정부)(4)와, 상용(商用) 전원으로부터 직류 전원을 형성하여 각 부에 전원 공급하는 전원부(5)를 구비한다. 본 배선 기구(1)는, 상용 전원과 부하와의 사이에 설치되며, 예를 들면, 브레이커나 콘센트, 테이블 탭, 연장 코드 등에 설치된다. 여기서는, 상용 전원은, 단상 3선의 전원선 L1, L2, 중성선 N 내의 단상 2선이 전기 회로(20)로서 개폐부(2)에 접속된다. 그리고, 전기 회로(20)는, 단상 2선식으로 한정되는 것은 아니다.

개폐부(2)는, 사이리스터(thyristor) 등의 스위치 소자를 가지는 스위치부(21)와, 스위치부(21)에 직렬로 접속된 석방(釋放) 릴레이의 여자(勵磁) 코일(22)과, 여자 코일(22)의 여자에 의해 떨어지는 접점(23)을 구비하고, 개폐부(2)는, 통상적으로는, 닫힌 상태로 있으며, 누전 제어부(4)로부터의 누전 제어 신호에 의해 스위치부(21)가 온되면, 여자 코일(22)이 여자하여, 접점(23)의 래치가 해제되고, 떨어진다. 이로써, 부하(30)로의 전기 회로(20)가 차단된다.

제로상 변류기(3)는, 코일 내를 전기 회로(20)가 관통하도록 설치되고, 전기 회로(20)에 흐르는 누전 전류를 검출하여, 전기 회로(20)에서 누전이 발생하면, 검출된 누전 전류를 누전 제어부(4)에 공급한다.

누전 제어부(4)는, 제로상 변류기(3)로부터의 누전 전류를 차동(差動) 증폭하는 증폭부(41)와, 증폭부(41)의 출력 신호를 필터링하는 필터부(42)와, 필터부(42)로부터의 출력 신호를 제곱 연산하는 제곱 연산부(43)와, 제곱 연산 출력의 게인 조정을 행하는 게인 조정부(44)와, 게인 조정된 제곱 연산 출력을 적분하는 적분 회로부(45)와, 이 적분 출력을 미리 정해진 임계값 전압 E1과 비교하여, 누전 판정을 행하는 임계값 판정부(46)를 구비한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 증폭부(41)는, 제로상 변류기(3)의 코일의 양단에 각각 접속되어 누전 전류를 증폭하는 오피앰프 Q1, Q2와, 오피앰프 Q1, Q2 각각의 출력이 입력되어 차동 증폭하는 오피앰프 Q3을 구비한다. 여기서, 저항 R1, R2, R6, R7 및 저항 R3, R4, R5, R8은, 각각 오피앰프 Q1, Q2의 입력 저항 및 피드백 저항이며, 저항 R9는 오피앰프 Q3의 입력 접지 저항이다. 이로써, 제로상 변류기(3)에서 검출된 누전 전류는, 오피앰프 Q1, Q2에서 증폭되고, 또한 오피앰프 Q3의 차동 증폭에 의해, 더욱 증대되어, 다음 단(段)의 필터부(42)에 공급된다.

필터부(42)는, 필터용 저항 R10과, 이 저항 R10의 출력측과 접지 사이에 접속된 컨덴서 C1과 저항 R11과의 직렬 회로와, 이 직렬 회로에 병행(竝行)한 컨덴서 C2를 구비하여, 로우패스필터(LPF)를 형성한다. 필터부(42)는, 누전 전류의 고주파 성분을 제거하고, 순간 노이즈에 의한 개폐부(2)의 불필요한 동작을 회피시키고, 또한 후술하는 바와 같이 인체가 감전에 대하여 가지는 주파수 특성에 가까운 필터 특성을 가진다. 그리고, 필터부(42)의 베이직 구성은, 적어도 저항 R10과 컨덴서 C2가 있으면 된다.

제곱 연산부(43)는, 입력 신호를 제곱 연산하는 연산 기능을 가지는 CPU 등의 집적회로 IC1을 구비한다. 제곱 연산부(43)는, 필터부(42)로부터 입력된 누전 신호를 집적회로 IC1에 의한 소프트웨어 연산 처리로 제곱 연산하고, 구해진 제곱 연산값을 다음 단의 게인 조정부(44)에 입력한다. 또한, 제곱 연산부(43)는, 제곱 연산 이외의 연산 처리도 행할 수 있고, 얻어진 제곱 연산을 기초로 하여, 누전 신호의 순간값의 제곱 평균의 제곱근을 구하는 연산을 행하여, 누전 신호의 실효값을 구할 수도 있다.

게인 조정부(44)는, 증폭용 오피앰프 Q4를 구비하고, 제곱 연산부(43)로부터의 제곱 연산값을 증폭하여, 그 출력을 적분 회로부(45)에 입력한다. 여기서, 저항 R12, R13, 및 R14는, 각각 입력 저항, 접지 저항, 및 피드백 저항을 나타낸다. 그리고, 여기서의 게인 조정은 입력 저항 R12, 또는 피드백 저항 R14의 값을 조정함으로써 행할 수 있다. 또한, 오피앰프에 게인 조정용 가변 저항기 등을 별도로 장착해도 된다.

적분 회로부(45)는, 게인 조정부(44)로부터의 출력을 적분하기 위한 오피앰프 Q5와, 오피앰프 Q5와 게인 조정부(44)를 접속하는 입력 저항 R15와, 오피앰프 Q5의 입력의 일단을 접지하는 접지 저항 R16과, 오피앰프 Q5의 피드백용 저항 R17과, 저항 R17에 병행 접속되는 적분용 컨덴서 C3를 구비한다. 이로써, 게인 조정부(44)로부터의 입력 신호를 적분하여 고주파 성분을 저감시켜, 순간적인 입력 신호의 변동을 억제한다.

임계값 판정부(46)는, 적분 회로부(45)로부터의 입력 신호 레벨을 판정하기 위한 오피앰프 Q6을 구비하고, 오피앰프 Q6의 입력의 일단은 적분 회로부(45)와 입력 저항 R18에 접속되고, 오피앰프 Q6의 입력의 타단은, 미리 정해진 임계값 전압 E1이 인가되어 있다. 임계값 판정부(46)는, 적분 회로부(45)로부터의 입력 신호의 전압을 임계값 전압 E1과 비교하여, 입력 신호가 임계값 전압 E1보다 클 때, 누전으로 판정하여 누전 제어 신호를 발생하고, 이 누전 제어 신호를 개폐부(2)의 스위치부(21)에 출력한다. 이로써, 개폐부(2)를 떨어지도록 하여, 부하(30) 측으로의 전원 공급을 차단한다. 그리고, 임계값 판정부(46)로의 입력 신호를, 누전 신호의 실효값으로 해도 되며, 이 때는, 임계값 전압 E1도 변경한다.

여기서, 필터부(42)에 대하여, 도 3 내지 도 5를 참조하여 상세하게 설명한다. 도 3(「지각(知覺) 전류의 임계값」: 저자 Dalziel. C. F, AIEE 회보, 파트 III-B, p.990∼996, 1954년 발행)은, 주파수에 대한 인체가 감전을 지각하는 상대적 전류값인 주파수 계수를 나타내고, ○표시는, Dalziel씨에 의한 데이터, 실선은 IEC(국제전기표준회의) 479규격에 기재된 데이터, 점선은 IEC990 규격에 기재된 R-C 회로망의 입출력 전달 함수의 역특성의 각 그래프를 나타낸다. 일반적으로, 사람은 전류의 주파수가 높아질수록, 그 전류에 대한 지각이 둔해진다는 특성을 가진다. 예를 들면, 누전 전류가 100Hz의 저주파에 있어서의 주파수 계수를 1로 하면, 10kHz의 고주파에 있어서는, 주파수 계수가 수배 커지고, 사람은 저주파에서는 작은 값의 전류에 대하여 지각이 생기지만, 고주파에서는 전류값이 그 주파수 계수 분만큼 크지 않으면, 동일한 지각이 생기지 않는다.

또한, 도 4는, IEC990에 기재된 R-C 회로망을 나타내고, 이것은, Dalziel씨에 의한 특성의 역특성을 가진다. 상기 필터부(42)(도 2 참조)는, 이 R-C 회로망과 동일한 구성을 이루고, R10=10KΩ, C1=0.0062μF, R11=20KΩ, 및 C2=0.0091μF로서, 인체가 감전에 대하여 가지는 주파수 특성에 가까운 필터 특성을 얻고 있다.

또한, 도 5는, 상기 R-C 회로망의 누전 검출의 필터를 사용한 경우의 누전 전류의 트립 레벨 주파수 특성을 나타낸다. 이 그래프에 있어서, 가로축은 주파수를, 세로축은 전기 회로 차단하도록 판단하기 위한 트립 레벨을 나타낸다. 이 R-C 회로망은, 저주파일수록 그 전달 함수가 크다. 그러므로, 저주파에서는 고감도이며, 트립 레벨의 전류값이 낮고, 고주파에서는 감도가 낮아지고, 트립 레벨의 전류값이 크다. 따라서, 이 주파수 특성에 근사한 필터를 사용하면, 본 실시예의 배선 기구(1)는, 저주파에서는 작은 누전 전류로 개폐부(2)를 트립하고, 고주파에서는 비교적 큰 누전 전류로 개폐부(2)를 트립한다. 예를 들면, 주파수가 일본의 전원 주파수(50Hz, 60Hz) 내지 100Hz에 있어서의 트립 레벨은 약 5mA로 되어 있으므로, 누전 전류가 이 트립 레벨을 초과하면 전기 회로(20)가 차단된다. 이 트립 레벨은, 주파수가 높아지고, 또한 주파수 계수에 기초하여 커지게 된다. 그리고, 이 트립 레벨은 감전에 대하여 어느 정도의 여유를 가지고 설정된다.

전술한 바와 같이 구성된 본 배선 기구(1)에 있어서, 예를 들면, 부하(30) 측에서 누전이 발생하면, 제로상 변류기(3)에서 검출된 누전 신호는, 필터부(42)를 통해 제곱 연산부(43)에 입력되고, 제곱 연산부(43)에서 제곱 연산되어 누전 신호의 제곱값으로 변환된다. 이 누전 신호의 제곱 연산값은, 등가적으로 누전 전류의 에너지값에 대응하므로, 파형 불균일이 큰 누전 전류(복합 주파수 성분을 포함하는 누전 전류)라도, 평균값 검출과는 달리, 파형에 영향을 받지 않는 누전 전류 검출 레벨을 얻을 수 있다. 이로써, 누전 신호의 검출 레벨은, 종래의 평균값에 의한 검출 레벨에 비해 높아져서, 검출 감도 레벨이 향상된다. 또한, 임계값 판정부(46)에 있어서, 누전 신호의 실효값을 기초로 하여 판정하는 경우에도, 파형왜곡에 영향을 받지 않기 때문에, 전술한 바와 마찬가지로 평균값에 비해 누전 검출 레벨이 높아진다.

따라서, 종래의 평균값 비교에 있어서는, 실제로는, 누전 신호 레벨이 큼에도 불구하고 작다고 판정하여, 누전 차단이 응답하지 않는 경우가 있었지만, 본 실시예의 배선 기구(1)에 의하면, 누전 전류의 제곱값과 미리 정해진 임계값과의 비교에 의해 누전 판정을 행하므로 누전 전류가 불균일한 파형이라도, 검출 레벨이 저하되지 않는다. 이에 따라, 판정 정밀도가 양호해진 상태에서 누전 차단이 이루어지므로, 누전에 대한 안전성이 높아진다. 또한, 적분 회로부(45)에 의해, 순간적으로 발생한 누전 전류의 검출 신호의 레벨 변동을 억제 가능하므로, 임계값 판정부(46)의 오동작을 저감하여, 개폐부(2)의 불필요한 동작을 회피시킬 수 있다. 그리고, 전원부(5)로의 상용 전원의 접속을 개폐부(2)의 후단(부하측)에서 행하고 있지만, 개폐부(2)의 전단으로부터 접속해도 누전 검출에 영향을 미치지 않는다.

다음으로, 본 발명에 있어서의 제2 실시예에 따른 배선 기구에 대하여, 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은, 배선 기구의 누전 제어부(4)를 나타낸다. 본 실시예에 있어서는, 누전 제어부(4)에 있어서의 필터부(42)가, 그 입출력 사이에 DC(직류) 컷 기능을 가진 것으로 하고 있다. 그 외의 구성은 제1 실시예와 동일하다.

필터부(42)는, 입력 저항 R10과 다음 단의 제곱 연산부(43)의 입력측 사이에 직렬로 접속된 DC 컷용의 컨덴서 C4와, 컨덴서 C4의 제곱 연산부(43) 측 단자와 접지 사이에 병행하여 각각 접속되는 컨덴서 C5와 저항(19)을 더 구비한다.

본 실시예에 있어서는, 제로상 변류기(3)로부터의 증폭부(41)에서 증폭된 누전 신호는, 필터부(42)에 있어서, 저항 R10, 저항 R11, 및 컨덴서 C1이 이루는 직렬 경로와 컨덴서 C2와의 병렬 회로에 의해 분압된다. 이 분압된 신호는, 저항 R10에 직렬로 접속된 컨덴서 C4를 통과함으로써, DC 성분이 컷되고, 제곱 연산부(43)에 입력된다. 여기서는, 일반적으로 누전 전류는 수mA 정도의 전류값을 검출 대상으로 하므로 제로상 변류기(3)의 출력을 작게, 후단의 증폭부(41)의 증폭율을 비교적 크게 설정하고 있다. 그러므로, 증폭부(41)는, 증폭율이 크면, 오피앰프 Q1 내지 Q3에서 발생하는 DC 오프셋 전압이 증대하여, 보다 큰 DC 오프셋을 가진 누전 신호를 출력한다. 따라서, 필터부(42)에 DC 컷 기능이 없을 때는, 증폭부(41)로부터의 출력 신호가 그대로 필터부(42)를 통과하고, 후단의 제곱 연산부(43)에서 제곱 연산되므로, DC 오프셋이 더욱 증대된다. 그러므로, DC 오프셋의 축소화를 위해, 증폭부(41)에 DC 오프셋 정밀도가 양호한 고가의 앰프를 사용하거나, 오프셋 조정 회로를 설치하여 오프셋을 조정할 필요가 있다.

그러나, 본 실시예에 있어서는, 필터부(42)에 DC 컷을 설치함으로써, 필터부(42)로부터 출력 신호가 DC 오프셋을 가지지 않는 것으로 인하여, DC 오프셋이 후단의 누전 검출 레벨에 영향을 미치는 것을 회피할 수 있고, 누전 검출 정밀도가 향상되고, 또한 오프셋 조정을 위한 회로 등이 불필요하게 되어 염가로 된다. 또한, 이 DC 컷을 구성해도, 누전 검출의 주파수 특성을 실현하는 수단으로서의 필터부(42)는, 컨덴서와 저항 만에 의한 염가의 부품으로 구성할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명은 전술한 각각의 실시예의 구성으로 한정되지 않고 각종 변형이 가능하다. 예를 들면, 전술한 각각의 실시예에 있어서는, 제곱 연산부에 의한 제곱 연산을 소프트웨어적으로 행하였으나, 하드웨어적으로도 행할 수 있고, 또한, 실효값 연산 소자 등을 이용해도 된다. 또한, 석방 릴레이는, 전자 릴레이로 한정되지 않고, 반도체 릴레이 등 다른 계전기라도 된다.

본 출원은, 일본특허출원 2008-173082호에 기초한 것이며, 그 특허 출원의 내용은, 참조에 의해 본 출원에 원용된다.

Claims

상용(商用) 전원과 부하와의 사이에 설치되는, 누전(漏電) 검출 기능을 가지는 배선 기구에 있어서,
상기 상용 전원과 상기 부하를 연결하는 전기 회로에 흐르는 누전 전류를 검출하여 누전 판정을 행하는 누전 제어부와,
상기 누전 제어부에 의한 누전 판정에 따라 상기 전기 회로를 차단하는 개폐부를 포함하고,
상기 누전 제어부는,
검출된 상기 누전 전류를 여과하기 위한, 감전에 대한 인체의 지각 특성에 대응하는 주파수 특성을 가지는 필터부와,
상기 필터부를 통과한 누전 신호의 크기의 제곱 연산값을 산출하는 연산부와,
상기 연산부에 의해 얻어진 제곱 연산값과 미리 설정된 임계값을 비교함으로써 누전 판정하는 판정부
를 포함하고,
상기 누전 제어부는, 상기 누전 전류가 저주파인 경우 소정의 값보다 작은 누전 전류로 트립하고, 고주파인 경우 소정의 값보다 큰 누전 전류로 트립하는, 누전 검출 기능을 가진 배선 기구.
제1항에 있어서,
전기 회로에 흐르는 누전 전류를 검출하는 제로상(相) 변류기를 포함하는 누전 검출 기능을 가진 배선 기구.
제2항에 있어서,
상기 누전 제어부는,
상기 제로상 변류기로부터의 누전 전류를 차동(差動) 증폭하고, 상기 필터부에 출력하는 증폭부;
상기 연산부에 의한 제곱 연산 출력의 게인 조정을 행하는 게인 조정부; 및
게인 조정된 상기 제곱 연산 출력을 적분하고, 적분 출력을 상기 판정부에 출력하는 적분 회로부
를 더 포함하는, 누전 검출 기능을 가진 배선 기구.
제1항에 있어서,
상기 필터부는 컨덴서 및 저항으로 구성되는, 누전 검출 기능을 가진 배선 기구.
제4항에 있어서,
상기 필터부는, DC 컷 기능을 가지는 컨덴서를 더 포함하는, 누전 검출 기능을 가진 배선 기구.
제5항에 있어서,
전기 회로에 흐르는 누전 전류를 검출하는 제로상 변류기를 포함하는 누전 검출 기능을 가진 배선 기구.
제6항에 있어서,
상기 누전 제어부는,
상기 제로상 변류기로부터의 누전 전류를 차동 증폭하고, 상기 필터부에 출력하는 증폭부;
상기 연산부에 의한 제곱 연산 출력의 게인 조정을 행하는 게인 조정부; 및
게인 조정된 상기 제곱 연산 출력을 적분하고, 적분 출력을 상기 판정부에 출력하는 적분 회로부
를 더 포함하는, 누전 검출 기능을 가진 배선 기구.