KR101289949B1 - 3-상 전력 시스템용 접지 결함 회로 차단기 시스템 - Google Patents

3-상 전력 시스템용 접지 결함 회로 차단기 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR101289949B1
KR101289949B1 KR1020087011423A KR20087011423A KR101289949B1 KR 101289949 B1 KR101289949 B1 KR 101289949B1 KR 1020087011423 A KR1020087011423 A KR 1020087011423A KR 20087011423 A KR20087011423 A KR 20087011423A KR 101289949 B1 KR101289949 B1 KR 101289949B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
circuit
fault
feeder
gfci
processor
Prior art date
Application number
KR1020087011423A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20080063405A (ko
Inventor
폴 에스 하머
Original Assignee
셰브런 유.에스.에이.인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 셰브런 유.에스.에이.인크. filed Critical 셰브런 유.에스.에이.인크.
Publication of KR20080063405A publication Critical patent/KR20080063405A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101289949B1 publication Critical patent/KR101289949B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/261—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/16—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass
    • H02H3/162—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass for ac systems
    • H02H3/165—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to fault current to earth, frame or mass for ac systems for three-phase systems
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/34—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system
    • H02H3/347—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors of a three-phase system using summation current transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/12—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to undesired approach to, or touching of, live parts by living beings
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/04—Arrangements for preventing response to transient abnormal conditions, e.g. to lightning or to short duration over voltage or oscillations; Damping the influence of dc component by short circuits in ac networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/33—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Breakers (AREA)

Abstract

본 발명은 3상 전력 시스템용 접지-결함 회로 차단 방법 및 시스템에 관한 것으로, 상기 시스템은 전력의 3상 소스, 3- 또는 4-와이어 메인 회로, 및 상기 메인 회로에 가로질러 연결된 3- 또는 4-와이어 피더 회로를 포함하는 3상 전력 분포 네트워크에 사용하기 위한 접지-결함 회로 차단 시스템을 형성하는 프로세서 및 복수의 GFCI 유닛을 포함한다. GFCI 유닛은 메인 회로에 및 각 피더 회로에 제공된다. 상기 프로세서는 메인 GFCI 유닛 및 각각의 피더 GFCI 유닛을 연속적으로 모니터링하여 언제 어디서 결함이 발생했는지를 결정하고, 그에 반응하여, 결함 회로를 차단하고 결함 없는 회로의 트리핑을 억제하도록 프로그램된다. 신규한 GFCI 시스템은 직접-접지, 저항-접지, 또는 비접지 뿐만 아니라 다른 3상 시스템에도 적용할 수 있다.
Figure R1020087011423
접지 결함 회로, 3상 전력 시스템, 피더 회로, CFCI 유닛

Description

3-상 전력 시스템용 접지 결함 회로 차단기 시스템{A Ground-Fault Circuit-Interrupter System for Three-Phase Electrical Power System}
본 발명은 접지-결함 회로 차단기(Groud-Fault Circuit-Interrupter) 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 교류 전류, 개별적으로 파생된 3-상 전력 시스템을 위한 신규하고 개선된 GFCI 시스템에 관한 것이며, 상기 3-상 전력 시스템은 메인 전원 공급 버스(bus) 공급 라인상 및 이들에 연결된 각각의 피더회로(feeder circuit)상의 전류 평형 상태를 연속적으로 모니터링 하기 위해 제공되고, 메인 버스 공급 라인에서 감지된 전류와 어떠한 피더회로에서 감지된 전류들 간에 어떠한 연관성에 기초하여 결함 상태가 존재한다고 판단되면, 이후 상기 결함 회로는 트립(trip)되고 다른 회로들은 트립핑(tripping)으로부터 억제될 것이다.
종래의 접지-결함 보호 시스템은 평형 전류를 정상적으로 운송하는 전력 전도체(conductor)에서 전류의 미세한 차이를 감지하는 것이 주목적이다. 이러한 차이는 접지(ground)에 대한 라인(line) 전도체들 중 하나로부터 전류가 누설됨에 따라 야기될 수 있고, 이로서 센서에서, 전도체의 전류내 평형 또는 제로 차이를 설정하는 정상 전류의 일부를 중성 전도체로부터 빼앗는다. 만일 차동 전류(differential currents)가 기설정된 수준 이하일 경우, 전력은 정상적으로 중단 되지 않고 흐르도록 허용된다. 반면, 만일 차동 전류가 오랜 시간 동안 기설정된 임계치를 초과하면, 절연의 초기 실패 또는 사람에게 심각한 쇼크가 발생할 수 있기 때문에 상기 회로는 차단된다.
부정(spurious) 신호는 종종 접지-결함 차단기가 실제의 결함 전류와 혼동되게 하는 원인이다. 예를 들면, 급격한 부하 변동 또는 번개 유래 서지(surge)에 의해 야기된 전력 라인 과도전류는 접지-결함 차단기 시스템에서 불필요한 라인 트립핑을 일으킬 수 있다. 이러한 회로 차단은 효과적인 시스템 작동을 방해하기 때문에, 이에 대한 불내성(intolerance)이 이와 같은 장치의 사용자가 위험할 정도의 높은 수준으로 감도 설명(specification)을 설정하도록 유발한다는 것을 발견하는 것이 비정상적이지 않다. 3-상 전력 시스템에서 빈번하게 발생되는 정상 상태의 부정 신호는 적어도 하나의 하류 피더 라인으로부터 유래된 접지에 대한 용량성 전류이다. 이것은 부하에 연결된 긴 케이블에 의해 야기될 수 있거나, 또는 전력 시스템 전압 서지 또는 라인에 실제적인 결함이 전혀 없는 유사한 회로 영향에 의한 부하-이용 장치의 손상을 방지하게 위해 사용되는 것과 같은 별도의 상과 대지간(phase-to-ground) 연결 축전지(capacitor)에 의해 야기될 수 있다. 따라서 접지-결함 탐지기 및 실제 결함 발생이 없는 회로의 불필요한 단선에 의한 반응에도 불구하고 불충분한 원인에 대한 차단기 시스템에 의해 발생되는 회로의 차단은 불쾌하고, 이것은 방지되어야 한다. 실제 접지-결함은 다른 원인을 가질 수 있고 및 공급 전도체에서 상이한 수준의 전류 불균형을 일으킬 수 있다. 만약 전류 불균형이 상대적으로 높다면, 즉, 접지 결함 전류 흐름이 상대적으로 크다면, 상기 시스템은 신속하고 정확하게 반응해야 한다.
현대의 GFCI 기술은 125 볼트의 선과 대지간(line-to-ground) 전압 또는 250 볼트의 선간(line-to-line) 전압 이상으로 작동하는 시스템을 위해 제한된 용도를 갖는다. 통상적인 GFCI의 용도는 단일-위상(single-phase)인, 120-240 전력 시스템에 원칙적으로 적합하다. 상기 시스템이 125 볼트와 대지간(volt-to-ground) 전압 이상에서 작동하는 다수의 피더 회로 시스템인 3-상이고(예컨데, 일반적으로 각각 230 및 277 볼트의 정상 전압과 대지간(voltage-to-ground) 전압을 갖는 400 또는 480 볼트의 상간(phase-to-phase) 전압으로 정격화된 시스템), 및 하나의 위상(phase)이 대지로 결함될 경우, 비영향 피더들의 결함 없는 위상에서 용량성 충전 전류의 크기는 비영향 피더의 GFCI를 "오류 트립(false trip)"하는 크기로 용이하게 도달할 수 있다. 예외적으로 긴 피더 회로(약 1000 피트 길이의 회로 전도체를 갖는)가 4 내지 6 mA의 GFCI 트립 수준 이상으로 용량성 충전 전류를 야기하기 때문에, 이것은 125 볼트와 대지간 전압 이하로 정격화된 시스템(예를 들면, 240-120 볼트 단일-위상 시스템 또는 208Y/120 볼트 3-상 시스템)에서는 평범한 문제가 아니다.
미국에서 발광 회로를 위해 사용되는 통상의 전압은 277 볼트의 상과 대지간(또는 상과 중성간) 전압이며, 이는 480 볼트의 상간 전압으로 정격화된 모든 3-상 전기 시스템(특이한 "코너 접지(corner grounded)" 시스템은 제외)에 대해 존재하는 전압과 대지간 또는 전압과 중성(neutral)간 전압이다. 신체를 통한 접지-결함 회로로 인해 개체의 감전사가 발생할 수 있는 일반적인 상황에 있어서, 죽음이 즉시 일어나지는 않으나, 대부분 경우 심실 세동(ventricular fibrillation)으로부터 유래된다. 감전사시키는 전류가 높을수록 심실 세동이 발생하는 시간은 더 짧아진다. 1000 볼트에서 95번째 백분위수(95th percentile) 인체 저항(IEC TS 60479-1, 4판, 2005년 7월 참조)의 이용은 1050 옴(ohms)의 "건식(dry)" 핸드-투-핸드(hand-to-hand) 저항 및 945 옴(ohms)의 건식 핸드-투-풋(hand-to-foot)의 저항을 산출한다. 일예로, 가장 낮은 저항인 945 옴의 건식 핸드-투-풋 저항은 690 볼트 시스템의 샘플 계산에 사용될 수 있다. 225 볼트의 저(lower) 전압에서, 건식 핸드-투-핸드 저항은 1900 옴이고 및 건식 핸드-투-풋 저항은 약 1710 옴이다. 이와 같은 저항을 이용하여, 1900 옴의 핸드-투-핸드 저항은 277 볼트의 전압에서 146 mA의 신체 전류 흐름에 해당한다. 1710 옴의 핸드-투-풋 저항은 277 볼트의 전압에서 162 mA의 신체 전류 흐름에 해당한다. 이렇게 기술된 전류 흐름의 수준은 사람이 전류가 통하는 잡은 전도체를 자발적으로 "놓거나 (let go)" 또는 풀어줄 수 있는 곳에서는 6 mA의 임계치 보다 현저하게 높다. 사실상, 이러한 전류 크기는 전류 흐름이 약 1초 이상 신체를 통해 지속된다면 심장의 심실 세동을 일으킬 수 있다. 오늘날 경험된 많은 감전사들은 277 볼트 수준에서 일어난다.
따라서 심실 세동(ventricular fibrillation)은 치명적인 전기적 사고에서 죽음의 주된 메카니즘으로 고려된다. 심실 세동은 약 40 mA를 초과하는 쇼크 전류가 심장을 통과하여 발생한다. 신체를 통한 전류 흐름(약 40 mA 내지 1500 mA의 전류 흐름 범위)을 다양한 시간 동안 지속 노출한 공지된(IEC TS 60479-1, 4판, 2005년 7월 참조) 시간-전류 플롯은 경험된 심실 세동에 대한 확률 곡선(위험 임계치가 50% 확률까지의 범위)의 세트(set)를 나타낸다. 상기에서 나타낸 바와 같이, 쇼크의 지속 기간이 주(key) 요소이다. IEC TS 60479-1에 따르면, "쇼크 지속 기간이 0.1초 이하일 동안, 섬유성 연축(fibrillation)은 전류 크기가 500mA 이상일 때 발생할 수 있고, 상기 쇼크가 상처입기 쉬운 기간 내에 감소된다면 몇개의 암페어 순서에 따라 전류 크기에 대해 발생할 것이다. 이러한 세기 및 한번의 심장 주기보다 긴 지속기간의 쇼크 동안, 가역적인 심장 마비가 발생 될 수 있다." 또한, "상처입기 쉬운 기간은 약 10%의 심장 주기인 심전도에서 T 파동의 초기 부분 동안 발생한다." 쇼크는 전압 소스(source)가 충분히 빨리 제거된다면 몇몇 암페어까지의 신체 전류에 의해 감전사가 반드시 발생하지는 않을 것이다. 전압 소스가 사람으로부터 빨리 제거될수록, 심실 세동은 덜 발생할 것이다. 심실 세동은 즉시 치료(예컨대, CPR, 심장소생기에 의한 처리)가 시작되지 않으면 종종 죽음을 초래한다.
왼편-핸드-대-풋(left-hand-to-foot) 쇼크(1.0의 심장 전류 요소)에 대하여 심실 세동의 임계치 5% 확률을 위한 IEC(international electrotechnical commission) "c1"은 하기 방정식에 의해 표현될 수 있다:
t(I)=0.2[(500-I)/(I-40)]0.5
여기서, t= 시간 (초), 및
I= 밀리암페어 전류 (mA)
이러한 방정식에 따른 계산은 GFCI 장치가 왼편-핸드-대-풋 유래 "최악의 경우"의 쇼크에 대한 심실 세동을 방지하기 위하여 0.1초 이내에 400mA의 전류가 분명해야 한다.
690 볼트 3-상 시스템(720 볼트 상간(phase-to-phase)의 최대 전압)에 대하여:
Ibody= (720/1.732)/945
= 0.440A, 또는 ~440 mA
한가지 사실은 125 볼트의 라인과 대지간(line-to-ground) 전압보다 큰 전압에서 또는 3-상 시스템 에서 GFCI의 응용은 제한된다는 것이며, 즉, 상기에서 지적한 바와 같이, 어떠한 전력 시스템 상의 모든 피더 회로 전도체들은 접지에 대한 용량성 특징을 갖는다. 이것은 "시스템 충전 전류(system charging current)"로 언급되며, 하기에서 설명한다. 모든 어떠한 시스템 상에 존재하는 정상적인 시스템 충전 전류는 종종 GFCI 장치의 명목상 6 mA의 임계치를 초과할 수 있고, 접지-결함(ground-fault)을 갖는 회로에 실제적으로 관여하지 않는 GFCI 보호 회로의 GFCI의 방해 트립핑이 야기될 수 있다.
도 1에 도시된 바에 따르면, 3-상 소스 S는 메인(main) 상(phase) 라인인 A, B, C가 피더 라인인 A', B', C' 및 A",B" C" 각각을 통해 부하 LOAD1 및 LOAD2 의 쌍에 연결된 것으로 나타난다. 이러한 회로는 대표적인 피더 회로에서 보호 메카니즘으로 사용된 유닛 GFSI1 및 GFSI2와 같이 복수의 GFCI 유닛을 분리하는 공지기술의 GFCI의 용도를 나타낸다. 파선(dashed line)으로 나타낸 것은 각각의 피더 라인에 대하여 분포된 용량성과 대지간(capacitance-to-ground) 전압을 나타내는 용량성 상징인 "C0"이다. LOAD1에 대한 피더 회로의 시스템 충전 전류는 하기의 방정식을 이용하여 위상 용량성과 대지간(phase capacitance-to-ground) 값으로부터 계산될 수 있다:
Ic= 3Ico =√3VLL/Xco
Xco = (106)/2πfC0
여기서
Ic= 접지 결함 동안의 시스템 충전 전류 (암페어);
Ico = 정상 시스템 상태(접지 결함이 없음) 동안의 각 위상(phase)의 시스템 충전 전류 (암페어[Ico]);
VLL = 시스템 라인간(line-to-line) 전압 (볼트);
Xco = 퍼-위상 용량성 리액턴스(per-phase capacitive reactance)(옴[Xco]에 있어서);
f = 주파수 (헤르츠); 및
C0 = 퍼-위상 용량성-대-접지(per-phase capacitance-to-ground)(마이크로패러드(microfarad)).
480 볼트에서 13 mA의 시스템 충전 전류(Ic)에 대하여(일반적으로는 1000 ft 길이의 금속 전선관에서 3-전도체 절연 케이블 회로에 대하여) 상기 방정식을 이용하면:
Xco = 1.732(480)/0.013
= 64,000 옴/1000 ft 길이의 피더 케이블에 대한 위상
이전의 "신체 저항"의 계산으로부터, 사람이 전류가 통하는 전기적 상 전도체를 만질 경우, 용량성이 케이블 전체를 따라 소스로 유도되어 분포되는 것을 제외하고는, 1050 옴을 -j64,000 옴 용량성의 유도저항 Xco와 병렬식으로 순서대로 저항기에 접속하는 것에 대응할 것이 분명하고, 대부분의 전류는 더 직접적으로 신체 저항을 통과할 것이다(참고: 도 1에서 RN은 시스템의 중성 접지 저항기이고, 직접-접지 시스템에 대한 제로(zero) 저항에서부터, 고-저항 접지 시스템에 대한 수백 옴, 비접지 시스템에 대한 무한대 값까지 다양할 수 있다).
기술된 실시예에 있어서, LOAD1에 대한 어떠한 피더 라인에서의 결함은 GFCI1에 의해 감지될 것이다. 설명된 바와 같이, GFCI1은 회로 차단기 CB1 및 코어-밸런스 전체와 연결된 접지-결함 센서 탐지 장치 GFS1, 3상인 A', B' 및 C' 모두를 에워싸는 전류 변압기 CT1(3상에 대한 중성뿐만 아니라, 만약 사용된다면 4-전선 시스템)를 포함한다. 상기 3상 부하 전도체(및 중성)에서 각각의 용량성 충전 전류들은 평형 또는 불균형 부하 상태에 대해 합이 제로(zero)이다. 정상의 시스템 작동 상태하에서, 모든 3상에서의 용량성 충전 전류 Ico 는 같거나 합이 제로이다.
이러한 실시예에 있어서, CT1의 다선 이차 권선(multi-turn secondary winding) 상에서 유도된 결함 전류는 A', B', C'의 3 라인 전도체에서 흐르는 용량성 충전 전류의 벡터 합과 비례한다. 이러한 합이 설정된 임계치 값(일반적으로 4 내지 6 mA) 이하이면, CT1의 코어에서 유도된 총 유량(flux) 및 유사하게는 다선 이차 권선 W1에서 유도되고 GFS1으로 연결되는 결함 전류는 이들의 트립 임계치 보다 낮을 것이다.
임계치 수준을 초과하는 권선 W1에서 유도된 결함 전류의 부존재 시, 차동 전류 변압기는 "평형(balanced)으로" 남고, 회로 차단기 CB1은 닫혀진 상태로 유지된다. 반면, 도 1의 "F"에서 나타낸 바와 같이, 접지 결함은 라인 A'가 대지로 쇼트되고, 라인 A', B', C'에서 용량성 충전 전류의 벡터 합이 임계치 값보다 적지 않고, 및 이차 권선 W1에서 유도된 대응 결함 전류가 GFS1의 차동 변압기를 불균형화 시키고, 트립 회로 차단기 CB1이 LOAD1에 대한 피더 회로를 방해하며 및 접지 결함 F를 제거하는 곳에서 발생할 수 있다.
그러나, 도 1에서 추가로 주지할 수 있는 것에 따르면, 하기에 기술된 바와 같이, 결함 시, 대지에 대해 존재하는 불균형된 전압은 또한 LOAD2에 대한 피더 회로(및 소스 S에서 파생된 시스템에 있는 어떠한 다른 피더 회로들)의 B" 및 "C" 위상에서 전류 흐름(전류 Ib2 및 Ic2)을 강요한다. 만약 결과적인 불균형이 GFS2의 트립 임계치를 초과하는 W2에서 결함 전류의 발생을 유발한다면, 이러한 두개의 전류는 비결함 피더 회로의 오류(false) 트립을 초래할 수 있다. 이러한 과정은 불필요한 "방해(nuisance)" 트립의 원인이며, 예방되어야 한다.
따라서 125 볼트 이상의 전압에서 원칙적으로 작동하고 및 4 내지 6 mA(사람이 "let go(놓다)"하는 전류 임계치의 하한치에 해당함)의 접지-결함 픽업(pick-up) 감도를 갖는 3상 응용을 위한 GFCI 시스템의 요구는 6 mA의 전류 수준을 초과하는 접지-결함을 수초 이내로, 또는 20 mA 내지 30 mA을 초과하는 접지-결함 전류를 0.025 내지 0.100초 이내로 트립하는 것일 것이다.
나아가, GFCI 시스템은 라인이 결함 났는지를 빠르게 확인하고 및 시스템에 있는 기타 피더 회로의 작동을 방해하지 않는 라인을 포함한 피더 회로의 방해가 필요하다.
또한, 상기에서 기술된 GFCI시스템의 장점은 치명적인 쇼크를 방지하기 위하여 전기적 절연의 초기 결함을 6 mA 내지 30mA의 전류 감도에서 확인할 수 있으며, 이것은 장치의 손상을 최소화할 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 모니터된 전력 공급 시스템의 결함 없는 회로에 대 한 방해 간섭을 일으키지 않고 시스템 결함을 빠르게 확인하고 및 제거할 수 있는 개선된 접지-결함 회로 차단기 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 낮은 또는 높은 수준의 접지-결함 동안 3-상 전력 시스템을 통해 흐르는 작은 용량성 전류를 보완하여 비결함 회로의 방해 트립핑을 방지하는 수단을 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적은 결함 부위(resides)를 시스템 내에서 즉시 확인하고 및 상기 시스템 내의 기타 라인들의 간섭을 방해하는 동안 결함된 라인의 즉각적인 간섭을 야기하는 3-상 전력 공급 시스템을 위한 GFCI 시스템을 제공하는 것이다.
간략하게, 본 발명의 바람직한 구현예는 3-상 소스의 전력, 3- 또는 4-전선 메인 회로 및 상기 메인 회로와 교차하여 연결된 복수의 3- 또는 4-전선 피더 회로를 포함하는 3-상 전력 분포 네트워크에서 사용하기 위한 접지-결함 회로 차단 시스템을 형성하는 복수의 GFCI 유닛 및 제어기를 포함한다. 상기 GFCI 유닛은 메인 회로 및 각각의 피더 회로에서 제공된다. 상기 제어기는 언제 어디서 결함이 발생하고 이에 따른 반응으로 결함된 회로의 차단 및 비결함 회로의 트립핑을 방해하는 것을 확인하기 위해 메인 GFCI 유닛 및 각각의 피더 GFCI 유닛들을 연속적으로 모니터한다. 신규한 GFCI 시스템은 직접-접지(solidly-grounded), 저항-접지(resistance-grounded), 또는 비접지(ungrounded) 뿐만 아니라 기타 3-상 시스템으로도 적용가능하다.
본 발명의 중요한 장점은 기타 "healthy" 피더 회로들의 방해 없이 결함된 피더 회로로부터 즉시 전력을 차단할 수 있는 GFCI 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 장점은 결함을 즉시 확인할 수 있고, 상기 결함의 원인을 결정하고, 상기 결함된 회로를 차단하고 및 어떠한 결함없는 회로의 방해를 방지할 수 있는 GFCI 시스템을 제공하는 것이다.
이러한 본 발명의 장점들 및 기타 목적들은 당업자들에 명백한 것이며 몇몇의 도면을 참고로 하여 하기에서 상세히 설명한다.
도 1은 GFCI 장치를 갖는 이전의 3-상 회로를 나타낸 대략적인 회로 도면이다.
도 1a는 V-Harm 시뮬레이션의 원-라인(one-line) 도식 및 본문에 기재된 표의 개발에 사용된 시스템에 대한 가정된 매개변수들을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 다수의 피더 회로들을 갖는 3-상 전력 공급 회로 및 GFCI 시스템을 나타낸 대략적인 회로 도면이다.
도 3a 및 3b는 "직접-접지(solidly grounded)" 시스템의 전류 분포를 나타낸 도형이다.
도 4a 및 4b는 "고-저항 접지(high resistance grounded)" 시스템의 전류 분포를 나타낸 도형이다.
도 5a 및 5b는 "비접지(ungrounded)" 시스템의 전류 분포를 나타낸 도형이다.
도 6은 비접지 전력 시스템의 경우에 있어서 도 2 과정의 작동을 나타낸 순서도이다.
도 7은 직접-접지 또는 고-저항 전력 시스템의 경우에 있어서 도 2 과정의 작동을 나타낸 순서도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 구현예에 따른 GFCI 시스템의 한가지(복수의) 피더 회로의 기본 성분들을 나타낸 구역 도표이다.
본 발명의 논제에 있어서 근로자들은 항상 안전한 작업, 즉, 작업 중의 회로는 전기가 통하지 않고 및 "폐쇄(locking out)" 되어 수행되어야 하며, 또한 쇼크 위험, 실수 또는 부주의를 방지하기 위해 "만지기 전에 검증된" 회로는 사망을 초래하지 않는다는 것을 기초로 한다. 그러나 지난 1990년에 다수의 277 볼트에서 사망 결과를 기록한 OSHA 사고 보고서는 전류가 통한 부분과의 우연한 접촉은 높은 전압 시스템에서 훨씬 빈번히 발생 되었음을 나타낸다.
480Y/277 볼트 시스템의 사고 결함 경우에 있어서, 사람의 신체를 통해 지표로 통과하는 쇼크 전류는 220 mA 내지 400 mA의 범위에서 계산될 수 있다. 예를 들면, 표 1의 IEC TS 60479-1에 기재된 400 볼트에서 "50%의 집합" 핸드-대-핸드 바디 임피던스를 사용한다면, 상기 전류는 277 볼트/950 옴이 0.29 암페어 또는 290 mA일 것이다. 앞서 기술된 바에 따라, 480 볼트 시스템과 관련된 아주 많은 죽음이 일어나는 거의 확실한 이유는 남자 또는 여자가 노출된 활선(live wire) 또는 기타 "전기가 통하는(energized)" 부분을 잡을 경우, 그 사람은 자발적으로 그것을 놓지 못할 수 있기 때문이다. 이것은 심각한 결과를 초래하기 때문에 심장의 심실 세동을 방지하기 위해, 쇼크 전압의 소스는 290 mA의 쇼크 전류 세기에 대해 쇼크 초기의 약 0.3 내지 0.6초 이내로 제거되어야 한다.
본 발명의 논제는 몇개의 피더들 간에 단일 3-상 전력원을 공유하는 것이며, 가장 높은 접지-결함 전류를 탐지할 수 있는 회로가 결함된 회로일 것이다. 감지된 접지-결함 전류의 크기가 가장 큰 회로의 결정은 메인 회로 및 몇개의 피더 회로들과 각각 연관된 GFCI 유닛을 연속적으로 모니터링하고 가장 높은 접지 결함전류를 갖는 유닛을 확인함으로써 결정할 수 있도록 계획된다. 다양한 접지-결함 계획의 컴퓨터 시뮬레이션은 확립된 이러한 이론을 갖는다.
보다 구체적으로, "V-Harm"으로 불리는 컴퓨터 프로그램은 모의 실험 및 다양한 계획들에 대한 접지-결함 시스템의 실행을 예상하는데 사용된 바 있다. V-Harm은 3-상 시스템의 각각의 상을 개별적으로 나타내고, 상과 대지간(phase to ground) 유래의 결함과 같이 불균형 부하 또는 결함 상태에 대하여 시스템 전류를 측정하는 부하(load) 흐름(flow) 컴퓨터 프로그램이다. 도 1a는 V-Harm 시뮬레이션의 원-라인(one-line) 도형 및 하기 표의 개발에 사용된 시스템을 위한 가정된 매개변수들을 나타낸 것이다.
3-상 전력 시스템의 대표적인 3가지 형태들인 직접-접지, 고-저항 접지 및 비접지에 대해 실험하였다. 3가지의 결함 저항의 정도는 각 형태의 시스템: 고체 "볼티드(bolted)" 결함의 극단을 나타내는 제로(zero) 옴, 480 볼트 시스템 전압에서 신체의 평균 저항을 나타내는 700 옴, 및 277의 볼트와 대지간 전압에서 6mA 보호 임계치 전류 수준을 나타내는 46,000 옴의 형태에 대해 실험하였다.
데이타
* 주파수 = 60 Hz
* 13.8kV에서 소스 임피던스 = 0 옴(Ohms)
* 변압기
500kVA
13.8kVA/480V
델타/Wye(wye에서 접지는 분석에 있어서 변화된다)
X = 5.75%
R = 1.44%
* 480V 피더(이러한 매개변수들은 강철 전선관에서 2/0 구리 전도체를 갖는 3-전선 시스템인 3-상을 기초로 하여 측정된다. 시리즈 III의 경우를 제외하고는 중성이 없다. 2/0 구리 장비 접지 전도체는 모든 피더 회로를 가지고 수행한다.)
Z1 = 0.1020 + j0.0533 옴/1000'
Z0 = 0.3214 + j0.1002 옴/1000'
C1 = 70 nf/1000'
C0 = 40 nf/1000'
* 부하(부하은 시리즈 I & II에 대해 비접지된-wye 형태에서 연결된다. 시리즈 III의 경우에 있어서, 각 부하의 중성은 이들의 중성 전도체에 연결된다.)
- 시리즈 I & II
피더 1 - 균형된 3-상 90 kW, 0.9 pf
피더 2 - 균형된 3-상 90 kW, 0.9 pf
피더 3 - 균형된 3-상 90 kW, 0.9 pf
피더 4 - 균형된 3-상 90 kW, 0.9 pf
각각의 접지에 대한 상으로부터 연결된 1.0 uf의 서지 축전지를 가짐
- 시리즈 III
피더 1 - 상 A-N - 30 kW, 0.90 pf
상 B-N - 20 kW, 0.85 pf
상 C-N - 10 kW, 0.80 pf
피더 2 - 상 A-N - 15 kW, 0.90 pf
상 B-N - 35 kW, 0.85 pf
상 C-N - 25 kW, 0.80 pf
피더 3 - 상 A-N - 20 kW, 0.90 pf
상 B-N - 20 kW, 0.85 pf
상 C-N - 30 kW, 0.80 pf
피더 4 - 차단됨
실시예 표 1 및 4(직접 접지 시스템)과 표 2 및 5(고-저항 접지 시스템)는 모든 경우에 있어서 접지-결함이 메인 버스를 포함하지 않으며, 상기 결함된 피더는 가장 높게 감지된 접지-결함 전류를 갖는 것으로 결론지을 수 있다.
표 3 및 6(비접지 시스템)은 가장 높게 감지된 접지-결함 전류를 항상 갖는 결함 피더를 나타낸 것이며, 그러나 몇몇의 기타 피더들 간의 구별(특정 피더의 충전 용량성 및 저항성 또는 자체 누전의 임피던스에 의함)은 직접- 및 저항-접지 시스템에 의한 것만큼 크지 않다.
표 7은 만약 감지 전류 변압기가 위상 및 중성 전도체를 둘러쌀 경우, 불균형 위상-대-중성 부하는 감지된 접지-결함 전류에 영향을 미치지 않는 것을 나타낸 것이다.
표 1 - ("시리즈 I"의 경우 - 피더 상의 부하를 갖는 시스템)
결함 전류(그늘진 구역) 및 전류 분포를 요약한 표
* 직접 접지된 480 볼트 시스템 ;
* 피더의 "원단(Far end)"에서의 접지 결함
* 모든 피더 상에서 90kW 비접지된 균형 부하
* 원단에서 지표로 연결된 1.0 uF 서지 축전지를 갖는 피더 4(다른 방법으로 나타내지 않는 한, 코어-밸런스 또는 차등 전류 변압기에 의해 감지된 밀리암페어 단위의 전류)
주요부 피더 1 피더 2 피더 3 피더 4
메인 버스 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 10kA 2 4 8 108
700 옴 접지 결함 384 0 0 0 0
46,000 옴 접지 결함 4 0 0 0 1
피더 1 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 2.4kA 2.4kA 1 2 25
700 옴 접지 결함 375 375 0 0 0
46,000 옴 접지 결함 6 6 0 0 1
피더 2 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 1.3kA 1 1.3kA 1 14
700 옴 접지 결함 366 0 366 0 1
46,000 옴 접지 결함 6 1 6 0 1
피더 3 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 0.65kA 1 1 0.65kA 7
700 옴 접지 결함 348 0 0 349 1
46,000 옴 접지 결함 5 0 0 5 0
피더 4 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 2.4kA 1 1 2 2.4kA
700 옴 접지 결함 372 1 0 0 375
46,000 옴 접지 결함 4 0 0 0 5
참고: 결함없는 회로에서 밑줄친 전류는 5mA의 보호 임계치 수준 또는 그 이상에서 감지된 전류를 나타낸 것이다.
표 2 - ("시리즈 I"의 경우 - 피더 상의 부하를 갖는 시스템)
결함 전류(그늘진 구역) 및 전류 분포를 요약한 표
* 고-저항 접지 480 볼트 시스템 ;
* 피더의 "원단"에서의 접지 결함;
* 모든 피더 상에서 90kW 비접지된 균형 부하;
* 원단에서 지표로 연결된 1.0 uF 서지 축전지를 갖는 피더 4(다른 방법으로 나타내지 않는 한, 코어-밸런스 또는 차등 전류 변압기에 의해 감지된 밀리암페어 단위의 전류)
주요부 피더 1 피더 2 피더 3 피더 4
메인 버스 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 1981 6 12 24 311
700 옴 접지 결함 323 1 2 4 50
46,000 옴 접지 결함 6 1 0 0 2
피더 1 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 1899 1931 11 24 303
700 옴 접지 결함 309 315 2 4 50
46,000 옴 접지 결함 5 6 0 0 1
피더 2 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 1854 6 1882 23 295
700 옴 접지 결함 302 2 307 3 48
46,000 옴 접지 결함 6 0 5 0 1
피더 3 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 1770 6 11 1795 282
700 옴 접지 결함 288 1 2 293 47
46,000 옴 접지 결함 5 0 0 5 1
피더 4 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 1901 6 11 24 1903
700 옴 접지 결함 308 1 2 4 309
46,000 옴 접지 결함 4 0 0 0 5
참고: 결함없는 회로에서 밑줄친 전류는 5mA의 보호 임계치 수준 또는 그 이상에서 감지된 전류를 나타낸 것이다.
표 3 - ("시리즈 I"의 경우 - 피더 상에 부하를 갖는 시스템)
결함 전류(그늘진 구역) 및 전류 분포를 요약한 표
* 비접지 480 볼트 시스템 ;
* 피더의 "원단"에서의 접지 결함;
* 모든 피더 상에서 90kW 비접지된 균형 부하
* 원단에서 지표로 연결된 1.0 uF 서지 축전지를 갖는 피더 4(다른 방법으로 나타내지 않는 한, 코어-밸런스 또는 차등 전류 변압기에 의해 감지된 밀리암페어 단위의 전류)
주요부 피더 1 피더 2 피더 3 피더 4
메인 버스 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 359 6 11 24 310
700 옴 접지 결함 263 5 8 18 227
46,000 옴 접지 결함 6 0 0 0 5
피더 1 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 2 345 11 24 304
700 옴 접지 결함 2 252 8 18 223
46,000 옴 접지 결함 1 5 0 0 5
피더 2 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 1 6 332 24 296
700 옴 접지 결함 2 5 242 17 217
46,000 옴 접지 결함 1 0 5 0 5
피더 3 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 1 5 10 303 283
700 옴 접지 결함 1 4 8 222 206
46,000 옴 접지 결함 0 0 0 5 3
피더 4 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 1 6 11 24 46
700 옴 접지 결함 0 5 9 17 24
46,000 옴 접지 결함 1 0 1 0 2
참고: 결함없는 회로에서 밑줄친 전류는 5mA의 보호 임계치 수준 또는 그 이상에서 감지된 전류를 나타낸 것이다.
표 4 - ("시리즈 II"의 경우 - 피더 상에 부하가 없는 시스템)
결함 전류(그늘진 구역) 및 전류 분포를 요약한 표
* 직접 접지 480 볼트 시스템 ;
* 피더의 "원단"에서의 접지 결함;
* 모든 피더 상에 부하되지 않음
* 원단에서 지표로 연결된 1.0 uF 서지 축전지를 갖는 피더 4(다른 방법으로 나타내지 않는 한, 코어-밸런스 또는 차등 전류 변압기에 의해 감지된 밀리암페어 단위의 전류)
주요부 피더 1 피더 2 피더 3 피더 4
메인 버스 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 10kA 3 4 9 109
700 옴 접지 결함 396 0 0 0 1
46,000 옴 접지 결함 6 1 0 0 1
피더 1 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 2.4kA 2.4kA 1 2 26
700 옴 접지 결함 393 396 0 0 1
46,000 옴 접지 결함 6 6 0 0 0
피더 2 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 1.3kA 1 1.3kA 1 14
700 옴 접지 결함 396 0 396 0 0
46,000 옴 접지 결함 6 0 6 0 1
피더 3 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 0.70kA 1 1 0.70kA 8
700 옴 접지 결함 395 0 0 396 1
46,000 옴 접지 결함 6 1 0 6 0
피더 4 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 2.4kA 1 1 2 2.4kA
700 옴 접지 결함 396 1 0 0 396
46,000 옴 접지 결함 7 1 0 0 6
참고: 결함없는 회로에서 밑줄친 전류는 5mA의 보호 임계치 수준 또는 그 이상에서 감지된 전류를 나타낸 것이다.
표 5 - ("시리즈 II"의 경우 - 피더 상에 부하가 없는 시스템)
결함 전류(그늘진 구역) 및 전류 분포를 요약한 표
* 고-저항 접지 480 볼트 시스템 ;
* 피더의 "원단"에서의 접지 결함;
* 모든 피더 상에 부하가 없음;
* 원단에서 지표로 연결된 1.0 uF 서지 축전지를 갖는 피더 4(다른 방법으로 나타내지 않는 한, 코어-밸런스 또는 차등 전류 변압기에 의해 감지된 밀리암페어 단위의 전류)
주요부 피더 1 피더 2 피더 3 피더 4
메인 버스 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 2035 7 12 25 320
700 옴 접지 결함 332 2 2 4 52
46,000 옴 접지 결함 6 1 0 0 1
피더 1 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 2001 2038 12 25 319
700 옴 접지 결함 326 332 2 4 51
46,000 옴 접지 결함 7 7 0 0 1
피더 2 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 2005 7 2032 25 319
700 옴 접지 결함 328 2 332 4 52
46,000 옴 접지 결함 6 0 6 0 1
피더 3 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 2002 7 12 2027 319
700 옴 접지 결함 328 2 2 331 52
46,000 옴 접지 결함 7 1 0 6 1
피더 4 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 2005 7 12 25 2005
700 옴 접지 결함 326 1 2 4 327
46,000 옴 접지 결함 7 0 0 0 6
참고: 결함없는 회로에서 밑줄친 전류는 5mA의 보호 임계치 수준 또는 그 이상에서 감지된 전류를 나타낸 것이다.
표 6 - ("시리즈 II"의 경우 - 피더 상에 부하가 없는 시스템)
결함 전류(그늘진 구역) 및 전류 분포를 요약한 표
* 비접지 480 볼트 시스템 ;
* 피더의 "원단"에서의 접지 결함;
* 모든 피더 상에 부하가 없음;
* 원단에서 지표로 연결된 1.0 uF 서지 축전지를 갖는 피더 4(다른 방법으로 나타내지 않는 한, 코어-밸런스 또는 차등 전류 변압기에 의해 감지된 밀리암페어 단위의 전류)
주요부 피더 1 피더 2 피더 3 피더 4
메인 버스 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 366 8 12 25 320
700 옴 접지 결함 270 5 9 18 236
46,000 옴 접지 결함 6 1 0 1 7
피더 1 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 3 362 12 25 320
700 옴 접지 결함 1 265 9 19 234
46,000 옴 접지 결함 1 7 0 1 5
피더 2 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 1 7 354 25 319
700 옴 접지 결함 1 5 261 19 237
46,000 옴 접지 결함 1 0 6 1 6
피더 3 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 1 7 12 341 320
700 옴 접지 결함 2 5 9 252 237
46,000 옴 접지 결함 1 0 0 6 6
피더 4 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 1 7 12 25 46
700 옴 접지 결함 1 4 9 19 34
46,000 옴 접지 결함 1 0 0 1 1
참고: 결함없는 회로에서 밑줄친 전류는 5mA의 보호 임계치 수준 또는 그 이상에서 감지된 전류를 나타낸 것이다.
표 7 - ("시리즈 III"의 경우 - 피더 상에 불균형 상-중성 부하를 갖는 시스템)
결함 전류(그늘진 구역) 및 전류 분포를 요약한 표
* 직접 접지 480 볼트 시스템 ;
* 피더의 "원단"에서의 접지 결함;
* 모든 피더 상에서의 불균형 상 대 중성 부하;
* 피더 4는 차단됨
(다른 방법으로 나타내지 않는 한, 상 및 중성 전도체를 둘러싼 코어-밸런스 또는 차등 전류 변압기에 의해 감지된 밀리암페어 단위의 전류)
주요부 피더 1 피더 2 피더 3 피더 4
메인 버스 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 10kA 3 4 8 -
700 옴 접지 결함 389 0 1 1 -
46,000 옴 접지 결함 6 0 1 1 -
피더 1 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 2.5kA 2.5kA 1 2 -
700 옴 접지 결함 380 378 1 1 -
46,000 옴 접지 결함 6 6 1 0 -
피더 2 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 1.4kA 1 1.4kA 1 -
700 옴 접지 결함 387 0 385 0 -
46,000 옴 접지 결함 7 0 6 0 -
피더 3 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 0.75kA 1 1 0.75kA -
700 옴 접지 결함 369 1 1 366 -
46,000 옴 접지 결함 7 0 1 6 -
피더 4 상의 위상-접지 결함
직접 접지 결함 - - - - -
700 옴 접지 결함 - - - - -
46,000 옴 접지 결함 - - - - -
참고: 결함없는 회로에서 밑줄친 전류는 5mA의 보호 임계치 수준 또는 그 이상에서 감지된 전류를 나타낸 것이다.
따라서 컴퓨터 시뮬레이션이 본 발명의 사상을 실증하는 것은 명백하다.
이러한 결함(fault) 확인은 결함 시작의 약 0.010초 내에(즉, 전류 픽업 임계치 이상인 첫 번째 피크 전류의 +/-0.005초 내에 모든 센서 전류 입력의 피크를 센싱하고 확인함으로써) 이루어지도록 하였다. 나아가, 전기적 분리(회로 차단)는 일반적인 저-전압 응용에 대하여 결함 시작의 0.025초 내지 0.050초 이내에 이루어질 수 있고, 1000 볼트의 상간(phase-to-phase) 전압 이상으로 정격화된 시스템에서의 응용에 대해서는 0.10 초(일반 회로 차단기의 보다 늦은 작동을 허용함) 이내에 이루어질 수 있다.
다중 피더(feeder) 회로에서 감지 전류가 4 내지 6 mA 트립 수준 이상이라 하더라도, 최대 전류 크기를 갖는 3상-피더 회로는 접지-결함을 갖는 회로이며, 트립되거나 분리되는 것이 필요한 유일한 회로이다.
본 발명의 보다 포괄적인 응용은 별개로 파생된 3상 시스템 내에서 몇몇 보호 수준(level)을 포함하는 GFCI 감지 시스템과 연동 된다. 예를 들어, GFCI 시스템은 메인 저-전압 스위치기어(switchgear) 및 하부 패널 보드 또는 모터 제어 센터에 응용될 수 있고, 모든 수준에서 감전사를 방지하는데 필요한 차이, 감도 및 속도를 달성할 수 있다.
본 발명에 의해 구현되는 기본적 개념은 (1) 낮은-수준 또는 높은 수준의 접지-결함(즉, 사람의 상대적으로 높은 인체 저항을 통한 결함 또는 낮은-저항, 접지에 대한 상 전도체 유래의 고체 금속 결함)동안에, 3상 전력 시스템을 통해 흐르는 작은 용량성 전류를 연속적으로 모니터하고, (2) 결함 소스를 확인하고 (3) (a)결함 소스 또는 피더 라인을 중지하고, (b) 결함 없는 피더 회로의 트리핑을 억제하는 것을 동시에 하는 수단을 제공한다.
도 2에 있어서, 대략적인 회로도는 3개의 전력 상(phase) 회로인 (A), (B) 및 (C)를 제공하는 3개의 전력 라인인 (12), (14) 및 (16)에 (메인 패널 또는 스위치가능한 버스에 의해, 미도시) 연결된 개별적으로 파생된 전력 공급 회로(10)인 3상을 나타낸 것이다. 3개의 피더 회로 (18), (20) 및 (22)는 라인 (12), (14) 및 (16)에 연결되어 있으며, 각각 3개의 전력 라인 A', B' 및 C'; A'', B'' 및 C''; 및 A''', B''' 및 C'''을 포함한다.
또한, 본 발명에 따른 GFCI 시스템을 도 2에 도시하였다. 상기 시스템은 메인 회로에 GFCIM으로 명명된 GFCI 유닛을 포함하고, 피더 회로 (18), (20) 및 (22)에 각각 GFCI1, GFCI2 및 GFCI3를 포함한다. 각각의 GFCI 유닛은 접지 결함 센서(각각 GFS1; GFS2 및 GFS3)를 포함하고, 주요 공급 장치(MGFS), 및 메인 공급 차단기(MCB) 뿐만 아니라 각각의 피더 회로용 회로 차단기(각각 CB1, CB2 및 CB3)를 포함한다.
상기 시스템은 추가로, 각각 메인 센서(MGFS) 및 피더 센서 GFS1, GFS2 및 GFS3에 연결되고, 각각 메인 회로 차단기(MCB) 및 몇몇의 피더 라인 차단기 CB1, CB2 및 CB3에 연결된, (30), (32), (34), 및 (36)의 입력 장치를 가지는 시스템 프로세서(24)를 포함한다. 이러한 센서 입력장치 및 출력장치는 유선으로, 또는 광섬유 전송 등과 같은 수단에 의해서 중앙 프로세싱 장치 (24)에 연결되어 있다. 상기 중앙 프로세싱 장치는 각각의 센서에 의해서 검출되는 전류(결함 신호)의 세기를 결정하고, 연계된 회로 차단기 트립 유닛을 작동 또는 억제시킨다. 측정에 이용된 전류 세기 또는 결함 신호는 측정된 전류의 피크, 평균 또는 평균 제곱근 일 수 있다. 전기적 ‘노이즈’ 또는 전력시스템 상의 고조파 전류로부터 결함 전류 흐름의 식별을 개선하기 위하여, 상기 결함 신호는 디지털적으로 처리되고(또는 비활성(passive) 필터와 같은 아날로그 수단으로 필터되거나) 기본 전력 주파수 성분(즉 60 또는 50Hz)으로 나타낼 수 있다.
별개로 파생된 3상 시스템의 메인 회로 차단기(MCB) 및 각각의 피더 회로 차단기(CB1, CB2, 및 CB3)는, 각각 (50), (52), (54) 및 (56)로 표시된 코어 밸런스 센서(전류 변환기)로 이행된 접지 결함 센서(GFS1, GFS2 및 GFS3)와 연결되어 있고, 이것은 3상 전도체(해당 경우, 중성 전도체)를 둘러싼다. 각각의 3극 피더 회로 차단기는 회로의 빠른 트리핑을 도와주는 분로-트립(shunt-trip) 장치를 포함한다. 상기 센서 및 차단기는 분리될 수도 있거나 통합된 GFCI 회로 차단기 유닛과 같은 형태일 수도 있다.
정기적인 "셀프-테스트" 기능도 GFCI 시스템에 포함하여 감지 회로 및 트리핑 회로가 항상 작동하는지 확인할 수 있다. 또한, 적절한 지시기 또는 경보장치가 포함될 수 있으며 GFCI 시스템이 결함을 갖는 경우 개시될 수 있다.
어떤 센서에서 임계값 트립 수준(4-6 밀리암페어)을 초과할 경우, 프로세서(24)는 GFCI 유닛이 최고 크기의 감지된 전류 크기를 갖는지를 결정하고 메인 회로 또는 피더가 접합 결함을 가지는 것을 확인하고, (트립 출력 장치 (40), (42), (44), 또는 (46)을 통해) 트립시킨다. 다른 모든 피더의 트립핑을 동시에 블록화 또는 억제하여 불필요한 트립을 피한다.
특정 피더를 통해 용량성 충전 전류 때문에, 결함 피더 외에 다른 피더 또한 임계값 트립 수준보다 큰 세기의 감지 전류를 가질 수 있으나, 이러한 전류는 항상 “결함" 피더 보다 작은 크기로 나타난다(상기 차트에 의함). 임계값 이상의 감지 전류를 나타내는 GFCI 유닛이 하나인 경우에, 프로세서 (24)에 의해 판단하여(서비스 내에 하나의 피더만 존재하거나 또는 매우 낮은 수준의 초기 접지 결함일 경우), 상기 유닛을 포함하는 회로는 트립 될 것이다.
작동에 있어서, 3개의 피더를 갖는 일반적인 3상 시스템을 도시하는 도 2를 다시 참조하면, 각각의 GFCI 유닛은 시스템 프로세서 (24)에 입력을 제공하고 적합한 회로 차단기(CB)의 트립을 유도하는 피더(18)의 상(A')이 상(A')로부터 접지로 결함(F)을 겪는 접지-결함 센서(GFS)를 포함한다. 회로에서 전류 흐름은 IF, IR 및 Ib 및 Ic 화살표의 그룹으로 도시하였다. 피더 케이블의 분포된 전기용량은 접지 및 각 피더의 각 상 사이에 연결되고 전류 IGC1, IGC2 및 IGC3을 갖는 3개의 집합 축전지로써 점선으로 표시하였다. 결함 신호 또는 전류 IF는 하기의 전류 및 IR로 나타날 수 있다.
IF=IGC1+IGC2+IGC3+IR
시스템 접지의 방법에 따라, 각 타입의 접지 결함 동안에 시스템 상에서 전류 분포는 약간 상이하기 때문에 기본적인 3개의 다른 접지 시나리오에 대하여 기술하기로 한다. 그러나, 하나의 피더 상에서 접지 결함 동안 하나의 피더를 통한 전류는 항상 다른 피더를 통한것 보다 항상 높다. 하기 설명하는 바와 같이, 중앙 프로세서 (24)의 연산은 낮은 크기의 감지 전류를 갖는 다른 피더의 트리핑을 억제하여 GFCI 시스템을 매우 안전하게 만든다.
직접-접지(“solidly-grounded")시스템
도 3a 및 도 3b를 참조 및 표 1 내지 4의 시뮬레이션 차트를 확인하면, 분기회로(피더) (18)의 상 A'로부터 접지로의 솔리드 결함“F"는 중성 전압에 대한 상 A'의 완전 강하로 귀결되고, 분기회로의 상 A'에서 상대적으로 높은 결함 전류 IF(수백 또는 수천 암페어)를 가져온다(결함 지점에서 시스템의 양성, 음성 및 제로 시퀀스 임피던스에 의해서 결정됨). 결함 VA=0인 동안, 그리고, 각각의 피더의 상 B 및 상 C에서 접지력(ground force) 흐름과 관련하여 불균형 전압은 존재한다(도 2의 전류 Ib 및 Ic 및 도 3b의 참조). 이러한 2개의 전류는 IGC에 더해지고, (하지만, 본 발명의 억제 기능에 대하여) 이러한 분지회로에서 IGC 크기가 트립 임계값(trip threshold)를 초과하는 경우, 결함 없는 분기회로(도 2의 20 및 22)의 오류 트립을 가져올 수 있다.
인체가 상 및 접지 사이에 존재할 경우(예를 들어, 분지회로 18의 상 A'), 초기에는 중성 전압에 미미한 변화가 발생하고, 용량성 충전 전류는 모든 피더에서 평형한 상태로 유지될 것이고, 피더 전류의 초기 합은 제로일 것이다. 그러나, 인체를 통한 전류가 GFS1의 픽업(pickup) 수준을 초과하는 경우, CB1은 트립 될 것이고, CB2 및 CB3는 억제될 것이다. 결함 없는 피더(도2의 20 및 22)에서 IGC의 크기에 따라, 본 발명에 있어서는 이러한 피더들이 오류 트립으로 발전한다.
고-저항 접지 (High-Resistance Grounding) 시스템
도 4a 및 4b, 표 2 내지 5의 시뮬레이션 차트를 살펴본다. 고체(solid) 결함이 직접적으로 상 전도체에서부터 접지로 발생할 경우, 즉, VA가 접지에 대한 상 A로부터 고체 결함에 의해 접지 전위로 세팅되는 경우, 오류 트립에 대해 가장 엄격한 경우는,
│IF│ = │IGC│
IR = VAN/R
IF = IGF + IR = √2 IR
여기서 저항기, RN,(도 2)은 규격화되어(sized) IR은 상기 고체 결함 동안 IGC 와 같을 것이다(IR 및 IGC의 균등함은 아크 접지-결함 동안 시스템 과도기 과전압을 제한하도록 선택된다). 결함 동안에, 상기 불균형 전압은 상 B 및 C 에서 흐름에 대한 오류 신호 IF와 동일한 순서 크기의 접지력 분균형 전류에 대해 존재한다(Ib 및 Ic 참조). 이러한 상황에 대하여, 적당한 길이의 피더들은(수백 피트) 용량성 충전 전류의 흐름 때문에 결함 없는 피더들의 오류 트립을 야기할 수 있다. 하지만, GFSI( IF-IGC1)에 의해 감지된 전류는 다른 피더들의 GFS 유닛을 통한 전류보다 항상 높을 것이다.
특정 시스템 상에 존재하는 용량성 충전 전류의 크기, 및 상(phase) 전도체와 접촉하는 사람의 인체 저항에 따라, 사람이 결함 접촉 시 결함 없는 피더를 통해 불균형 전류를 초래할 수 있는 중성 전압의 약간의 작은 변이가 존재할 수 있다. 그러나 상기 표 2 및 5에 나타낸 바와 같이, 상기 결함된 피더는 이들의 GFS를 통한 전류의 크기가 항상 가장 높을 것이다.
비접지 (Ungrounded System) 시스템
도 5a 및 도 5b에 나타난 바와 같이, 그리고 표 3 내지 표 6의 시뮬레이션 차트를 확인되는 바와 같이, 비접지 시스템 내의 상기 결함 전류 IGC는 전적으로 약 1 암페어인 많은 낮은-전압 시스템을 위한 시스템 충전 전류로 이루어져 있다. 영향 받은 피더의 GFS 유닛은 이러한 피더에 용량성 충전 전류의 분포에 비례하여, 작은 전류를 감지하는 다른 GFS 유닛과 함께 가장 큰 전류 세기(IF-IGC1)을 감지할 것이다. 비접지 시스템으로부터 접지으로의 의도된 전도성 경로가 없다하더라도, 케이블 충전 커패시턴스(capacitance)를 통한 접지에 용량성 커플링은 인체를 통한 치명적 전류의 흐름을 가져올 수 있는 시스템 쇼크 위험을 가져올 수 있다.
상기에서 지적한 바와 같이, 본 발명은 복수의 GFCI 유닛 및 접지-결합을 검출하는 제어 프로세서 및 전력의 3상 소스, 3- 또는 4-전선 메인 회로, 및 복수의 3- 또는 4- 전선 메인 회로를 포함하는 3상 전력 분포 네트워크에 사용되는 회로 차단 시스템을 포함한다. 메인 회로 및 각각 분기회로에 GFCI 유닛이 제공된다. 프로세서 (24)는 메인 GFCI 유닛 및 각각의 피더 GFCI 유닛을 연속적으로 모니터하여 언제, 어디에서 결함이 발생되었는지 확인하고 이에 대응하여 결함 회로를 차단하고, 결함 없는 회로의 트리핑을 억제한다.
프로세서(24)의 연산은 일반적으로 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같은 연산 흐름도로 도시된 도 2에 나타난 바와 같이, 프로세서(24)는 연속적으로 각각의 GFCI 유닛에 감지된 전류 흐름 상태(결함 신호 크기)를 모니터하여 결함을 검출하고 각각 GFCI의 감지 출력(결함 신호)과 각각의 다른 유닛의 감지 출력을 비교하여 결함의 위치를 결정한다. 일단 결함 위치가 결정되면, 결함 피더 회로는 차단되고, 모든 그 외의 분기회로는 트립핑으로부터 억제된다.
접지되지 않은 시스템의 경우, 만일 언제든지, 메인 유닛에 의해서 감지된 전류 및 적어도 하나의 피더 유닛에 의해서 감지된 전류 모두가 설정된 임계값(예컨대 5mA)를 초과하고, 도 6의 흐름도에 제시된 바와 같이 만약 메인 유닛을 통한 전류가 피더를 통한 전류보다 설정된 차(예를 들어 5%)로 클 경우, 결함은 메인 회로에 존재하고, "트립" 신호는 메인 GFCI 유닛에 송부되어 메인 회로 차단기가 트립되도록 결정은 이뤄진다. 당연히 이는 전체 시스템을 불능화시킨다.
반대로, 메인 유닛을 통한 전류가 피더 유닛을 통한 전류의 설정된 허용범위 이내가 아닌 경우, 결함이 메인 회로 밖에 존재하고‘억제(inhibit)’ 신호는 메인 회로 GFCI에 송달되어 메인 회로의 트리핑이 억제 되도록 결정된다.
상술한 테스트가 수행된 바와 같이, 각각의 피더 유닛의 결함 신호 전류는 각각의 다른 피더 유닛의 결함 신호 전류와 비교되고, 만약 어떤 피더 유닛 “X"을 통해서 전류가 실제적으로 다른 피더 유닛의 전류보다 클 경우, 예를 들어, 5%-10% 이상 클 경우, 트립 신호는 상기 회로의 GFCI 유닛에 전달되고 그것의 차단기를 트립한다. 동시에 억제 신호는 모든 다른 피더 유닛에 송부되어 이들의 트립핑을 억제한다. 반면에 만일, 피더 유닛의 결함 신호 전류가 다른 피더 유닛의 결함 신호 전류보다 실제적으로 크지 않다면, 피더 회로 중 결함 부위가 없는 것으로 결정되고, 모든 피더 회로는 트리핑으로부터 억제된다.
다른 방안으로, 비접지 시스템의 경우, 만약, 메인 회로의 센서에서 최고 접지 결함 전류 수준(적어도 5% 차이 이상)이 검출될 경우, 메인 스위치 장치는 트립된다. 이러한 상태는 메인 센서, 예를 들어 패널 메인 버스 바(panel's main bus bars)의 다운스트림의 접지에 결함을 의미하며, 메인 스위치 장치는 트립될 필요가 있다. 만약, 메인 회로에서 감지된 것과 비교하여, 작은 결함 신호 전류(5mA "트립" 임계값 이상)이 어떤 피더 회로에서 감지되고, 만약 메인 회로에서 감지된 결함 신호 전류가 어떤 피더 회로에서 감지된 것보다 5% 이상 크지 않을 경우, 메인 회로 스위치 장치는 트립으로부터 억제된다.
결함 신호 전류 수준으로부터 임으로 선택된 5% 차이는 메인 회로와 피더 회로 센서에서 쉽게 차이가 생길 수 있는 것이고, “비접지” 시스템 상에서의 시뮬레이션의 주요 결과에 근거한다. 이것은 정상 형태 및 피더 회로 수에 적용한다(표 3 및 표 6 참조).
비 접지 전력 시스템은 오늘날 널리 이용되지 않는다. 메인 회로와 피더 사이의 “감지 전류 크기 비교”의 복잡함은 비접지 시스템의 단일 회로 조건에서 만들어진다. 그러나 3상 시스템이 비접지 또는 접지인 일반적인 경우에 대해 로직이 작동한다.
도 7의 흐름도에 도시한 바와 같이, 직접 접지 및 고-저항 접지 전력시스템(또는, 임피던스-접지 시스템)에 있어서, 주된 연산은 임의의 분기회로 상에서 감지된 접지-결함-전류 또는 결함 신호가 5mA 이상인지 여부를 결정할 필요가 있고, 메인 회로에서 감지된 결함 신호 전류 크기가 (+/-10% 내지 20% 이내)를 측정한다. 만일 그렇다면, 메인 회로는 트립핑으로부터 억제되고, 그러하지 않다면, 메인 회로는 트립된다.
상술한 연산과 같이 제작된 이러한 테스트에 있어서, 각각의 피더 유닛의 결함 신호 전류는 또한 각각의 다른 피더 유닛의 결함 신호 전류와 비교되며, 만약 어떠한 피더 유닛 "X"를 통한 전류가 다른 피더 유닛을 통한 것보다 현저하게 크다면, 결함이 피더 유닛 "X"의 회로에 존재하는 것으로 결정되고, 트립 신호는 회로의 GFCI 유닛으로 보내져 그의 차단기를 트립한다. 동시에, 억제된 신호는 이들의 트립핑을 억제하도록 다른 모든 피더 유닛으로 보내진다. 반대로, 만약 피더 유닛의 결함 신호 전류가 어떠한 다른 피더 유닛의 결함 신호 전류보다 현저하게 크지 않다면, 피더 회로들 간에 결함 부위는 없으며, 모든 피더 회로들은 트립핑으로부터 억제되는 것으로 결정된다.
도 8의 블록도는 도 2에서 보다 일반적인 방식으로 도시한 본 발명의 실시예의 기본 구성요소를 나타내고 있다. 각각의 경우, 접지 결함 차단기 시스템은 도 8에 도시된 GFCI 유닛(3) 장치와 같은 다수의 GFCI 유닛과 함께 프로세서 및 보조 인터페이스 장치를 포함한다. 접지-결함 센서 구성요소(GFS3)는 3(또는 4) 전류-운송 피더 전도체(A''', B''', 및 C''')(3 (또는 4) 전선 3상 시스템에 대응)에 흐르는 불균형한 접지-결함 전류를 감지하는 수단을 제공한다. 상기 GFS는 전력 시스템 전류가 불균형한 경우 출력 전류를 공급하는 통상적인 윈도우(또는 코어(core)-밸런스 타입) 전류 변압기를 포함하거나, 전도체에서의 불균형한 전류 흐름에 반응하여 GFS로부터 즉시 측정된 전류 크기를 나타내는 출력 전류 또는 전압 신호를 제공하는 다른 유형의 전류 감지 장치(예를 들어, Hall-효과 장치)를 포함한다. 이러한 GFS 신호는 “송신기(sender)" 유닛 (37)에 의해서, 신호 전달에 적합한 수단(예를 들어, 광섬유 또는 금속 전도체(36))를 통하여 프로세서의 ‘수신기 인터페이스'(23)에 전달되는 적합한 전류, 전압, 또는 광 출력(light output)으로 변환된다. 다음으로 상기 프로세서 (24)는 상술한 바와 같은 필요한 연산(logic)을 수행하여, '트립’(또는 '개방') 신호를 프로세서 ‘송신기 I/F'(25)를 통해 회로 차단기 또는 접촉기에 송신할지 또는 억제할지를 결정한다. 다음으로 상기 트립 신호 또는 억제 신호는 프로세서 ‘송신기 I/F'(25)에 의해서 적절한 전류, 전압 또는 광 출력으로 변환되고, 신호 전송 수단(예를 들어, 광섬유 또는 금속 전도체(40))을 통하여 회로 차단기의 ’수신기‘ 유닛(41)에 전달된다.
공급 전압 소스의 3상 회로 전도체를 차단하고 분리할 수 있는 모든 전류 차단장치는 도시된 “회로 차단기”로 이용될 수 있다. 전류-차단 장치는 이에 제한되는 것은 아니나, 에어-마그네틱(air-magnetic) 또는 진공회로 차단기 또는 모터 회로 보호기, 공기 또는 진공 접촉기, 고체-상태(solid-state) 전력 스위치 장치 또는 전기적으로 자극된 퓨즈(electronically triggered fuses)를 포함할 수 있다.
회로차단기 수신기(41)에 대한 신호는 트립 코일 또는 홀딩된 코일에 대한 전류의 차단인 저장된-에너지 트립-방출 메카니즘(예컨대, 접촉기에 사용)의 작동에 사용될 수 있거나, 전력 세미전도체 장치의 전도를 시작하거나 정지하기 위한 전류 또는 전압의 형태, 또는 전기적으로 퓨즈를 자극하기 위한 전류 또는 전압 출력의 형태일 수 있다. 도면에 표시하지는 않았으나, 도 8에 도시된 장치에 공급하는 전력은 외부 전력 소스 또는 저장된 에너지 공급(배터리 또는 축전지), 모니터된 자체 전력 시스템의 전압, 또는 전력시스템을 통한 부하 전류 흐름 유래의 에너지일 수 있다.
몇몇 도면에서 특정 실시예를 설명하긴 하였지만, 본 발명의 사상을 벗어남 없이 다른 형태의 구성요소 및 처리 소프트웨어가 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 전류의 흐름을 모니터하고 리포팅하며, 억제 및/또는 차단하는 제어 입력 신호에 대응하는 GFCI 유닛이 사용될 수 있다.
나아가, 본 발명 기술은 북아메리카의 외곽에서 사용되는 RCD(Residual Current Device)와 같은 다른 결함 탐지 계획도에 응용될 수 있다. 이러한 장치는 일반적으로 30mA 의 높은 픽업 민감도를 가질 뿐만 아니라, 전기적 충격으로부터 심실 세동을 예방할 수 있다. 비록 RCD는 덜 민감한 픽업(pickup) 특성으로 인하여, 불필요한 트립(각각의 분기회로 용량성 충전 전류로부터)에 민감하지 않음에도 불구하고, 본 발명은 RCD에 적용하기에 유용하다.
나아가, 비록 아직까지 확인되지 않았으나, 본 발명은 720 볼트보다 더 높은 전압, 예를 들어 1000 볼트 이상에서도 유용할 수 있다. 그러나 "비보호된(unprotected)" 사람(예를 들어, 절연 고무 장갑 등의 충격 보호 장치를 구비하지 않은 사람)에 있어서는 실제적으로 상한값이 제한될 수 있다. 상기 계산된 바와 같이, 몸을 통과하는 최대 전류는 젖은 상태에서 더 높을 수 있다. 1000 볼트 이상에서 몸을 통과하는 전류를 감소시키기 위하여 다른 수단(예를 들어, 매트, 장갑, 신발과 같은 절연 장벽(barrier)이 필요할 수 있으나, 본 발명에 따른 민감한 GFCI 기술 역시 사용될 수 있다.
본 발명은 특정의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 상기 설명들을 읽은 후에 다른 변형예, 수정예 및 응용예가 당업자에게 자명할 것이다. 따라서 상기 설명은 예시적일 뿐이고 제한적이지 않으며 본 발명의 청구범위는 본 발명의 사상 및 범위 내에서 상기 모든 응용예, 변형예, 수정예 및 구현예를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (24)

  1. 3상 전력공급장치 및 메인 버스 회로에 연결된 복수의 피더(feeder) 회로를 구비하는 메인 버스 회로를 포함하는 개별적으로 파생된 3상 전력 공급 시스템을 위한 접지-결함 회로 차단기(GFCI) 시스템으로서,
    상기 메인 버스 및 상기 피더 회로 중 하나에 각각 연계되고 접지를 통해 흐르는 접지에 대한 용량성 충전 전류 또는 결함 전류를 모니터링하며 각 회로의 다수의 전도체를 통해 흐르는 전류의 불균형도와 같은 크기의 결함 전류를 발생시키는 복수의 GFCI 유닛;
    메인 버스 회로 상의 GCFI 유닛 및 메인 버스 회로에 연결된 각 피더 회로 상의 GCFI 유닛에 의해 발생된 결함 신호를 계속적으로 모니터링하는 프로세서; 및
    결함 신호, 및 상기 GFCI 유닛 및 상기 프로세서 사이의 트립 및 억제 신호를 전달하기 위한 전송 수단을 포함하고,
    상기 각 GFCI 유닛은
    대응하는 메인 회로 또는 피더 회로의 전도체를 운반하는 전류에 연계되고, 불균형한 전류 흐름에 대응하는 결함 신호를 발생시키는 접지 결함 센서(GFS); 및
    대응하는 메인 회로 또는 피더 회로의 차단 또는 차단의 억제를 위하여 트립 및 억제 신호에 반응하는 회로 차단기를 포함하며,
    상기 프로세서는
    메인 버스 회로의 GFCI 유닛에 의해 발생된 결함 신호 및 피더 회로의 GFCI 유닛에 의해 발생된 결함 신호들 사이에 설정된 상관관계에 근거하여 결함 컨디션이 존재하는 시기를 결정하고,
    어떤 회로에 오류가 발생했는지를 결정하고,
    결함이 발생한 회로의 GFCI 유닛에 상기 회로를 차단하는 트립 신호를 생성 및 전송하고,
    결함이 발생하지 않은 다른 회로들 중 적어도 일부에 상기 회로의 차단을 억제하는 억제 신호를 생성 및 전송하도록 프로그램된 접지-결함 회로 차단기(GFCI) 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    메인 버스 회로의 GFCI 유닛 유래의 결함 신호 및 적어도 하나의 피더 회로의 GFCI 유닛 유래의 결함 신호의 크기가 설정된 임계값보다 더 클 경우, 및
    메인 회로의 GFCI 유닛 유래의 결함 신호가 상기 피더 회로들 중 어느 하나의 GFCI 유닛 유래의 결함 신호보다 적어도 설정된 퍼센트만큼 클 경우,
    상기 프로세서가 결함 컨디션이 메인 버스 회로에 존재하는지를 결정하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 접지-결함 회로 차단기(GFCI) 시스템.
  3. 제2항에 있어서,
    메인 회로에 결함 컨디션이 존재하지 않는 경우, 및
    어느 피더 회로의 GFCI 유닛에 의해서 생성된 결함 신호가 다른 피더 회로의 GFCI 유닛에서 생성된 결함 신호보다 큰 경우,
    상기 프로세서가 결함 컨디션이 피더 회로들 중 하나에 존재하는지를 결정하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 접지-결함 회로 차단기(GFCI) 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    메인 회로에 결함 컨디션이 존재하지 않는 경우, 및
    어느 피더 회로의 GFCI 유닛에 의해서 생성된 결함 신호가 다른 피더 회로의 GFCI 유닛에서 생성된 결함 신호보다 크지 않은 경우,
    상기 프로세서가 결함 컨디션이 모든 피더 회로들에 존재하지 않는지를 결정하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 접지-결함 회로 차단기(GFCI) 시스템.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 각 GFCI 유닛은
    GFS 유닛과 인터페이싱하고 상기 전송 수단을 통해 결함 신호를 변환하여 상기 프로세서로의 통신에 적합한 형태로 변형시키는 일차 송신기; 및
    상기 전송 수단을 통해 상기 프로세서로부터 GFCI 유닛으로 통신된 변환된 트립 및 억제 신호를 수신하고, 변환된 트립 및 억제 신호를 회로 차단기와의 인터페이싱에 적합한 형태로 전환하는 일차 수신기를 더 포함하고,
    상기 프로세서는
    변환된 결함 신호를 수신하고 프로세서와의 인터페이싱에 적합한 형태로 전환시키는 이차 수신기; 및
    상기 프로세서와 인터페이싱하여 상기 프로세서에 의해 발생된 트립 및 억제 신호를 상기 전송 수단을 통해 상기 일차 송신기로의 통신에 적합한 형태로 변환하는 이차 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 접지-결함 회로 차단기(GFCI) 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    메인 회로의 GFCI 유닛에 의해 발생된 결함 신호 및 피더 회로의 GFCI 유닛에서 발생된 결함 신호의 크기가 설정된 임계값 보다 크지 않은 경우, 또는
    메인 회로의 GFCI 유닛에서 발생된 결함 신호 및 적어도 하나의 피더 회로의 GFCI 유닛에 의해 발생된 결함 신호가 서로의 설정된 퍼세트 이내의 크기를 갖지 않는 경우,
    상기 프로세서가 결함 컨디션이 메인 회로 내에 존재하는지를 결정하도록 프로그램된 것을 특징으로 하는 접지-결함 회로 차단기(GFCI) 시스템.
  8. 제7항에 있어서,
    메인 회로에 결함 컨디션이 존재하지 않는 경우, 및
    어느 피더 회로의 GFCI 유닛에 의해 발생된 결함 신호가 다른 피더 회로의 GFCI 유닛에 의해 발생된 결함 신호보다 크지 않은 경우,
    상기 프로세서는 피더 회로들 중에 결함 컨디션이 존재하지 않는 것을 확인하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 접지-결함 회로 차단기(GFCI) 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    메인 회로에 결함 컨디션이 존재하지 않는 경우, 및
    어느 피더 회로의 GFCI 유닛에 의해서 발생된 결함 신호가 다른 피더 회로의 GFCI 유닛에서 발생된 결함 신호보다 큰 경우,
    상기 프로세서는 적어도 하나의 피더 회로에 결함 컨디션이 존재하는 것을 결정하도록 추가로 프로그램된 것을 특징으로 하는 접지-결함 회로 차단기(GFCI) 시스템.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 3상 전력공급장치 및 메인 버스 회로에 연결된 복수의 피더 회로를 구비하는 메인 버스 회로 및 접지에 대한 결함 발생을 방지하기 위한 접지-결함 보호 시스템을 포함하는 3상 전력 공급 시스템으로서,
    상기 접지-결함 보호 시스템은
    상기 메인 버스 및 상기 피더 회로 중 하나에 각각 연계되고 접지를 통해 흐르는 용량성 충전 전류 또는 결함 전류를 모니터링하며 관련 회로의 다수의 전도체를 통해 흐르는 전류의 불균형도와 같은 크기의 결함 전류를 발생시키는 복수의 접지-결함 회로-차단기(GFCI) 유닛;
    메인 버스 회로 상의 GCFI 유닛 및 각 피더 회로 상의 GCFI 유닛에 의해 발생된 결함 신호와 통신적으로 연결되어 계속적으로 모니터링하는 프로세서; 및
    결함 신호, 및 상기 GFCI 유닛 및 상기 프로세서 사이의 트립 및 억제 신호를 전달하기 위한 전송 수단을 포함하고,
    상기 각 GFCI 유닛은
    대응하는 메인 회로 또는 피더 회로의 전도체를 운반하는 전류에 연계되고, 불균형한 전류 흐름에 대응하는 결함 신호를 발생시키는 접지 결함 센서(GFS); 및
    대응하는 메인 회로 또는 피더 회로의 차단 또는 차단의 억제를 위하여 트립 및 억제 신호에 반응하는 회로 차단기를 포함하며,
    상기 프로세서는
    메인 버스 회로의 GFCI 유닛에 의해 발생된 결함 신호 및 피더 회로의 GFCI 유닛에 의해 발생된 결함 신호들 사이에 설정된 상관관계에 근거하여 결함 컨디션이 존재하는 시기를 결정하고,
    상기 회로들 중 어떤 회로에 오류가 발생했는지를 결정하고,
    결함이 발생한 회로의 GFCI 유닛에 상기 회로를 차단하는 트립 신호를 생성 및 전송하고,
    결함이 발생하지 않은 다른 회로들 중 적어도 일부에 상기 회로의 차단을 억제하는 억제 신호를 생성 및 전송하도록 프로그램된 3상 전력 공급 시스템.
  17. 제16항에 있어서,
    메인 회로의 GFCI 유닛 유래의 결함 신호 및 적어도 하나 이상의 피더 회로의 GFCI 유닛 유래의 결함 신호의 크기가 설정된 임계값보다 더 클 경우, 및
    메인 회로의 GFCI 유닛 유래의 결함 신호가 상기 피더 회로들 중 어느 하나의 GFCI 유닛 유래의 결함 신호보다 적어도 설정된 퍼센트 큰 경우,
    상기 프로세서는 메인 회로에 결함 신호가 존재하지 않음을 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 3상 전력 공급 시스템.
  18. 제17항에 있어서,
    메인 회로에 결함 컨디션이 존재하지 않는 경우, 및
    어느 피더 회로의 GFCI 유닛에 의해서 발생된 결함 신호가 다른 피더 회로의 GFCI 유닛에서 발생된 결함 신호보다 크지 않은 경우,
    상기 프로세서는 피더 회로들에 결함 컨디션이 존재하지 않는 것을 추가로 결정할 수 있는 특징으로 하는 3상 전력 공급 시스템.
  19. 제18항에 있어서,
    메인 회로에 결함 컨디션이 존재하지 않는 경우, 및
    어느 피더 회로의 GFCI 유닛에 의해서 발생된 결함 신호가 다른 피더 회로들 중 어느 하나의 GFCI 유닛에서 발생된 결함 신호보다 큰 경우,
    상기 프로세서는 피더 회로들 중 어느 하나에 결함 컨디션이 존재하는 것을 추가로 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 3상 전력 공급 시스템.
  20. 제16항에 있어서,
    메인 회로의 GFCI 유닛 유래의 결함 신호 및 적어도 하나의 피더 회로의 GFCI 유닛 유래의 결함 신호 크기가 설정된 임계값보다 크지 않을 경우, 또는
    메인 회로의 GFCI 유닛에서 발생된 결함 신호 및 적어도 하나의 피더 회로로부터의 적어도 하나의 결함 신호가 각각의 설정된 퍼센트 이내의 크기를 갖지 않는 경우,
    상기 프로세서는 메인 회로에 결함 신호가 존재하지 않음을 추가로 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 3상 전력 공급 시스템.
  21. 제20항에 있어서,
    메인 회로에 결함 컨디션이 존재하지 않는 경우, 및
    피더 회로의 GFCI 유닛에 의해서 발생된 결함 신호가 다른 피더 회로의 GFCI 유닛에서 발생된 결함 신호보다 크지 않은 경우,
    상기 프로세서는 피더 회로들에 결함 컨디션이 존재하지 않는 것을 추가로 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 3상 전력 공급 시스템.
  22. 제21항에 있어서,
    메인 회로에 결함 컨디션이 존재하지 않는 경우, 및
    어느 피더 회로의 GFCI 유닛에 의해서 발생된 결함 신호가 다른 피더 회로들 중 하나의 GFCI 유닛에 의해서 발생된 결함 신호보다 큰 경우,
    상기 프로세서는 피더 회로들 중 하나에 결함 컨디션이 존재하는 것을 추가로 결정할 수 있는 것을 특징으로 하는 3상 전력 공급 시스템.
  23. 삭제
  24. 제16항에 있어서,
    상기 각 GFCI 유닛은
    GFS 유닛과 인터페이싱하고 상기 전송 수단을 통해 결함 신호를 변환하여 상기 프로세서로의 통신에 적합한 형태로 변형시키는 일차 송신기; 및
    상기 전송 수단을 통해 상기 프로세서로부터 GFCI 유닛으로 통신된 변환된 트립 및 억제 신호를 수신하고, 변환된 트립 및 억제 신호를 회로 차단기와의 인터페이싱에 적합한 형태로 전환하는 일차 수신기를 더 포함하고,
    상기 프로세서는
    변환된 결함 신호를 수신하고 프로세서와의 인터페이싱에 적합한 형태로 전환시키는 이차 수신기; 및
    상기 프로세서와 인터페이싱하여 상기 프로세서에 의해 발생된 트립 및 억제 신호를 상기 전송 수단을 통해 상기 일차 송신기로의 통신에 적합한 형태로 변환하는 이차 송신기를 포함하는 것을 특징으로 하는 3상 전력 공급 시스템.
KR1020087011423A 2005-10-12 2006-10-03 3-상 전력 시스템용 접지 결함 회로 차단기 시스템 KR101289949B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/250,115 2005-10-12
US11/250,115 US7301739B2 (en) 2005-10-12 2005-10-12 Ground-fault circuit-interrupter system for three-phase electrical power systems
PCT/US2006/039169 WO2007047162A2 (en) 2005-10-12 2006-10-03 A ground-fault circuit-interrupter system for three-phase electrical power systems

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080063405A KR20080063405A (ko) 2008-07-03
KR101289949B1 true KR101289949B1 (ko) 2013-07-26

Family

ID=37910880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087011423A KR101289949B1 (ko) 2005-10-12 2006-10-03 3-상 전력 시스템용 접지 결함 회로 차단기 시스템

Country Status (13)

Country Link
US (1) US7301739B2 (ko)
EP (1) EP1935072B1 (ko)
JP (1) JP5230432B2 (ko)
KR (1) KR101289949B1 (ko)
CN (1) CN101366159B (ko)
AU (1) AU2006303971B2 (ko)
CA (1) CA2623718C (ko)
HK (1) HK1129263A1 (ko)
MY (1) MY157023A (ko)
NZ (1) NZ566949A (ko)
TW (1) TWI399898B (ko)
WO (1) WO2007047162A2 (ko)
ZA (1) ZA200803844B (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102294761B1 (ko) * 2020-05-08 2021-08-27 주식회사 루미맥스 직류 급전계통의 지락고장 다채널 감시장치 및 그 장치의 구동방법

Families Citing this family (56)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7492562B2 (en) * 2003-09-10 2009-02-17 Siemens Energy & Automation, Inc. AFCI temperature compensated current sensor
DE102006004800A1 (de) * 2006-01-23 2007-08-02 Siemens Ag Schutzeinrichtung mit einem Leistungsschalter, insbesondere einem Niederspannungs-Leistungsschalter
US20070208520A1 (en) * 2006-03-01 2007-09-06 Siemens Energy & Automation, Inc. Systems, devices, and methods for arc fault management
EP1852951A1 (en) * 2006-05-03 2007-11-07 Broadband Power Solutions, B.P.S. S.A. Power supply system and method
US20070262779A1 (en) * 2006-05-11 2007-11-15 Lucent Technologies Inc. Detection of unbalanced power feed conditions
JP2009036915A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 Canon Inc 回路及び加熱装置
US7751993B2 (en) * 2007-09-20 2010-07-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Technique for high-impedance ground fault detection at the common DC bus of multi-axis drives
US8098465B1 (en) * 2008-03-28 2012-01-17 Reliance Controls Corporation AFCI breaker providing protection for multiple branch circuits in an electrical panel
US8537516B1 (en) 2008-12-05 2013-09-17 Musco Corporation Apparatus, method, and system for monitoring of equipment and earth ground systems
WO2010103348A1 (en) * 2009-03-09 2010-09-16 Abb Technology Ltd System and method for real-time feeder reconfiguration for load balancing in distribution system automation
US8320089B1 (en) 2009-04-16 2012-11-27 Musco Corporation Apparatus, method, and system for integrating ground fault circuit interrupters in equipment-grounded high voltage systems
TWI384716B (zh) * 2009-04-20 2013-02-01 Power switch to exclude lines
GB0907085D0 (en) * 2009-04-24 2009-06-03 Schneider Electric Ltd System and method for locating earth faults
CN101900771B (zh) * 2009-05-31 2013-11-27 西门子公司 Rcd检测装置和检测方法
US7944213B2 (en) * 2009-09-24 2011-05-17 General Electric Company Ground fault detection device
US8300369B2 (en) * 2009-09-30 2012-10-30 Chevron U.S.A. Inc. System and method for polyphase ground-fault circuit-interrupters
FR2954013B1 (fr) * 2009-12-15 2013-06-28 Schneider Electric Ind Sas Procede de surveillance d'une installation electrique et ensemble de protection differentielle pour la mise en oeuvre d'un tel procede
CN101789581B (zh) * 2010-03-31 2013-03-13 傅桂兴 It分组电网四级选漏快速保护系统
US8698504B2 (en) * 2010-10-09 2014-04-15 Rockwell Automation Technologies, Inc. System for detection of a ground fault in a high resistance ground network
CN102096024B (zh) * 2010-12-17 2013-05-01 神华集团有限责任公司 一种查找电力系统中的直流接地故障的方法
US9551751B2 (en) 2011-06-15 2017-01-24 Ul Llc High speed controllable load
US8964423B2 (en) * 2011-08-17 2015-02-24 Honeywell International Inc. Low weight 3-phase 5-output wire power conversion system for micro-grid
US8965593B2 (en) * 2012-02-06 2015-02-24 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Hybrid three-phase power flow analysis method for ungrounded distribution systems
US8692398B2 (en) 2012-03-30 2014-04-08 Thermo King Corporation Mobile environment-controlled unit having a magnetic sensor for a high-voltage alternating current bus
US8827017B2 (en) 2012-03-30 2014-09-09 Thermo King Corporation Vehicle or environment-controlled unit having a multiphase alternator with a protected high-voltage bus
US9608433B2 (en) 2013-03-14 2017-03-28 Hubbell Incorporated GFCI test monitor circuit
US9118174B2 (en) 2013-03-14 2015-08-25 Hubbell Incorporation GFCI with voltage level comparison and indirect sampling
CN103236687B (zh) * 2013-04-19 2015-07-01 国家电网公司 一种短时可控电抗器补偿方法
CN104682345A (zh) * 2013-11-28 2015-06-03 国家电网公司 漏电保护电路和电路漏电保护方法
US20150346266A1 (en) * 2014-05-30 2015-12-03 Eaton Corporation System and method for pulsed ground fault detection and localization
KR101595658B1 (ko) * 2014-07-28 2016-02-19 공주대학교 산학협력단 누설전류 검출 장치 및 방법
NZ700418A (en) * 2014-09-25 2016-08-26 Enatel Ltd Improvements in and relating to load balancing
US9991694B1 (en) * 2014-10-27 2018-06-05 Becker Mining America, Inc. Multi-channel tone monitor system and method for ground wire monitoring using same
US10065714B2 (en) 2015-02-25 2018-09-04 Onesubsea Ip Uk Limited In-situ testing of subsea power components
US9727054B2 (en) 2015-02-25 2017-08-08 Onesubsea Ip Uk Limited Impedance measurement behind subsea transformer
US10026537B2 (en) 2015-02-25 2018-07-17 Onesubsea Ip Uk Limited Fault tolerant subsea transformer
US9945909B2 (en) 2015-02-25 2018-04-17 Onesubsea Ip Uk Limited Monitoring multiple subsea electric motors
US20160247618A1 (en) * 2015-02-25 2016-08-25 Onesubsea Ip Uk Limited Subsea transformer with integrated high resistance ground
DE102015214615A1 (de) * 2015-07-31 2017-02-02 Bender Gmbh & Co. Kg Verfahren und Vorrichtungen zur erweiterten Isolationsfehlersuche mit multifunktionalem Prüfstrom
TWI631349B (zh) * 2016-09-08 2018-08-01 義守大學 Power distribution equipment fault detection system
US10797479B2 (en) * 2017-02-22 2020-10-06 Abb Schweiz Ag Power distribution systems and methods of performing ground fault detection in power distribution systems with a communication network
CN107276097B (zh) * 2017-07-05 2018-10-09 长沙理工大学 非有效接地系统接地故障相降压消弧的安全运行方法
CN107147096B (zh) * 2017-07-06 2018-07-03 长沙理工大学 非有效接地系统接地故障相主动降压安全处理方法
WO2020026258A1 (en) * 2018-08-02 2020-02-06 Narayanan Surendran Low voltage domestic board integrated with multilevel protection and multiple source
TWI666460B (zh) * 2018-08-10 2019-07-21 東元電機股份有限公司 馬達層間短路快篩方法
EP3909105A1 (en) 2019-01-08 2021-11-17 ABB Power Grids Switzerland AG Differential protection of a transmission line
DE102019101636A1 (de) * 2019-01-23 2020-07-23 Bender Gmbh & Co. Kg Elektrische Schaltungsvorrichtung zur Erkennung eines nichtgeöffneten Schaltkontaktes sowie einer Schutzleiterunterbrechung in einer ein- oder mehrphasigen elektrischen Zuleitung
US10985648B2 (en) * 2019-02-12 2021-04-20 Applied Energy Llc Systems and methods for power monitoring and control
CN214804288U (zh) * 2019-07-15 2021-11-23 尚科宁家运营有限公司 具有集成接地故障检测的器具
US11635474B2 (en) * 2019-09-30 2023-04-25 Pass & Seymour, Inc. Frequency dependent ground fault interrupt
US11735893B2 (en) 2021-02-25 2023-08-22 Jst Power Equipment, Inc. Switchgear system having chain driven circuit breaker and associated methods
WO2022178966A1 (en) * 2021-02-25 2022-09-01 Jst Power Equipment, Inc. Switchgear system having contact arm assembly for switchgear circuit breaker
US11695266B2 (en) * 2021-06-30 2023-07-04 Littelfuse, Inc. Performance three-phase ground fault circuit interrupter
DE102022209035A1 (de) * 2022-08-31 2024-02-29 Siemens Aktiengesellschaft Schutzschaltgerät und Verfahren
DE102022209024A1 (de) * 2022-08-31 2024-02-29 Siemens Aktiengesellschaft Schutzschaltgerät und Verfahren
DE102022209026A1 (de) * 2022-08-31 2024-02-29 Siemens Aktiengesellschaft Schutzschaltgerät und Verfahren

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0297223A (ja) * 1988-09-30 1990-04-09 Omron Tateisi Electron Co 障害領域区分検出装置
US4979070A (en) * 1989-06-13 1990-12-18 Bodkin Lawrence E Automatic reset circuit for GFCI

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3840783A (en) * 1973-07-26 1974-10-08 Gen Electric System and apparatus for detecting ground faults on ungrounded,polyphase power distribution systems
USRE30304E (en) * 1976-08-02 1980-06-10 General Electric Company Ground fault protection system
US4138707A (en) * 1977-07-21 1979-02-06 Gross Thomas A O Ground fault protective systems with predetection neutralization of reactive currents
US4156884A (en) * 1977-11-07 1979-05-29 General Electric Company Ground fault protection system for industrial power circuits
US4205358A (en) * 1978-10-26 1980-05-27 General Electric Company Ground fault protection system
US4685022A (en) * 1985-05-10 1987-08-04 Square D Company Ground fault circuit interrupter capable of deriving energy from ground fault current in order to achieve circuit interruption in the presence of a reduced supply voltage
US5495384A (en) * 1990-04-02 1996-02-27 Square D Company Apparatus and method for detecting a fault in a distributed line network
US5786971A (en) * 1997-07-23 1998-07-28 Leviton Manufacturing Co., Inc. Ground fault protection circuit for multiple loads with separate GFCI branches and a common neutral for the GFCI electronics
US5793587A (en) * 1997-08-18 1998-08-11 Hubbell Incorporated Dual trip level ground fault interrupter
FI115093B (fi) * 1997-08-27 2005-02-28 Abb Oy Suojarelejärjestely sähkönjakeluverkon oikosulku- ja maasulkusuojauksessa
US6496342B1 (en) * 1999-02-12 2002-12-17 Bitronics Inc. Distributed monitoring and protection system for a distributed power network
US6731482B2 (en) * 2001-01-09 2004-05-04 Gary Szerman Ground fault circuit interrupter
US6459269B1 (en) * 2001-04-02 2002-10-01 Msx, Inc. Capacitance rejecting ground fault protecting apparatus and method
US6671150B2 (en) * 2001-11-07 2003-12-30 Eaton Corporation Circuit breaker for detecting an excessive voltage and tripping responsive thereto
CN100559309C (zh) * 2002-02-25 2009-11-11 通用电气公司 用于配电系统的保护系统
US7747354B2 (en) * 2003-01-06 2010-06-29 General Electric Company Circuit protection system
US7180300B2 (en) * 2004-12-10 2007-02-20 General Electric Company System and method of locating ground fault in electrical power distribution system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0297223A (ja) * 1988-09-30 1990-04-09 Omron Tateisi Electron Co 障害領域区分検出装置
US4979070A (en) * 1989-06-13 1990-12-18 Bodkin Lawrence E Automatic reset circuit for GFCI

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102294761B1 (ko) * 2020-05-08 2021-08-27 주식회사 루미맥스 직류 급전계통의 지락고장 다채널 감시장치 및 그 장치의 구동방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009512415A (ja) 2009-03-19
US20070081281A1 (en) 2007-04-12
WO2007047162A3 (en) 2008-07-24
AU2006303971A1 (en) 2007-04-26
AU2006303971B2 (en) 2011-05-12
EP1935072A4 (en) 2011-11-02
JP5230432B2 (ja) 2013-07-10
TW200731633A (en) 2007-08-16
EP1935072A2 (en) 2008-06-25
MY157023A (en) 2016-04-15
EP1935072B1 (en) 2013-11-20
NZ566949A (en) 2011-03-31
CN101366159A (zh) 2009-02-11
HK1129263A1 (en) 2009-11-20
TWI399898B (zh) 2013-06-21
US7301739B2 (en) 2007-11-27
CA2623718C (en) 2014-09-02
CA2623718A1 (en) 2007-04-26
WO2007047162A2 (en) 2007-04-26
CN101366159B (zh) 2011-04-20
ZA200803844B (en) 2009-09-30
KR20080063405A (ko) 2008-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101289949B1 (ko) 3-상 전력 시스템용 접지 결함 회로 차단기 시스템
JP5466302B2 (ja) 多相地絡障害回路遮断器のためのシステムおよび方法
US11588324B2 (en) Electrical fault detection and recovery power distribution system and its construction method
US10931096B2 (en) Systems and methods for actuating a transformer neutral blocking system
CA2236283C (en) Ground fault circuit interrupter system with uncommitted contacts
KR102277716B1 (ko) 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템 및 그 공사방법
JPS6084919A (ja) 保護継電器
US20150124358A1 (en) Feeder power source providing open feeder detection for a network protector by shifted neutral
AU2017258894A1 (en) An electrical protection device
KR102068625B1 (ko) 전기고장 마스터 탐지기
JP2004239863A (ja) 変圧器の接地方法
Hamer The Three-Phase Ground-Fault Circuit-Interrupter System—A Novel Approach to Prevent Electrocution
Sattari et al. High-Resistance Grounding Design for Industrial Facilities: Providing Continuity of Service in Complex Distribution Systems
Sattari et al. High-Resistance Grounding Design for Industrial Facilities
KR20180077853A (ko) 마스터(만능) 차단기
Fernandez Medium-voltage electrical system protection: overcurrent protection is required for medium-voltage transformers, and connecting these transformers is common for medium-voltage distribution systems

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee