KR101422420B1 - 누전차단기의 자동복귀장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 낙뢰나 서지, 누전 등에 의하여 트립되었을 때 부하의 상태를 분석하여 부하가 정상적인 조건에서는 누전차단기가 자동으로 복귀될 수 있도록 함과 아울러 다수의 단자를 구비하는 복수의 토글스위치 출력단자로부터 출력되는 신호를 인식하여 이상 신호발생시에 각 토글스위치별로 리셋이 이루어질 수 있도록 한 부하용 스위치박스를 구비하여서 된 누전차단기의 자동복귀장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치에 관한 것이다.
즉, 본 발명은 누전차단기(ELB)가 트립이 되면 부하의 상태를 분석하여 트립의 해소여부를 판별하는 차단기 제어부와, 상기 차단기 제어부에 의해 트립 원인이 해소되어 부하가 정상 상태이면 액추에이터를 구동시켜 누전차단기를 자동으로 복귀시키는 자동복귀부와, 상기 누전차단기의 출력 전원은 복수의 토글스위치와 연결되어 전원 공급이 이루어지되 상기 복수의 토글스위치의 출력단에 직렬로 연결되는 B접점 릴레이와, 상기 B접점 릴레이를 구동하고 원격지에서 제어할 수 있도록 하는 원격제어장치부로 이루어진 누전차단기의 자동복귀장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치를 특징으로 한다.

Description

누전차단기의 자동복귀장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치 {Reset type Power Switch that include ELB Auto Recovery Function}

본 발명은 누전차단기의 자동복귀장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 낙뢰나 서지, 누전 등에 의하여 트립되었을 때 부하의 상태를 분석하여 부하가 정상적인 조건에서는 누전차단기가 자동으로 복귀될 수 있도록 함과 아울러 다수의 단자를 구비하는 복수의 토글스위치 출력단자로부터 출력되는 신호를 인식하여 이상 신호발생시에 각 토글스위치별로 리셋이 이루어질 수 있도록 한 부하용 스위치박스를 구비하여서 된 누전차단기의 자동복귀장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치에 관한 것이다.

일반적으로 누전차단기는 전원이 공급되는 분전반 내에 설치되어 인체의 감전사고와 누전 등에 의한 화재, 과전류 및 단락에 의한 안전사고 등을 예방하기 위한 목적으로 사용되는 스위치이며, 최근 인명 및 재산존중의 입장에서 감전 재해에 대한 의식이 고조되고 법적인 측면에서도 설치의무 장소가 증가될 정도로 사용이 증가되고 있는 실정이다.

그리고 원격 무인설비를 운영시에 잦은 고장의 발생원인은 위와 같은 누전 또는 서지유입으로 인한 ELB 트립 뿐만이 아니라, 원인을 알 수 없는 통신설비 및 계측설비의 데이터 홀딩(Holding) 증상이 많은 부분을 차지하고 있다. 현장에 산재되어 있는 수많은 원격 무인시설물의 홀딩 증상을 해결하기 위해 전원을 리셋하는 작업은 많은 시간과 경비가 소요된다.

이를 감안하여 누전 또는 낙뢰 등으로 인하여 누전차단기(ELB)가 트립되어 전원공급이 차단되었을 때 차단된 원인이 해소되면 자동으로 전원 공급이 복귀될 수 있게 하는 자동 복귀형 누전 차단기가 사용되고 있으며, 이러한 종래의 누전차단기 자동복귀장치는 누전에 의한 누전차단기(ELB) 차단시 부하상태를 분석하여 누전상태 해소 검출 후 자동으로 복귀되고, 낙뢰서지에 의한 ELB 차단시 즉시 복귀시켜준다. 이러한 장치는 수도사업장에서 TM/TC 분기점, 가압장 등뿐만 아니라 많은 무인 자동화 설비에 적용되어 전원공급을 안정화함으로써 유지관리에 소모되는 인력 및 경비를 절감하고 전원 중단시 발생되는 서비스 손실을 방지할 수 있도록 하고 있다.

그러나 종래의 누전차단기(ELB) 자동복귀장치는 차단기 1차측의 전원을 사용시 누전차단기 자체 문제발생에 대한 대비가 없고, 안전상의 문제 및 전기법규상 저촉되는 문제가 있다. 또한, 자체의 베터리 또는 콘덴서 등의 전원을 채택시 허용 사용량을 초과하면 방전되는 문제점을 내포하고 있다. 그리고 누전차단기(ELB)의 트립원인(누전, 서지유입, 과전류)은 순간적으로 LED를 통해 표시되지만 추후 점검시 그 이력을 파악하기 어려운 단점이 있다.

또한, 종래의 부하용 스위치박스에는 다수의 부하설비에 전원을 각각 공급하기 위한 토글 스위치와 퓨즈, 동작표시램프로만 구성되어 있기 때문에 원격지에서 각각의 부하설비 전원을 제어(ON/OFF)를 할 수 없고 운용요원이 직접 인위적으로 조치해야 하므로 어느 하나의 부하설비에서 이상이 발생하였을 경우에도 전체적인 제어시스템에 영향을 미치게 되어 이로 이한 복구시간의 지연 및 인력 및 시간상 비효율적인 부분이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 누전차단기(ELB)가 낙뢰나 서지, 누전 등에 의하여 트립되어 전원 공급이 차단되면 부하의 상태를 분석하여 트립 원인이 해소되면 부하가 정상적으로 복귀되도록 한 구성으로 수도사업장 등에 적용되는 무인 자동화설비에서 전원을 안정적으로 공급하여 운용할 수 있도록 함으로써 관리에 소요되는 인력 및 경비를 절감하고 전원 중단시 발생되는 서비스 손실을 최소화할 수 있도록 함과 아울러 다수의 단자를 구비하는 복수의 토글스위치 각각의 출력단자로부터 출력되는 신호를 인식하여 이상 신호시에 각 스위치별로 리셋이 이루어질 수 있도록 한 복수의 토글스위치로 이루어진 부하용 스위치박스를 구비하여 원격지에서 각각의 부하설비 전원을 제어(ON/OFF)를 할 수 있도록 한 구성으로 전체적인 시스템의 제어운용을 안정적으로 할 수 있도록 한 누전차단기의 자동복귀 장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 누전차단기(ELB)가 트립이 되면 부하의 상태를 분석하여 트립의 해소여부를 판별하는 차단기 제어부와, 상기 차단기 제어부에 의해 트립 원인이 해소되어 부하가 정상 상태이면 액추에이터를 구동시켜 누전차단기를 자동으로 복귀시키는 자동복귀부와, 상기 누전차단기의 출력 전원은 복수의 토글스위치와 연결되어 전원 공급이 이루어지되 상기 복수의 토글스위치의 출력단에 직렬로 연결되는 B접점 릴레이와, 상기 B접점 릴레이를 구동하고 원격지에서 제어할 수 있도록 하는 원격제어장치부로 이루어진 누전차단기의 자동복귀장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치를 특징으로 한다.

상기 원격제어장치부는; 복수의 토글스위치에 접점 연결되는 부하설비의 이상 여부를 검출하는 감지부와, 상기 감지부로부터 검출되는 신호를 수신하여 그 프로토콜을 일원화시키는 서브 PLC와, 상기 서브 PLC에서 출력되는 검출 신호를 유,무선 통신망을 통해 출력 및 외부의 제어신호를 수신하는 통신모듈과, 상기 통신모듈로부터 전송되는 상기 서브 PLC의 접점 신호를 상기 유,무선 통신망을 통해 수신하고 상기 서브 PLC의 접점 신호에 포함된 부하설비의 정보를 텍스트로 표시하는 부하설비 통합관리서버와, 상기 서브 PLC의 접점 신호에 포함된 정보를 분석하여 원격제어신호를 상기 유,무선 통신망을 통해 상기 통신모듈에 전송하는 통신모듈 제어부와, 상기 통신모듈 제어부에 의해 전송된 제어신호에 의해 해당 부하설비와 전기적으로 접속되는 스위치박스 제어부로 이루어져 있는 것을 특징으로 한다.

상기 차단기 제어부의 전원공급은 전원공급부의 전원을 축전지로 충전한 다음 누전차단기의 차단시에 축전지의 전원을 이용하여 제어할 수 있도록 한 것을 포함하고,상기 차단기 제어부에는 병렬연결된 DC전원 수전용 연결부가 구비되어 상기 DC전원 수전용 연결부에 UPS 전원 및 한전 1차측 전원을 연결할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.

상기 누전차단기(ELB)의 입력부에 서지보호장치를 병렬연결하여서 된 것을 특징으로 한다.

상기 차단기 제어부에 트립원인 데이터가 메모리에 저장되어 디스플레이부를 통해 모니터링할 수 있도록 한 자체진단기능을 갖도록 구성이 되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 누전차단기의 자동복귀장치를 제어하기 위한 차단기 제어부에 DC전원 수전용 연결부가 구비되어 UPS(무정전 전원장치)의 전원을 연결하거나, 한전 1차측 전원을 연결하여 2단계 전원공급수단을 구비함으로써 차단기 제어부의 1단계전원 공급수단인 축전지의 방전시에도 시스템 정지가 발생되는 것을 방지하고 안정적으로 차단기 제어부의 전원을 공급하도록 함과 아울러 누전차단기(ELB)의 입력부에 구비된 서지보호장치에 의해 서지의 유입으로부터 장치를 보호하도록 함으로써 누전차단기(ELB)의 자동복귀장치가 오동작 및 고장 발생을 미연에 방지하도록 한 수단으로 자동복귀장치의 신뢰성을 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 다수의 단자를 구비하는 복수의 토글스위치 출력단자로부터 출력되는 신호를 인식하여 이상 신호발생시에 각 토글스위치별로 리셋이 이루어질 수 있도록 한 부하용 스위치박스를 구비하여 개별 부하설비에 대한 이상발생시에 원격지에서 이를 제어하여 전체적인 시스템의 제어운용을 안정적으로 할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 누전차단기의 자동복귀장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치를 사시도.
도 2는 본 발명에 의한 누전차단기의 자동복귀장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치의 구성을 나타낸 회로도.
도 3은 본 발명에 의한 누전차단기의 자동복귀장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치에서 원격제어장치부의 구성을 나타낸 블록도.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

본 발명에 의한 누전차단기 자동복귀장치(10)는 누전차단기(ELB)가 트립이 되면 부하의 상태를 분석하여 트립의 해소여부를 판별하는 차단기 제어부(14)와, 상기 차단기 제어부(14)에 의해 트립 원인이 해소되어 부하가 정상 상태이면 액추에이터를 구동시켜 누전차단기를 자동복귀시키는 자동복귀부(16)로 이루어져 있다.

즉, 낙뢰나 서지, 누전 등으로 인한 각종 요인으로 누전차단기(ELB)가 트립되어 전원공급이 차단되면 누전차단기를 일시적으로 오프(OFF) 시킨 다음 차단기 제어부(14)에서 이러한 트립을 감지하여 부하의 상태를 분석하고 트립 원인이 해소되어 부하가 정상 상태이면 자동복귀부(16)에서 액추에이터를 구동시켜 누전차단기가 온(ON) 상태로 자동복귀시키는 구성으로 이루어진 누전차단기의 자동복귀장치에 해당되며, 이러한 누전차단기의 자동복귀장치는 널리 사용되는 통상적인 시스템이나 이와 유사한 구조의 시스템으로 이루어질 수 있으므로 본 명세서에 자세하게 명시하지 않아도 자명하게 알 수 있는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.

상기와 같은 누전차단기 자동복귀장치에서 차단기 제어부(14)의 전원공급은 전원공급부(11)의 전원을 축전지(19)로 충전한 다음 누전차단기의 차단시에 축전지의 전원을 이용하여 제어할 수 있도록 하여 누전차단기가 오프 되어도 차단기 제어부(14)에 전원이 공급되어 누전차단기 오프(OFF)시에 누전차단기 공급 전원의 전압과 출력 전원의 누전전압 간의 전압차이를 분석하여 누설전류 값에 따라 트립 해지 여부를 판별하고 제어할 수 있도록 한다.

본 발명은 이러한 누전차단기 자동복귀장치(10)를 제어하기 위한 차단기 제어부(14)에 병렬 연결되어 있는 DC전원 수전용 연결부(18)가 구비되어 있으며, 상기 DC전원 수전용 연결부(18)에는 외부 전원 입력의 경우 분기점 등에 설치된 UPS(무정전 전원장치)의 전원을 연결하여 사용하거나, 한전 1차측 전원을 연결하여 아답터(ADAPTOR)를 통해 DC로 변환하여 공급할 수 있도록 하는 2단계 전원공급수단으로 되어 있다.

상기와 같이 차단기 제어부(14)에 2단계 전원공급수단을 구비함으로써 상기 축전지의 방전시에도 시스템 정지가 발생되는 것을 방지하고 안정적으로 차단기 제어부(14)의 전원을 공급하도록 함으로써 누전차단기(ELB)의 트립원인(누전, 서지유입, 과전류)이 순간적으로 LED를 통해 표시되더라도 추후 점검시 그 이력을 쉽게 파악할 수 있게 된다.

또, 차단기 제어부(14)에 트립원인 데이터가 메모리에 저장되어 디스플레이부(12)를 통해 모니터링할 수 있도록 한 자체진단기능을 갖도록 구성이 되는 것으로, 이는 누전차단기 자동복귀장치의 고장상태를 파악하여 정확한 진단을 수행하기 위하여 정전횟수, 누전횟수, 과전류차단횟수, 서지유입횟수 등을 A001 / B002 / C001/ D003 /E008와 같은 표시방법으로 수초 간격으로 반복적으로 표시하도록 하여 정보확인을 할 수 있도록 함과 아울러 저장된 정보는 전원 차단 후 재투입시 정보 확인이 가능하도록 한다.

그리고 누전차단기(ELB)의 입력부에 서지보호장치(20)를 병렬연결하여 서지의 유입으로부터 장치를 보호하도록 함으로써 누전차단기(ELB)의 자동복귀장치가 오동작 및 고장 발생을 미연에 방지하도록 한 수단으로 자동복귀장치의 신뢰성을 높일 수 있도록 하며, 상기 서지보호장치(20)는 탈부착식으로 구비하여 성능열화시 손쉽게 교체할수 있도록 함이 바람직하다.

이러한 장치는 수도사업장의 TM/TC 분기점, 가압장 등뿐만 아니라 많은 무인 자동화 설비에 적용되어 전원공급을 안정화함으로써 유지관리에 소모되는 인력 및 경비를 절감하고 전원 중단시 발생되는 서비스 손실을 방지할 수 있게 된다.

상기 누전차단기의 출력 전원은 부하용 스위치박스(30)에 설치되어 다수의 단자를 구비하는 복수의 토글스위치(31)에 각각 연결되어 부하설비에 전원공급이 이루어지도록 하는 것으로, 상기 토글스위치(31) 내에는 퓨즈(32)와, 동작표시램프(33) 등이 연결된 구성으로 이루어져서 각각의 부하설비와 접점 연결될 수 있도록 되어 있다.

본 발명에서는 상기와 같은 누전차단기 자동복귀장치(10)와, 서지보호장치(20)와, 부하용 스위치박스(30)는 하나의 판넬(P)에 장착시켜 집적이 이루어지도록 한 구성으로 시스템의 관리 운용이 용이하도록 함이 바람직하다.

그리고 본 발명의 스위치박스(30)에 토글스위치(31)가 설치되어 사용되나, 여기에 제한되지 않고 스위치박스에 토글스위치를 대신에 설치되어 전원 ON/OFF 기능을 수동으로 작동하는 용도로 사용되는 버튼스위치, 노브스위치 등과 같은 모든 수동스위치에도 적용되어 사용될 수 있다.

본 발명에서는 상기 복수의 토글스위치(31)의 출력단에 직렬로 각각 연결하여 전원을 온(ON)/오프(OFF)가 이루어지도록 하는 B접점 릴레이(34)와 상기 B접점 릴레이(34)를 구동하고 원격지에서 제어할 수 있도록 하는 원격제어장치부(40)로 이루어져서 모뎀, 유량계 등과 같은 부하설비 전원을 ON/OFF하는 동작을 수행하도록 한다.

상기 원격제어장치부(40)는; 복수의 토글스위치에 접점 연결되는 부하설비의 이상 여부를 검출하는 감지부(41)와, 상기 감지부(41)로부터 검출되는 신호를 수신하여 그 프로토콜을 일원화시키는 서브 PLC(42)와, 상기 서브 PLC(42)에서 출력되는 검출 신호를 유,무선 통신망을 통해 출력 및 외부의 제어신호를 수신하는 통신모듈(43)과, 상기 통신모듈(43)로부터 전송되는 상기 서브 PLC(42)의 접점 신호를 상기 유,무선 통신망을 통해 수신하고 상기 서브 PLC의 접점 신호에 포함된 부하설비의 정보를 텍스트로 표시하는 부하설비 통합관리서버(44)와, 상기 서브 PLC의 접점 신호에 포함된 정보를 분석하여 원격제어신호를 상기 유,무선 통신망을 통해 상기 통신모듈에 전송하는 통신모듈 제어부(45)와, 상기 통신모듈 제어부(45)에 의해 전송된 제어신호에 의해 해당 부하설비와 전기적으로 접속되는 스위치박스 제어부(46)로 이루어져 있다.

이러한 본 발명은 복수의 토글스위치에 접점 연결되는 부분에서 각각의 부하설비 고장 등으로 인하여 과전압이나 무부하가 발생되는 경우에 이러한 이상 여부를 감지부(41)에서 검출이 되면 서브 PLC(42)가 검출되는 신호를 그 프로토콜을 일원화하고, 서브 PLC(42)로부터 출력되는 검출되는 신호가 통신모듈(43) 및 유,무선 통신망을 통해 부하설비 통합관리서버(44)에 전송된다.

상기 부하설비 통합관리서버(44)에서는 유,무선 통신망을 통해 통신모듈(43)에 전송하여 부하설비 관리자가 원격지에서 이를 확인할 수 있도록 하고, 부하설비의 이상 여부 발생시에는 통신모듈 제어부(45)를 통해 원격제어신호를 상기 유,무선 통신망을 통해 통신모률에 전송하여 스위치박스 제어부(46)에서 해당 부하설비와 전기적으로 접속되는 B접점 릴레이(34)를 오프(OFF) 시키는 수단으로 원격지에서 각 토글스위치별로 전원 리셋이 이루어질 수 있도록 함으로써 개별 부하설비에 대한 이상발생시에 원격지에서 이를 제어하여 전체적인 시스템의 제어운용을 안정적으로 할 수 있도록 한다.

이상에서 본 발명은 상기 실시예를 참고하여 설명하였지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다.

10 : 누전차단기 자동복귀장치 11 : 전원공급부
12 : 디스플레이부 14 : 차단기 제어부
16 : 자동복귀부 18 : DC전원 수전용 연결부
19 : 축전지 20 : 서지보호장치 30 : 부하용 스위치박스 31 : 토글스위치 32 : 퓨즈 33 : 동작표시램프 34 : B접점 릴레이 40 : 원격제어 장치부 41 : 감지부 42 : 서브 PLC 43 : 통신모듈 44 : 부하설비 통합관리서버 45 : 통신모듈 제어부 46 : 스위치박스 제어부 P : 판넬

Claims (5)

1. 누전차단기(ELB)가 트립이 되면 부하의 상태를 분석하여 트립의 해소여부를 판별하는 차단기 제어부와, 상기 차단기 제어부에 의해 트립 원인이 해소되어 부하가 정상 상태이면 액추에이터를 구동시켜 누전차단기를 자동으로 복귀시키는 자동복귀부와, 상기 누전차단기의 출력 전원은 복수의 토글스위치와 연결되어 전원 공급이 이루어지되 상기 복수의 토글스위치의 출력단에 직렬로 연결되는 B접점 릴레이와, 상기 B접점 릴레이를 구동하고 원격지에서 제어할 수 있도록 하는 원격제어장치부로 이루어진 것을 포함하고,
   상기 차단기 제어부의 전원공급은 전원공급부의 전원을 축전지로 충전한 다음 누전차단기의 차단시에 축전지의 전원을 이용하여 제어할 수 있도록 한 것을 포함하고, 상기 차단기 제어부에는 병렬연결된 DC전원 수전용 연결부가 구비되어 상기 DC전원 수전용 연결부에 UPS 전원 및 한전 1차측 전원을 연결할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 누전차단기의 자동복귀장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 원격제어장치부는;
   복수의 토글스위치에 접점 연결되는 부하설비의 이상 여부를 검출하는 감지부와, 상기 감지부로부터 검출되는 신호를 수신하여 그 프로토콜을 일원화시키는 서브 PLC와, 상기 서브 PLC에서 출력되는 검출 신호를 유,무선 통신망을 통해 출력 및 상기 유,무선 통신망을 통해 외부의 제어신호를 수신하는 통신모듈과, 상기 통신모듈로부터 전송되는 상기 서브 PLC의 접점 신호를 상기 유,무선 통신망을 통해 수신하고 상기 서브 PLC의 접점 신호에 포함된 부하설비의 정보를 텍스트로 표시하는 부하설비 통합관리서버와, 상기 서브 PLC의 접점 신호에 포함된 정보를 분석하여 원격제어신호를 상기 유,무선 통신망을 통해 상기 통신모듈에 전송하는 통신모듈 제어부와, 상기 통신모듈 제어부에 의해 전송된 제어신호에 의해 해당 부하설비와 전기적으로 접속되는 스위치박스 제어부로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 누전차단기의 자동복귀장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치.
   
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서,
   상기 누전차단기(ELB)의 입력부에 서지보호장치를 병렬연결하여서 된 것을 특징으로 하는 누전차단기의 자동복귀장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 차단기 제어부에 트립원인 데이터가 메모리에 저장되어 디스플레이부를 통해 모니터링할 수 있도록 한 자체진단기능을 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 누전차단기의 자동복귀장치를 포함하는 리셋형 전원 스위치.
   
   
   
   

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