KR101442527B1 - 감전사고방지용 누전차단장치 - Google Patents

Abstract

누전 시 내부회로의 부품고장이 있는 경우에도 부동작이나 오동작을 방지할 수 있는 개선된 감전방지용 누전차단장치가 제공된다. 본 발명에 따른 누전차단장치는, 전기 구조물의 누설전압을 1차적으로 검출하는 제1 누설전압 검출부와, 상기 제1 누설전압 검출부의 정상동작 유무를 체크 하는 보조 검출부로서 기능하며 상기 전기 구조물의 누설전압을 2차적으로 검출하는 제2 누설전압 검출부를 포함한다. 또한, 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 전기 구조물에 인가되는 전원의 차단이 결정되도록 하는 누전차단 콘트롤부를 구비한다. 본 발명의 실시 예에 따르면, 내부회로의 부품고장이 있는 경우에도 부동작이나 오동작이 발생됨이 없이 누전이 정확히 안정적으로 차단된다.

Description

감전사고방지용 누전차단장치{Earth leakage breaking device for electric shock prevention}

본 발명은 감전사고 방지장치에 관한 것으로, 특히 전기구조물에 설정전압 이상의 누설전압이 발생되거나 침수가 발생될 경우 전원을 자동으로 차단하여 감전사고를 방지하는 감전보호용 누전차단장치에 관한 것이다.

일반적으로, 지락(grounding)은 전로와 대지와의 사이에 절연이 저하되어 아크가 일어나거나 도전성 물질에 의해서 교락(bridged)된 경우에 전로 또는 기기의 외부에 위험한 전압이 나타나거나 전류가 흐르는 현상을 말한다. 지락의 발생은 일종의 사고현상이라고 할 수 있는데, 이 때 흐르는 전류를 지락 전류라 하며 이 현상을 일반적으로 누전이라고 한다.

이와 같이, 전로에 지락사고가 발생하면 감전재해나 전력설비의 손상 등을 일으키는 일이 많으며, 전로의 절연이 열화해서 파손되어 예를 들면, 전기 구조물이나 전자기기를 통해서 지락전류가 발생하면 이들의 외부나 케이스에는 전압이 발생하여 사람이 여기에 접촉하면 감전 재해를 일으킨다. 그래서 특정한 기기에 대해서는 지락에 의해서 그 케이스나 본체 주위에 누설 전류가 발생했을 때에 감전의 위해를 방지하기 위해 감전방지용 누전차단기의 설치가 필요하다.

상기 누전차단기는, 일반적으로 도로에 설치되는 가로등 및 교통신호등의 전기구조물이나 공장 및 주택 등에 사용되는 각종 산업용장비, 욕실콘센트, 세탁기, 냉장고 등 전기기구 등을 대상으로 흔히 설치된다.

특히, 상기 가로등 및 교통신호등 등에 침수가 발생될 경우 감전사고를 방지하기 위해 전원을 차단하는 일반적인 감전방지용 누전차단장치는 누전 시에 내부회로의 부품고장으로 인하여 부동작과 오동작이 빈번하였다. 누전차단장치의 부동작이나 오동작은 감전의 위험을 심각하게 초래할 수 있다.

또한, 교류 전원의 R상과 N상의 서로 바뀌어 누전차단장치에 인가되는 경우에 누전차단장치의 GND 부에 R상의 전원이 공급되어 버리는 문제점이 있었다.

더구나, 누전차단장치에서 연장 연결된 전압 감지봉의 손실이나 망실시 또는 전압 감지선의 단선 시에 감전사고의 위험에 노출되는 문제점이 있었다.

또한, 신호등이나 가로등의 고장 시 고장난 신호등이나 가로등의 위치를 표시하기 어려웠다.

그리고, 누전 발생시에 하나의 분전반에 연결된 모든 가로등이나 신호등의 램프가 소등되어 누전 발생시에 정전되는 등들의 개수를 최소화하기 어려웠다.

또한, 예비적으로 운영하는 소등된 가로등에서 누전이 발생될 시 누전차단장치의 동작은 정지되므로 이를 감지하기가 어려웠다.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 누전 시 내부회로의 부품고장이 있더라도 부동작이나 오동작을 방지할 수 있는 개선된 감전방지용 누전차단장치를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, R상과 N상의 서로 바뀐 경우에도 누전차단장치의 GND 부에 R상의 전원이 공급되는 것을 방지할 수 있는 감전방지용 누전차단장치를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 전압 감지봉의 손실이나 망실시 또는 전압 감지선의 단선 시에도 감전을 방지할 수 있는 감전방지용 누전차단장치를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 신호등이나 가로등의 고장 시 고장난 곳의 위치 파악을 용이하게 할 수 있는 감전방지용 누전차단장치를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 누전 발생시에도 정전되는 가로등이나 신호등의 개수를 최소화할 수 있는 감전방지용 누전차단장치를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 소등된 가로등에서 누전이 발생될 시에도 이를 감지할 수 있도록 하는 감전방지용 누전차단장치를 제공함에 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예의 일 양상에 따른 감전방지용 누전차단장치는:

전기 구조물의 누설전압을 1차적으로 검출하는 제1 누설전압 검출부;

상기 제1 누설전압 검출부의 정상동작 유무를 체크 하는 보조 검출부로서 기능하며, 상기 전기 구조물의 누설전압을 2차적으로 검출하는 제2 누설전압 검출부; 및

상기 제1 누설전압 검출부로부터 제1 누설전압 검출 신호를 수신한 경우에 상기 제2 누설전압 검출부를 구동하여 제2 누설전압 검출 신호를 수신한 다음, 상기 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 전기 구조물에 인가되는 전원의 차단이 결정되도록 하는 누전차단 콘트롤부를 구비한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과로서 상기 제1 누설전압 검출부의 동작이 비정상이라고 판정 시, 상기 제2 누설전압 검출부를 상시 구동할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 누설전압 검출부의 동작이 비정상이라고 판정 시, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 전기 구조물에 인가되는 전원이 차단되지 않도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과로서 상기 제1 누설전압 검출부의 동작이 정상이라고 판정 시, 상기 제1 누설전압 검출부를 원래대로 상시 구동할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 누설전압 검출부의 동작이 정상이라고 판정 시, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 전기 구조물에 인가되는 전원이 차단되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 누설전압은, 상기 전기 구조물과 전압 감지봉 G/S의 사이 또는 상기 전기 구조물과 접지 사이에서 발생되는 감전 유발 가능한 전압일 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제1 누설전압 검출부는,

상기 전기 구조물의 누설전압에 포함된 노이즈를 제거하고 일정전압 레벨이하의 누설전압으로 변환하는 누설전압 정류부;

상기 누전차단 콘트롤부의 구동제어에 따라 상기 누설전압 정류부의 출력을 통과시키는 누설전압 검출 구동부;

상기 누설전압 검출 구동부를 통해 인가되는 상기 누설전압 정류부의 출력을 증폭하는 신호증폭부; 및

상기 신호증폭부의 출력 누설전압과 설정된 기준전압을 비교하여 상기 제1 누설전압 검출 신호를 생성하는 누설전압 검출 신호 출력부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 누전차단 콘트롤부는,

상기 제1,2 누설전압 검출부의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 제1,2 누설전압 검출신호를 수신하고 출력 구동 제어신호를 생성하는 콘트롤부;

상기 콘트롤부의 상기 출력 구동 제어신호에 응답하여 적어도 하나 이상의 릴레이 구동신호를 출력하는 DC 전압 출력 구동부; 및

상기 릴레이 구동신호에 응답하여 상기 전기 구조물에 전원을 인가하는 분전반의 전자 접촉기가 차단되도록 하기 위한 지락 전류를 생성하는 릴레이를 기본적으로 가지는 릴레이부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 콘트롤부는,

상기 분전반의 전자 접촉기가 차단되지 않았을 경우에 상기 전자 접촉기를 재차적으로 차단하기 위한 과전류가 상기 릴레이부 내의 또 다른 릴레이를 통해 생성되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 제1,2 누설전압 검출부의 정상동작 유무를 체크 하는 보조 검출부로서 기능하며, 상기 전기 구조물의 누설전압을 3차적으로 검출하는 제3 누설전압 검출부를 더 포함하며, 이 경우에 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 제1,2,3 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 전기 구조물에 인가되는 전원의 차단이 결정되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 전기 구조물의 침수전압을 검출하는 레벨 검출부를 더 포함하며, 이 경우에 상기 누전차단 콘트롤부는 침수전압 검출신호에 따라 상기 전기 구조물에 인가되는 전원의 차단이 결정되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 누전차단장치의 R/N-S 입력단에 입력 교류전원의 N상이 아닌 R.S.T상중 어느 한상이 공급되는 경우에 R/N 첸지 신호를 생성하는 R/N 검출부를 더 포함하며, 이 경우에 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 R/N 첸지 신호에 따라 상기 R/N-S 입력단에 입력 교류전원의 N상이 절환되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 전기구조물과 입력 교류전원의 N상 간에서도 누설전압이 검출될 수 있도록 하기 위해, 검출 대상단이 입력 교류전원의 N상인지 R상인지에 따라 G/N 첸지 신호를 생성하는 G/R 검출 및 G/N-CH 회로를 더 포함하며, 이 경우에 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 G/N 첸지 신호에 따라 입력 교류전원의 N상이 상기 누전차단장치의 기판 GND에 절환되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 전기 구조물은 도로에 설치되는 교통 신호등이나 가로등의 구조물일 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예의 다른 양상에 따른 감전방지용 누전차단장치는:

전기 구조물의 누설전압을 1차적으로 검출하는 제1 누설전압 검출부;

상기 제1 누설전압 검출부의 정상동작 유무를 체크 하는 보조 검출부로서 기능하며, 상기 전기 구조물의 누설전압을 2,3차적으로 검출하는 제2,3 누설전압 검출부; 및

상기 제1 누설전압 검출부로부터 제1 누설전압 검출 신호를 수신한 경우에 상기 제2,3 누설전압 검출부를 차례로 구동하여 제2,3 누설전압 검출 신호를 수신한 다음, 상기 제1,2,3 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 전기 구조물에 인가되는 전원의 차단이 결정되도록 하는 누전차단 콘트롤부를 구비한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 누전차단 콘트롤부는,

상기 제1,2,3 누설전압 검출부의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 제1,2,3 누설전압 검출신호를 수신하고 출력 구동 제어신호를 생성하는 콘트롤부;

상기 콘트롤부의 상기 출력 구동 제어신호에 응답하여 적어도 하나 이상의 릴레이 구동신호를 출력하는 DC 전압 출력 구동부; 및

상기 릴레이 구동신호에 응답하여 상기 전기 구조물에 전원을 인가하는 분전반의 전자 접촉기가 차단되도록 하기 위한 지락 전류를 생성하는 릴레이를 기본적으로 가지는 릴레이부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 콘트롤부는,

상기 분전반의 전자 접촉기가 차단되지 않았을 경우에 상기 전자 접촉기를 재차적으로 차단하기 위한 단락전류가 상기 릴레이부 내의 또 다른 릴레이를 통해 생성되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전기 구조물의 침수전압을 검출하는 레벨 검출부를 더 포함하며, 이 경우에 상기 누전차단 콘트롤부는 침수전압 검출신호에 의해서도 상기 전기 구조물에 인가되는 전원의 차단이 결정되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 누전차단장치의 R/N-S 입력단에 입력 교류전원의 N상이 아닌 R.S.T상중 어느 한상이 공급되는 경우에 R/N 첸지 신호를 생성하는 R/N 검출부를 더 포함하며, 이 경우에 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 R/N 첸지 신호에 따라 상기 R/N-S 입력단에 입력 교류전원의 N상이 절환되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전기구조물과 입력 교류전원의 N상 간에서도 누설전압이 검출될 수 있도록 하기 위해, 검출 대상단이 입력 교류전원의 N상인지 R상인지에 따라 G/N 첸지 신호를 생성하는 G/R 검출 및 G/N-CH 회로를 더 포함하며, 이 경우에 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 G/N 첸지 신호에 따라 입력 교류전원의 N상이 상기 누전차단장치의 기판 GND에 절환되도록 할 수 있다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 전기 구조물은 도로에 설치되는 교통 신호등 구조물, 전신주 구조물, 또는 가로등의 구조물일 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예의 다른 양상에 따른 감전방지용 전원차단 시스템은,

전기 구조물의 누설전압을 1,2차적으로 검출하는 제1,2 누설전압 검출부, 및 상기 제1,2 누설전압 검출부로부터 수신되는 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 지락전류, 과전류, 또는 단락전류가 생성되도록 하는 누전차단 콘트롤부를 구비하는 감전방지용 누전차단장치와;

상기 지락전류, 과전류, 또는 단락전류를 검출하는 영상 변류기 및 변류기,상기 영상변류기나 변류기로부터 지락전류, 과전류, 또는 단락전류가 검출될 시 전원차단 제어신호를 발생하는 누전 영상 검출기, 상기 누전 영상 검출기의 전원차단 제어신호에 의해 상기 교류전원을 차단하는 배선용 차단기 및 전자 접촉기를 포함하는 분전반을 구비한다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 누전차단 콘트롤부는,

상기 제1,2 누설전압 검출부의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 제1,2 누설전압 검출신호를 수신하고 출력 구동 제어신호를 생성하는 콘트롤부;

상기 콘트롤부의 상기 출력 구동 제어신호에 응답하여 적어도 하나 이상의 릴레이 구동신호를 출력하는 DC 전압 출력 구동부; 및

상기 릴레이 구동신호에 응답하여 상기 전기 구조물에 전원을 인가하는 분전반의 전자 접촉기가 차단되도록 하기 위한 지락전류, 과전류, 또는 단락전류를 생성하는 릴레이를 가지는 릴레이부를 포함할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예의 또 다른 양상에 따른 감전방지용 전원차단 시스템은,

복수의 가로등에 교류 전원을 공급하는 분전반과, 상기 교류 전원에 병렬로 연결되며 각각의 가로등마다 설치된 감전방지용 누전차단장치를 포함하는 감전방지용 전원차단 시스템에 있어서,

상기 감전방지용 누전차단장치는:

상기 가로등의 누설전압을 1,2차적으로 검출하는 제1,2 누설전압 검출부, 및

상기 제1,2 누설전압 검출부로부터 수신되는 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 가로등에 인가되는 상기 교류 전원이 다른 가로등들에 무관하게 독립적으로 차단되도록 하는 누전차단 콘트롤부를 구비한다.

본 발명의 실시 예에 있어서, 상기 분전반은,

상기 누전차단 콘트롤부의 동작에 의해 지락전류가 발생되는 경우에 상기 지락전류를 검출하는 영상 변류기 및 변류기;

상기 영상변류기 및 변류기로부터 지락전류가 검출될 시 전원차단 제어신호를 발생하는 누전 영상 검출기; 및

상기 누전 영상 검출기의 전원차단 제어신호에 의해 상기 교류 전원을 일정 시간동안 차단하는 전자 접촉기를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 누전차단 콘트롤부는,

상기 제1,2 누설전압 검출부의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 제1,2 누설전압 검출신호를 수신하고 출력 구동 제어신호를 생성하는 콘트롤부;

상기 콘트롤부의 상기 출력 구동 제어신호에 응답하여 적어도 하나 이상의 릴레이 구동신호를 출력하는 DC 전압 출력 구동부;

상기 릴레이 구동신호에 응답하여 상기 가로등에 전원을 인가하는 분전반의 전자 접촉기가 차단되도록 하기 위한 지락전류, 과전류, 또는 단락전류를 생성하는 릴레이를 가지는 릴레이부; 및

상기 릴레이 구동신호에 응답하여 상기 가로등에 인가되는 상기 교류 전원을 개별적으로 차단하는 브레이커를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 브레이커는 상기 콘트롤부의 제어에 의해 상기 분전반에서 2차 이상의 전원 투입 후에 차단동작을 수행하게 될 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예의 또 다른 양상에 따른 감전방지용 누전차단장치는,

전기 구조물의 누설전압을 1차적으로 검출하는 제1 누설전압 검출부;

상기 제1 누설전압 검출부의 정상동작 유무를 체크 하는 보조 검출부로서 기능하며, 상기 전기 구조물의 누설전압을 2차적으로 검출하는 제2 누설전압 검출부; 및

상기 제1 누설전압 검출부로부터 제1 누설전압 검출 신호를 수신한 경우에 상기 제2 누설전압 검출부를 구동하여 제2 누설전압 검출 신호를 수신한 다음, 상기 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 전기 구조물에 인가되는 전원의 차단이 결정되도록 하는 누전차단 콘트롤부를 구비하며,

상기 누전차단 콘트롤부는, 상기 제1 누설전압 검출부의 결함 시 결함상황을 시각적으로 나타내는 표시부와, 상기 제1 누설전압 검출부의 결함 복구 시에 동작 복수를 위한 리셋부를 포함한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 전원의 투입 시에 상기 전기 구조물의 램프가 소정 시간 차별적으로 지연 점등되도록 하기 위한 지연 설정부를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 전기 구조물의 이상이나 고장 시에 고장 상황을 외부로 표시하기 위한 점멸용 발광다이오드를 더 구비할 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예의 또 다른 양상에 따라,

복수의 가로등에 교류 전원을 공급하며 상기 복수의 가로등들 중 예비 가로등들의 램프들은 소등되도록 하는 분전반과, 상기 교류 전원에 병렬로 연결되며 각각의 가로등마다 설치된 감전방지용 누전차단장치를 포함하는 감전방지용 전원차단 시스템에 있어서,

상기 감전방지용 누전차단장치는:

상기 가로등의 누설전압을 1,2차적으로 검출하는 제1,2 누설전압 검출부, 및

상기 제1,2 누설전압 검출부로부터 수신되는 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 가로등에 인가되는 상기 교류 전원이 다른 가로등들에 무관하게 독립적으로 차단되도록 하는 누전차단 콘트롤부를 구비하되,

상기 가로등들 중 소등된 인접 가로등에 연결된 감전방지용 누전차단장치가 누설전압을 검출할 수 있도록 하기 위해 동작전압을 인가하는 동작전압 공급부를 구비한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 소등된 인접 가로등에 연결된 감전방지용 누전차단장치는 중감도 전류 감지방식을 사용하여 소등 가로등에서의 누설전압을 검출하며, 상기 누설전압의 검출 시 상기 분전반 내에 설치된 DT-EGCR 내의 DC 릴레이가 구동됨에 따라 상기 분전반 내에서 상기 교류전원을 공급하는 전자접촉기가 차단될 수 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시 예의 또 다른 양상에 따라,

복수의 교통신호등에 교류 전원을 공급하는 분전반과, 상기 교류 전원에 병렬로 연결되며 각각의 교통신호등마다 설치된 감전방지용 누전차단장치를 포함하는 감전방지용 전원차단 시스템에 있어서,

상기 감전방지용 누전차단장치는:

상기 교통신호등의 누설전압을 1,2차적으로 검출하는 제1,2 누설전압 검출부, 및

상기 제1,2 누설전압 검출부로부터 수신되는 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 교통신호등에 인가되는 상기 교류 전원이 다른 교통신호들에 무관하게 독립적으로 차단되도록 하는 누전차단 콘트롤부를 구비한다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 분전반은,

상기 누전차단 콘트롤부의 동작에 의해 지락전류가 발생되는 경우에 상기 지락전류를 검출하는 영상 변류기 및 변류기;

상기 영상변류기 및 변류기로부터 지락전류가 검출될 시 전원차단 제어신호를 발생하는 누전 영상 검출기; 및

상기 누전 영상 검출기의 전원차단 제어신호에 의해 상기 교류 전원을 일정 시간동안 차단하는 전자 접촉기를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 누전차단 콘트롤부는,

상기 제1,2 누설전압 검출부의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 제1,2 누설전압 검출신호를 수신하고 출력 구동 제어신호를 생성하는 콘트롤부;

상기 콘트롤부의 상기 출력 구동 제어신호에 응답하여 적어도 하나 이상의 릴레이 구동신호를 출력하는 DC 전압 출력 구동부;

상기 릴레이 구동신호에 응답하여 상기 가로등에 전원을 인가하는 분전반의 전자 접촉기가 차단되도록 하기 위한 지락전류, 과전류, 또는 단락전류를 생성하는 릴레이를 가지는 릴레이부; 및

상기 릴레이 구동신호에 응답하여 상기 교통신호등에 인가되는 상기 교류 전원을 개별적으로 차단하는 브레이커를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 브레이커는 상기 콘트롤부의 제어에 의해 상기 분전반에서 3회 이상의 전원 재 투입 후에 차단동작을 수행하게 될 수 있다.

본 발명의 또 다른 기술적 양상에 따라,

복수의 가로등에 교류 전원을 공급하며 상기 복수의 가로등들 중 예비 가로등들의 램프들은 소등되도록 하는 분전반과, 상기 교류 전원에 병렬로 연결되며 각각의 가로등마다 설치된 감전방지용 누전차단장치를 포함하는 감전방지용 전원차단 시스템은:

상기 가로등의 가로등 주와 접지간 또는 상기 분전반의 본체과 접지간에 연결되어 누설 전류의 발생 시 상기 접지로 누설전류를 반파 정류하여 보내고 연접전지에 기인하여 역방향으로 들어오는 누설전류는 차단하는 접지 정류기를 구비한다.

상기 접지 정류기는 실리콘 다이오드일 수 있다.

본 발명의 실시 예적인 구성에 따르면, 누전 시 내부회로의 부품고장이 있더라도 누전차단장치의 부동작이나 오동작이 방지된다.

또한, R상과 N상의 서로 바뀐 경우에도 누전차단장치의 GND 부에 R상의 전원이 공급되는 것이 방지된다.

그리고, 전압 감지봉의 손실이나 망실시 또는 전압 감지선의 단선 시에도 감전이 방지된다.

또한, 가로등의 고장 시 고장난 가로등의 위치 파악이 용이하게 되고, 누전 발생시에 정전되는 가로등이나 신호등의 개수를 최소화할 수 있게 된다.

그리고, 소등된 가로등이나 신호등에서 누전이 발생될 시에도 이를 감지할 수 있게 된다.

따라서, 내부회로의 부품고장이 있는 경우에도 부동작이나 오동작이 발생되지 않아 누전이 정확히 안정적으로 차단된다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 감전방지용 누전차단장치의 블록도이다.
도 2는 도 1중 제1 전압(V1)검출부(100)의 상세 구현 예시도이다.
도 3은 도 1중 제2 전압(V2)검출부(200)의 상세 구현 예시도이다.
도 4는 도 1중 제3 전압(V3)검출부(300)의 상세 구현 예시도이다.
도 5는 도 1중 R/N상 검출부(400)의 상세 구현 예시도이다.
도 6은 도 1중 레벨 검출부(500)의 상세 구현 예시도이다.
도 7은 도 1중 G/R 검출 및 G/N 첸지부(600)의 상세 구현 예시도이다.
도 8은 도 1중 콘트롤부(700)의 상세 구현 예시도이다.
도 9는 도 1중 DC 스위칭 파워부(800)의 상세 구현 예시도이다.
도 10는 도 1중 DC 전압 출력구동부(900)의 상세 구현 예시도이다.
도 11은 도 1중 릴레이부(1000)의 상세 구현 예시도이다.
도 12는 도 1중 외부기기 연결 접속부(1100)의 상세 구현 예시도이다.
도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 장치의 설치 예를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 감전방지용 전원차단시스템의 전체 연결 구성을 보여주는 도면이다.

위와 같은 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시 예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은, 이해의 편의를 제공할 의도 이외에는 다른 의도 없이, 개시된 내용이 보다 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 소자 또는 라인들이 대상 소자 블록에 연결된다 라고 언급된 경우에 그것은 직접적인 연결뿐만 아니라 어떤 다른 소자를 통해 대상 소자 블록에 간접적으로 연결된 의미까지도 포함한다.

또한, 각 도면에서 제시된 동일 또는 유사한 참조 부호는 동일 또는 유사한 구성 요소를 가급적 나타내고 있다. 일부 도면들에 있어서, 소자 및 라인들의 연결관계는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 나타나 있을 뿐, 타의 소자나 회로블록들이 더 구비될 수 있다.

여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함될 수 있으며, 감전방지용 누전차단장치의 기본적 동작과 구조에 관한 세부는 본 발명의 요지를 모호하지 않도록 하기 위해 상세히 설명되지 않음을 유의(note)하라.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 감전방지용 누전차단장치의 블록도이다.

도면을 참조하면, 감전방지용 누전차단장치(EGCSS)는, 제1 전압(V1)검출부(100), 제2 전압(V2)검출부(200), 제3 전압(V3)검출부(300), R/N상 검출부(400), 레벨 검출부(500), G/R 검출 및 G/N 첸지부(600), 콘트롤부(700), DC 스윗칭 파워부(800), DC 전압 출력구동부(900), 릴레이부(1000), 및 외부기기 연결 접속부(1100)를 포함한다.

도 1에서 부가된 외부기기 설치도(1200)는 실제의 회로 블록은 아니며, 도 13에서와 같이 설치 구성을 나타내고 있다.

상기 감전방지용 누전차단장치는 전기 구조물 특히 가로등 주에 적합하게 설치될 수 있다.

그러한 경우에, 상기 감전방지용 누전차단장치는, 전위차검출기능, 침수감지기능, R/N상검출기능, G/N회로 첸지기능, 전압감지봉 G/S(그라운드 스위치) 또는 EARTH 접지 값 측정기능, 전압 검출부 진단기능, 전압 검출부 고장회로 제거기능, 전압 검출부 고장회로 표시기능, 고장 가로등 위치표시기능, 고장 가로등 제거 재 점등 기능, 및 가로등 순차 점등기능 등을 가진다. 결국, 상기 누전차단장치는 위와 같은 다양한 기능을 가지는 전압, 전류 혼합형의 누전차단장치이다.

신호등 주(기둥)이나 가로등 주(기둥)와 같은 전기 구조물에 누전이 발생하여 누설전압이 발생되면 가로등과 대지 간에 전위차가 발생되므로, 감전의 위험이 있다. 즉, 전위차가 발생된 상태에서 사람이 가로등에 접촉되거나 가로등 주위를 보행할 때 보폭 전압 및 터치전압에 의하여 2차 감전이 될 수 있다. 또한, 가로등주의 침수로 인해 가로등 선로에서 누전이 되면 물이나 습기를 통해 감전이 될 수 있다. 침수감지 및 국제안전전압의 종별 구분에 따라(2.5V, 25V, 50V이하) 누전회로의 전원을 사전에 차단하여 사람을 감전으로부터 보호하고 화재를 방지해야한다.

누전 시 내부회로의 부품고장이 있더라도 부동작이나 오동작을 방지할 수 있도록 하기 위해, 감전방지용 누전차단장치는,

전기 구조물의 누설전압을 1차적으로 검출하는 제1 누설전압 검출부(100);

상기 제1 누설전압 검출부(100)의 정상동작 유무를 체크 하는 보조 검출부로서 기능하며, 상기 전기 구조물의 누설전압을 2차적으로 검출하는 제2 누설전압 검출부(200)를 포함한다.

또한, 감전방지용 누전차단장치는, 상기 제1 누설전압 검출부(100)로부터 제1 누설전압 검출 신호를 수신한 경우에 상기 제2 누설전압 검출부(200)를 구동하여 제2 누설전압 검출 신호를 수신한 다음, 상기 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 전기 구조물에 인가되는 전원의 차단이 결정되도록 하는 누전차단 콘트롤부를 구비한다.

상기 누전차단 콘트롤부는 상기 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과로서 상기 제1 누설전압 검출부(100)의 동작이 비정상이라고 판정 시, 상기 제2 누설전압 검출부(200)를 상시 구동할 수 있다. 상기 제1 누설전압 검출부(100)의 동작이 비정상이라고 판정 시, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 전기 구조물에 인가되는 전원이 차단되지 않도록 할 수 있다.

상기 누전차단 콘트롤부는 상기 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과로서 상기 제1 누설전압 검출부(100)의 동작이 정상이라고 판정 시, 상기 제1 누설전압 검출부(100)를 원래대로 상시 구동할 수 있다. 상기 제1 누설전압 검출부(100)의 동작이 정상이라고 판정 시, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 전기 구조물에 인가되는 전원이 차단되도록 할 수 있다. 여기서, 상기 누설전압은, 상기 전기 구조물(1201)과 전압 감지봉 G/S(1202)의 사이 또는 상기 전기 구조물(1201)과 접지(1203) 사이에서 발생되는 감전 유발 가능한 전압일 수 있다.

상기 누전차단 콘트롤부는,

상기 제1,2 누설전압 검출부(100,200)의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 제1,2 누설전압 검출신호를 수신하고 출력 구동 제어신호를 생성하는 콘트롤부(700);

DC 스윗칭 파워부(800)으로부터 동작전원을 수신하며, 상기 콘트롤부(700)의 상기 출력 구동 제어신호에 응답하여 적어도 하나 이상의 릴레이 구동신호를 출력하는 DC 전압 출력 구동부(900); 및

상기 릴레이 구동신호에 응답하여 상기 전기 구조물에 전원을 인가하는 분전반의 전자 접촉기가 차단되도록 하기 위한 지락 전류를 생성하는 릴레이를 기본적으로 가지는 릴레이부(1000)를 포함할 수 있다.

상기 콘트롤부(700)는, 상기 분전반의 전자 접촉기(예: 마그네트 스위치)가 차단되지 않았을 경우에 상기 전자 접촉기를 재차적으로 차단하기 위한 과전류가 상기 릴레이부(1000) 내의 또 다른 릴레이를 통해 생성되도록 할 수 있다.

감전방지용 누전차단장치는, 또한, 상기 제1,2 누설전압 검출부(100,200)의 정상동작 유무를 체크 하는 보조 검출부로서 기능하며, 상기 전기 구조물의 누설전압을 3차적으로 검출하는 제3 누설전압 검출부(300)를 더 포함할 수 있다. 이 경우에 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 제1,2,3 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 전기 구조물에 인가되는 전원의 차단이 결정되도록 할 수 있다.

감전방지용 누전차단장치는, 상기 전기 구조물의 침수전압을 검출하는 레벨 검출부(500)를 더 포함할 수 있으며, 이 경우에 상기 누전차단 콘트롤부는 침수전압 검출신호에 따라 상기 전기 구조물에 인가되는 전원의 차단이 결정되도록 할 수 있다.

감전방지용 누전차단장치는, 누전차단장치의 R/N-S 입력단에 입력 교류전원의 N상이 아닌 R.S.T상중 어느 한상이 공급되는 경우에 R/N 첸지 신호(change signal)를 생성하는 R/N 검출부(400)를 더 포함할 수 있다. 이 경우에 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 R/N 첸지 신호에 따라 상기 R/N-S 입력단에 입력 교류전원의 N상이 절환되도록 할 수 있다.

감전방지용 누전차단장치는, 상기 전기구조물과 입력 교류전원의 N상 간에서도 누설전압이 검출될 수 있도록 하기 위해, 검출 대상단이 입력 교류전원의 N상인지 R상인지에 따라 G/N 첸지 신호를 생성하는 G/R 검출 및 G/N-CH 회로(600)를 더 포함할 수 있다. 이 경우에 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 G/N 첸지 신호에 따라 입력 교류전원의 N상이 상기 누전차단장치의 기판 GND에 절환되도록 할 수 있다.

상기 전기 구조물은 도로에 설치되는 교통 신호등이나 가로등의 구조물일 수 있다.

상기 제1 누설전압 검출부(100)의 구체는 도 2에서 예시적으로 나타나 있다.

도 2는 도 1중 제1 전압(V1)검출부(100)의 상세 구현 예시도이다.

도면을 참조하면, 제1 전압(V1)검출부(100)는 누설전압 정류부(101), 누설전압 검출 구동부(102), 신호증폭부(103), 및 누설전압 검출 신호 출력부(104)를 포함한다.

상기 누설전압 정류부(101)는 상기 전기 구조물의 누설전압에 포함된 노이즈를 제거하고 일정전압 레벨이하의 누설전압으로 변환하는 기능을 한다.

상기 누설전압 검출 구동부(102)는 상기 누전차단 콘트롤부의 구동제어에 따라 상기 누설전압 정류부(102)의 출력을 통과시키는 기능을 한다.

상기 신호증폭부(103)는 상기 누설전압 검출 구동부(102)를 통해 인가되는 상기 누설전압 정류부(101)의 출력을 증폭하는 역할을 한다.

상기 누설전압 검출 신호 출력부(104)는 상기 신호증폭부(103)의 출력 누설전압과 가변저항(VR1)에 의해 설정된 기준전압을 비교하여 상기 제1 누설전압 검출 신호(VOLT1)를 출력단(105)를 통해 생성한다.

가로등 주(도 13의 참조부호 1201)에 누설전압이 발생되면, POL(기둥:1201)과 전압감지봉 G/S(1202)의 양단 사이, POL(기둥:1201)과 EARTH(접지봉:1203)의 양단 사이, 또는 POL(기둥:1201)과 N상(교류전원의 중성선)의 양단 사이에 전위차가 발생된다.

상기 POL(기둥:1201)의 누설전압은 도 12의 라인 필터(1103)를 거침에 의해 노이즈 성분이 제거된다. 그리고 누설전압과 함께 순간적으로 유입되는 펄스성 고전압은 도 12의 TNR3(1104)을 통해 1차적으로 제거된다. 상기 TNR3(1104)을 통과한 상기 누설전압은 도 2의 누설전압 정류부(101)내의 저항(R1)에 인가되어 전압 강하된다.

도 2를 참조하면, 누설전압 정류부(101)는 상기 누설전압에 포함된 노이즈를 추가적으로 제거하고 일정전압 레벨이하의 안정된 누설전압을 생성한다. 구체적으로, 상기 누설전압 정류부(101)에 인가되는 누설전압은 AC 220V 정도의 높은 전압이다. 높은 전압의 누설전압은 저항(R1~R3)을 거치면서 낮은 전압으로 바뀐다. 또한, 상기 높은 전압의 누설전압과 함께 순간적으로 유입되는 초 고전압은 회로 소자 보호용 TVS 다이오드(TVSD1, TVSD2)를 거치면서 제거된다. 약 8.2V 정도로 낮아진 누설전압은 정전압 유지용 제너다이오드(ZD1, ZD2)와, 다이오드(D1, D2), 및 콘덴서(C1)의 작용에 의해 약 8,2V 이하의 안정되고 일정한 누설전압으로 공급된다.

상기 누설전압 정류부(101)로부터 공급되는 누설전압은 상기 누설전압 검출 구동부(102)내의 포토커풀러(TLP1, TLP2, TLP3)중 포토커풀러(TLP1)가 구동되어 있는 경우에 상기 신호증폭부(103)로 통과된다. 상기 포토커풀러(TLP1, TLP2, TLP3)는 도 8의 콘트롤부(700)의 구동제어에 따라 선택적으로 동작된다. 동작 초기 또는 상기 제1 전압(V1)검출부(100)가 결함을 가지지 않을 경우에 상기 콘트롤부(700)는 상기 포토커풀러(TLP1)를 상시적으로 구동한다.

상기 신호증폭부(103)의 연산증폭기(U1:A)의 비반전 단자에 입력되는 누설전압은 상기 포토커풀러(TLP1)를 거치면서 약 1V 정도의 미약한 전압 레벨을 갖는 전압이다. 상기 신호증폭부(103)에 입력된 미약한 전압레벨을 갖는 상기 누설전압은 연산증폭기들(U1:A, U2:A, U2:B), 저항(R4~R10), 다이오드(D3, D4), 및 콘덴서(C2)의 작용에 의해 증폭되어 약 5V 정도의 전압 레벨로서 출력된다.

상기 신호증폭부(103)를 통해 증폭된 출력 누설전압은 상기 누설전압 검출 신호 출력부(104)의 저항(R11)을 거쳐 연산 증폭기(U4:A)의 비반전 단자에 인가된다. 상기 저항(R11~R13), 가변 저항(VR1), 콘덴서(C3), 연산증폭기(U4:A), 및 다이오드(D5, D6)로 이루어진 상기 누설전압 검출 신호 출력부(104)는, 상기 출력 누설전압과 가변저항(VR1)에 의해 설정된 기준전압을 비교한다. 상기 출력 누설전압이 상기 설정된 기준전압보다 높은 경우에 제1 누설전압 검출 신호(VOLT1)가 누전을 알리는 신호로서 생성된다. 가로등 주의 누전시에 누전을 가리키는 상기 제1 누설전압 검출 신호(VOLT1)는 도 2의 출력단(105)를 통해 도 8의 콘트롤부(700)로 하이(HIGH)레벨의 신호로서 인가된다. 한편, 출력 누설전압이 존재하지 않거나 설정 값 이하로 미약한 경우에 상기 제1 누설전압 검출 신호(VOLT1)의 논리 상태는 로우(LOW)레벨로서 제공된다.

도 3은 도 1중 제2 전압(V2)검출부(200)의 상세 구현 예시도이다.

도면을 참조하면, 제2 전압(V2)검출부(200)는 신호증폭부(203), 및 누설전압 검출 신호 출력부(204)를 포함한다.

상기 제2 전압(V2)검출부(200)는 도 1의 상기 누설전압 검출 구동부(102)내의 포토커풀러(TLP2)가 구동되어 있는 경우에 구동된다.

결국, 상기 신호증폭부(203)내의 연산증폭기(U1:B)의 비반전 단자에 입력되는 누설전압은 상기 포토커풀러(TLP2)를 거치면서 약 1V 정도의 미약한 전압 레벨을 갖는 전압이다. 상기 포토커풀러(TLP2)를 통과한 누설전압은 도 2의 누설전압 정류부(101)에서 제공된 것이다. 도 3의 경우에는 안정된 누설전압을 만들어 주는 도 2의 누설전압 정류부(101)를 공유한다. 그러나, 공유함이 없이 제2 전압(V2)검출부(200)만을 위한 별도의 누설전압 정류부가 마련될 수 있다.

도 3의 경우에 상기 신호증폭부(203)와 누설전압 검출 신호 출력부(204)는 도 2에서의 상기 신호증폭부(203)와 누설전압 검출 신호 출력부(204)의 구성과 동작이 동일하다. 결국, 상기 신호증폭부(203)와 누설전압 검출 신호 출력부(204)는 상기 신호증폭부(103)와 누설전압 검출 신호 출력부(104)가 고장나거나 결함을 가질 시에, 누전차단 기능을 확실하고 안정하게 가질 수 있도록 하는 예비 또는 스페어 검출부로서 기능한다.

가로등 주의 누전 시에 도 3에서 생성된 제2 누설전압 검출 신호(VOLT2)는 도 3의 출력단(201)를 통해 도 8의 콘트롤부(700)로 인가된다. 여기서, 상기 제2 누설전압 검출 신호(VOLT2)는 상기 신호증폭부(203)의 출력 누설전압과 가변저항(VR2)에 의해 설정된 기준전압을 연산 증폭기(U4:A)를 통해 비교함에 의해 생성된 것이다.

도 4는 도 1중 제3 전압(V3)검출부(300)의 상세 구현 예시도이다.

도면을 참조하면, 제3 전압(V3)검출부(300)는 신호증폭부(303), 및 누설전압 검출 신호 출력부(304)를 포함한다.

도 4의 제3 전압(V3)검출부(300)는 도 3의 제2 전압(V2)검출부(200)와 기능, 구성, 및 동작 면에서 동일하다.

도 5는 도 1중 R/N상 검출부(400)의 상세 구현 예시도이다.

도면을 참조하면, R/N 검출부(400)는 누전차단장치의 R/N-S 입력단에 입력 교류전원의 N상이 아닌 R.S.T상중 어느 한상이 공급되는 경우에 R/N 첸지 신호를 생성하기 위해, 입력 전압 정류부(401), 신호증폭부(403), 및 R/N 첸지 신호 출력부(404)를 포함한다.

상기 입력 전압 정류부(401)는 저항(R41)의 일단과 연결된 R/N-S 입력단에 입력 교류전원의 N상이 아닌 R.S.T상중 어느 한상이 공급되는 경우에 N상이 공급되는 경우보다 높은 레벨을 전압을 출력한다.

상기 신호증폭부(403)는 상기 입력전압 정류부(401)의 출력을 증폭하는 역할을 한다.

상기 R/N 첸지 신호 출력부(404)는 상기 신호증폭부(403)의 출력 증폭전압과 가변저항(VR4)에 의해 설정된 기준전압을 비교하여 R/N 첸지 신호(R/N-CH)를 출력단(402)를 통해 출력한다. 상기 R/N 첸지 신호(R/N-CH)가 예컨대 논리 하이로서 출력되는 경우에 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 R/N-S 입력단에 입력 교류전원의 N상이 절환되도록 한다.

도 4에서 상기 입력 전압 정류부(401)의 세부 구성은 도 2의 누설전압 정류부(101)와 유사하다. 상기 입력 전압 정류부(401)의 경우에는 도 2의 누설전압 정류부(101)의 회로 소자 보호용 TVS 다이오드(TVSD1, TVSD2)가 제거되어 있다.

또한, 신호증폭부(403) 및 R/N 첸지 신호 출력부(404)의 세부 구성은 도 2의 신호증폭부(103) 및 누설전압 검출 신호 출력부(104)와 동일하다.

도 13의 전압감지봉 G/S(1202) 및 접지봉 EARCH(1203)가 손, 망실된 경우에도 감전방지를 위해 누전차단이 되어야 한다. 따라서, 도 7에서 보여지는 AC전원의 N상을 전압 감지봉 G/S(1202) 및 EARTH(1203)대용으로 사용할 필요성이 있다.

도 5는 이를 위해 AC전원의 N상을 미리 검출하는 것이다. 전기 공사 등의 미숙이나 설치 에러에 기인하여, R/N-S 입력단에 입력 교류전원의 N상이 아닌 R.S.T상중 어느 한상이 공급되고 있다면, R/N 첸지 신호(R/N-CH)가 출력단(402)를 통해 출력되고, 상기 누전차단 콘트롤부의 제어에 의해 상기 R/N-S 입력단에 입력 교류전원의 N상이 연결된다. 이에 따라, 도 13의 POL(1201)과 N상간에 전위차가 제대로 검출될 수 있으므로, 누전 시 분전반에서 공급되는 교류 전원이 제대로 차단될 수 있다.

도 6은 도 1중 레벨 검출부(500)의 상세 구현 예시도이다.

도면을 참조하면, 레벨 검출부(500)는 침수 감지봉의 침수 유무에 따라 침수출력 전압을 생성하는 침수전압 생성부(505)와, 상기 침수전압 생성부(505)의 침수 출력 전압과 설정된 침수 기준전압을 비교하여 침수전압 검출신호를 출력하는 침수전압 검출부(506)를 포함한다. 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 침수전압 검출신호에 따라 상기 전기 구조물에 인가되는 전원의 차단이 결정되도록 한다.

상기 침수전압 생성부(505)내의 LV-1(501)에는 설정전압이 제공되며, 이 설정전압은 도 13의 침수 감지봉(LEVEL 감지봉:1204)의 두 단자 중 한 단자에 인가된다. LV-2(502)에는 기준전압(V-)이 제공되며, 이 기준전압은 도 13의 침수 감지봉(LEVEL 감지봉:1204)의 나머지 단자에 인가된다. 상기 침수 감지봉(LEVEL 감지봉:1204)의 두 단자가 물에 침수되면, LV-1(501)과 LV-2(502)간의 전압은 변화된다. 저항들(R51~R63), 연산증폭기들(U9:A, U9:B), 다이오드들(D21~D24), 및 콘덴서들(C12~C13)은 상기 레벨 검출부(500)를 구성한다.

침수 시에 상기 연산증폭기(U9:A)의 비반전단자(+)의 전위는 반전단자(-)의 전위보다 높아진다. 이에 따라, 연산증폭기(U9:B), 다이오드(D23, D24), 및 저항(R58~R63),콘덴서(C12, C13)을 차례로 거치면서 증폭되고 신호 정형된 하이레벨의 신호가 상기 침수전압 검출신호(LEVEL)로서 쇼트핀 7(504)을 통해 출력된다. 상기 침수전압 검출신호(LEVEL)는 도 8의 마이컴 ATMEGA162(701)에 인가된다.

도 6에서 저항(R51)을 통해 LV-2(502)에 연결된 LV-T(503)는 회로가 정상적으로 침수전압 검출신호를 검출하고 있는 지를 체크하기 위한 테스트 단자이다.

도 7은 도 1중 G/R 검출 및 G/N 첸지부(600)의 상세 구현 예시도이다.

즉, 도 7은 전압감지봉 G/S(1202) 또는 접지봉(1203)의 손, 망실로 인해 누설전압을 검출하지 못할 경우에 A/C전원의 두상 중 N상을 사전에 검출하여 이를 기판 GND에 연결하여 두기 위한 것이다. 상기 전기구조물과 입력 교류전원의 N상 간에서 누설전압이 검출될 수 있도록 하기 위해, 전압감지봉 G/S(1202)의 손,망실 유무에 따라 G/N 첸지 신호를 생성하는 G/R 검출(601) 및 입력 교류전원의 N상을 상기 누전차단장치의 기판 GND에 스위칭하는 G/N-첸지 회로(602)를 포함한다.

상기 누전차단 콘트롤부는 상기 G/N 첸지 신호가 발생되는 경우에 입력 교류전원의 N상이 상기 누전차단장치의 기판 GND에 절환되도록 하는 절환 제어신호를 출력한다.

이에 따라, 전압감지봉 G/S(1202) 또는 접지봉(1203)의 손, 망실 또는 회로 단선으로 누설전압을 검출하지 못할 경우에도, 장치의 기판 GND가 AC 전원의 N상에 정확히 접속되어 있기 때문에, POL(1201)과 N 상간에 누설전압이 검출될 수 있다.

G/R 검출(601)회로 내의 볼륨저항(R/OVER/S-VR5)의 일단에는 기준전압(-8V)이 인가된다. 상기 볼륨저항(R/OVER/S-VR5)은 전압감지봉 G/S(1202)와 접지봉(1203)측에 설치되는 저항이다. 한편, A/C전원의 중성선(N)측에 설치된 저항(R68~R70)들 중 저항(R69)에는 설정전압(+8V)이 인가된다.

G/R 검출(601)회로 내에서 다이오드들(D27,D26), 연산증폭기들(U10:A, U10:B), 저항들(R71~R76), 콘덴서들(C14, C15), 및 다이오드들(D27, D28)로 구성된 회로는 전압감지봉 G/S(1202)과 입력 교류전원의 N상 사이의 접지 저항값을 측정하는 역할을 한다.

상기 접지 저항값은 가변저항(R/OVER-VR3:605)에 의해 설정된 기준 값과 비교된다. 전압감지봉 G/S(1202)의 손.망실 시에 설정된 기준 값은 상기 접지 저항값보다 높도록 설정된다.

따라서, 가변저항(R/OVER-VR5:605)에 의해 설정된 기준 값보다 상기 접지 저항값이 낮으면 연산증폭기(U10:A)및 연산증폭기(U10:B)의 동작에 의해 포토커풀러(604)는 오프되고, G/N 첸지 신호(G/N-CH)가 출력단(606)을 통해 도 8의 마이컴 ATMEGA162(701)으로 로우레벨로서 전송된다. 이에 따라, 도 8의 마이컴(701)은 AC 전원의 N상이 기판 GND에 연결되어야 함을 인식하고, 하이레벨의 트렌지스터 구동 제어신호(G/N CH-RY)를 도 7의 회로로 출력한다. 상기 트렌지스터 구동 제어신호(G/N CH-RY)는 저항(R65)을 통해 트렌지스터(Q13)의 베이스에 인가된다. 따라서, 저항들(R65,R66)과 연결된 상기 트렌지스터(Q13)가 구동되어 G/N-CH 릴레이(607)가 동작된다. 릴레이 동작의 결과로서 전압감지봉(1202) G/S 또는 접지봉(1203)의 회로가 장치의 기판회로 GND에서 제거되고, 대신에 AC 전원의 N상이 기판회로 GND과 연결된다.

한편, 가변저항(R/OVER-VR5:605)에 의해 설정된 기준 값보다 상기 접지 저항값이 높으면 상기 연산증폭기(U10:A)및 연산증폭기(U10:B)의 동작에 의해 포토커풀러(604)는 온 상태를 유지한다. 또한, G/N 첸지 신호(G/N-CH)는 출력단(606)을 통해 하이레벨로서 출력된다. 도 8의 마이컴 ATMEGA162(701)은 상기 G/N 첸지 신호(G/N-CH)가 하이레벨인 경우에는 전압감지봉(1202) G/S 또는 접지봉(1203)의 회로가 장치의 기판회로 GND와 그대로 연결상태를 유지해야 함을 인식 하고, 로우레벨의 트렌지스터 구동 제어신호(G/N CH-RY)를 도 7의 회로로 출력한다. 따라서, 저항들(R65,R66)과 연결된 상기 트렌지스터(Q13)는 오프상태를 유지하게 되어, G/N-CH 릴레이(607)는 동작되지 않는다. 이에 따라, 전압감지봉(1202) G/S 또는 접지봉(1203)의 회로가 장치의 기판회로 GND와 연결상태를 유지하고 있게 되므로, POL(1201)과 전압감지봉(1202) G/S 또는 POL(1201)과 접지봉(1203)사이의 누설전압이 제대로 검출될 수 있는 준비 상태로 된다. 상기 도 7의 회로는 전압감지봉(1202) G/S 또는 접지봉(1203)의 회로가 손상 또는 망실된 경우에도 누전을 검출할 수 있게 해주는 역할을 한다. 이에 따라 누전의 검출이 보다 확실하고 2중적으로 되므로, 전압감지봉(1202) G/S 또는 접지봉(1203)의 회로가 손상 또는 망실된 경우에도 사람이 감전될 수 있는 위험을 최소화 또는 제거한다.

도 8은 도 1중 콘트롤부(700)의 상세 구현 예시도이다.

상기 콘트롤부(700)는 상기 누전차단 콘트롤부에 포함된다.

즉, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 제1,2 누설전압 검출부의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 제1,2 누설전압 검출신호를 수신하고 출력 구동 제어신호를 생성하는 도 8의 콘트롤부(700)를 기본적으로 포함한다.

상기 누전차단 콘트롤부에 포함되는 상기 콘트롤부(700)는, 전위차검출기능, 침수감지기능, R/N상검출기능, G/N회로 첸지기능, 전압감지봉 G/S(그라운드 스위치) 또는 EARTH 접지 값 측정기능, 전압 검출부 진단기능, 전압 검출부 고장회로 제거기능, 전압 검출부 고장회로 표시기능, 고장 가로등 위치표시기능, 고장 가로등 제거 재 점등 기능, 및 가로등 순차 점등기능 등이 본 발명의 실시 예의 누전차단장치에서 수행되도록 하는 동작 제어부의 역할을 한다.

또한, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 콘트롤부(700)의 상기 출력 구동 제어신호에 응답하여 적어도 하나 이상의 릴레이 구동신호를 출력하는 DC 전압 출력 구동부와, 상기 릴레이 구동신호에 응답하여 상기 전기 구조물에 전원을 인가하는 분전반의 전자 접촉기가 차단되도록 하기 위한 지락 전류를 생성하는 릴레이를 기본적으로 가지는 릴레이부를 구비하는데, 이는 도 10 및 도 11을 참조로 후술될 것이다.

도 8을 참조하면, 상기 콘트롤부(700)는 도 2 내지 도 7의 회로를 통해 인가되는 출력 신호들을 분석하여 처리하는 마이크로컴퓨터(이하:마이컴)를 구비한다. 상기 마이컴(701)은 본 실시 예에서 ATMEGA162(701)를 사용하였다.

상기 콘트롤부(700)는 V1 전압검출부(100), V2 전압검출부(200), V3전압검출부(300), R/N상 검출부(400), LEVEL 검출부(500), 및 G/R 검출 & G/N-CH 부(600)에서 선택적으로 인가되는 신호를 수신하고 분석한다. 상기 콘트롤부(700)는 분석의 결과로서 도 10의 DC 전압 출력구동부(900)를 제어하여, 제어 목적에 맞게 도 11의 릴레이부(1000)가 동작되도록 한다.

상기 마이컴(701)은 V1 전압검출부(100), V2 전압검출부(200), 및 V3 전압검출부(300)중의 하나를 선택적으로 구동할 수 있다. 일단 선택된 전압검출부로부터 검출 신호가 수신될 경우에 검출 회로의 검증을 위해 다른 전압검출부를 구동한다. 여기서, 다른 전압검출부의 구동은 누전차단 동작이 일단 수행된 후 분전반에서 전원 재인가가 될 때 수행될 수 있다.

상기 전압 검출부들(100,200,300), 또는 LEVEL 검출부(500)에서 검출 신호가 수신되는 경우에, 마이컴(701)은 출력단자 (예: 36번 단자)를 통해 전원차단 구동신호를 생성한다. 상기 전원차단 구동신호는 10 PIN CONNECTOR(703)을 통해 도 10의 DC 전압 출력구동부(900)의 트렌지스터(902) Q10에 인가된다. 상기 트렌지스터(902) Q10가 구동됨에 따라 도 11의 대응되는 릴레이가 동작된다. 이에 따라 지락전류가 발생된다. 상기 지락전류는 누전차단장치와 연결되어 AC 전원을 공급하고 있는 분전반에 인가된다. 상기 분전반 내의 영상 변류기 또는 변류기는 이를 감지하여 전원을 공급하고 있는 마그넷 스위치 등과 같은 전자 접촉기를 차단시킨다.

상기 지락전류가 발생되고 나서 일정시간이 지나도 AC 전원이 차단되지 않는 경우를 대비하여, 상기 마이컴(701)은 상기 일정시간 후에 출력단자 (예: 34번 단자)로 전원차단 구동신호를 또 다시 출력한다.

상기 전원차단 구동신호는 10PIN CONNECTOR(703)을 통해 도 10의 DC 전압출력 구동부(900)내의 트렌지스터(902) Q12에 인가된다. 상기 트렌지스터(902) Q12가 구동됨에 따라 도 11의 릴레이부(1000)의 5번 릴레이(104)가 동작된다. 이에 따라, CORE/R-10A(1013)이 동작되어 AC 전원의 과전류가 발생된다. 상기 과전류는 도 14에서 보여지는 분전반의 전자 접촉기를 OFF시킨다. 이에 따라, 공급되고 있던 AC 전원이 차단되어 감전으로부터의 위험이 방지된다.

상기 마이컴(701)은 초기에 일단 도 2의 전압검출 구동부(102)의 TLP1(V1)를 구동하고 있다가, 도 2의 V1 전압검출부(100)를 통해 검출 신호를 수신한 경우에 지락전류가 1차적으로 발생되도록 한다. 또한, 전원차단이 되지 않을 경우에 AC 전원의 과전류가 2차적으로 발생되도록 한다. 그리고, 상기 분전반에서 수초 내지 수십초 후에 전원 재투입이 수행될 때, 상기 V1 전압검출부(100)의 정상유무를 검증하기 위해 도 2의 전압검출 구동부(102)의 TLP2(V2)를 구동한다. 상기 마이컴(701)은 도 3의 V2 전압검출부(200)를 통해 수신한 검출 신호의 논리 레벨과 상기 V1 전압검출부(100)를 통해 수신되었던 검출 신호의 논리 레벨이 서로 같은 지를 비교한다. 두 검출신호들이 모두 하이 레벨로서 수신된 경우에 상기 마이컴(701)은 상기 V1 전압검출부(100)의 회로 소자들이 서지나 기타 환경적 요인들에 의해 손상됨이 없이 정상적인 누전 검출 기능을 유지하고 있음을 판단한다. 상기 마이컴(701)은 다시 지락전류 및 과전류가 1,2차적으로 발생되도록 하며, 이후에는 도 2의 전압검출 구동부(102)의 TLP1(V1)를 구동한다.

한편, 두 검출신호들이 서로 레벨이 다르게 수신된 경우에 상기 마이컴(701)은 상기 V1 전압검출부(100)의 회로 소자들이 서지나 기타 환경적 요인들에 의해 손상되었음을 판정한다. 손상을 판정한 경우에 상기 마이컴(701)은 이를 외부로 시각적으로 표시하며, 이후 상기 도 3의 V2 전압검출부(200)를 통해 누설전압을 체크한다. 상기 V1 전압검출부(100)가 작업자의 수리나 교체에 의해 다시 정상적으로 복구될 때 까지는 도 3의 V2 전압검출부(200)를 통해 누설전압이 체크된다.

유사하게, 상기 마이컴(701)은 전압검출 구동부(102)의 TLP2(V2)를 구동하고 있다가, 도 3의 V3 전압검출부(200)를 통해 검출 신호를 수신한 경우에 지락전류와 AC 전원의 과전류가 1,2차적으로 발생되도록 한다. 그리고, 상기 분전반에서 수초 내지 수십초 후에 전원 재투입이 수행될 때, 상기 V2 전압검출부(200)의 정상유무를 검증하기 위해 도 2의 전압검출 구동부(102)의 TLP3(V3)를 구동한다. 상기 마이컴(701)은 도 4의 V3 전압검출부(300)를 통해 수신한 검출 신호의 논리 레벨과 상기 V2 전압검출부(200)를 통해 수신되었던 검출 신호의 논리 레벨이 서로 같은 지를 비교한다. 두 검출신호들이 모두 하이 레벨로서 수신된 경우에 상기 마이컴(701)은 상기 V2 전압검출부(200)의 회로 소자들이 정상적인 누전 검출 기능을 유지하고 있음을 판단한다.

상기한 설명에서는 상기 마이컴(701)이 전원 재투입 시에 상기 전압검출 구동부(102)의 TLP1(V1), TLP2(V2), 또는 TLP3(V3)를 구동하는 것으로 설명되었으나, 지락전류나 과전류의 발생 전에 프로그램적으로 상기 포토커플러들(TLP1(V1), TLP2(V2),TLP3(V3))을 차례로 구동하여 다수결에 의한 검출회로 검증동작이 수행되게 할 수도 있다.

상기 마이컴(701)은 20, 21, 22번 출력단자를 통해 포토커플러 구동제어신호를 각기 선택적으로 출력할 수 있다. 이에 따라, 도 8의 출력단에 설치된 저항들(R95, R96, R97)을 통해 상기 포토커플러 구동제어신호가 도 2의 전압검출 구동부(102)로 인가된다. 상기 포토커플러 구동제어신호에 따라 상기 포토 커플러들TLP1(V1), TLP2(V2), TLP3(V3)이 선택적으로 구동되면 제1,2,3 전압검출부들(100,200,300)이 선택적으로 구동된다.

또한, 상기 마이컴(701)은 24, 25, 26, 27번의 단자를 통해 각각 출력 신호를 선택적으로 전송하여 LV, V1, V2, V3의 defect/PCB-LED(고장 LED)가 점등되게 할 수 있다. 이에 따라, 운영 관리자는 고장 회로나 부위를 신속히 파악하고 제거할 수 있다. 이에 따라, V1 전압검출부(100), V2 전압검출부(200), V3 전압검출부(300), LEVEL 검출부(500)가 정상적으로 동작되는 지의 유무가 체크되고, 고장 시 복구나 수리가 용이하게 된다.

상기 마이컴(701)은 도 5의 R/N상 검출부(400)의 R/N-CH(402)신호를 8번 단자를 통해 수신한다. 상기 R/N-CH(402)신호를 하이레벨로서 수신할 경우에 상기 마이컴(701)은 11번 단자를 통해 첸지 구동신호를 생성한다. 상기 첸지 구동신호는 도 10의 DC 전압출력 구동부(900)의 R/N-CH 트렌지스터(901:Q9)의 베이스에 인가된다. 이에 따라, R/N-CH 트렌지스터(901:Q9)가 동작되어 도 11의 릴레이부(1000)의 릴레이 R/N-CH(1007)가 구동된다. 따라서, R상이 N상의 전원 입력에 연결된 경우에 상기 마이컴(701)은 이를 검출하여 N상으로 절환시킨다.

또한, 상기 마이컴(701)은 도 7의 G/R 검출 & G/N-CH(600)의 G/N-CH신호(606)를 10번 단자로 수신한다. 상기 G/N-CH(606)의 신호가 하이레벨로서 입력되면 마이컴(701)의 29번 단자에서 구동 신호가 발생될 수 있다. 이에 따라, 도 7의 G/R 검출 & G/N-CH(600)의 트렌지스터(Q9)가 동작되어, G/N-CH 릴레이(607)가 구동된다. 이에 따라 장치의 회로 기판 GND가 N상으로 절환되어, 전압감지봉(1202) G/S 또는 접지봉(1203)의 회로가 손상 또는 망실된 경우에도 POL과 N상 사이에서 누전을 검출할 수 있게 한다.

도 8의 회로에서는 가로등 초기 점등시 발생하는 순간 피크 전류 및 누설전류를 분산시키기 위하여 HEX-SW(704)와 HEX-SW(705)가 상기 마이컴(701)에 연결되어 있다. HEX-SW(704)를 통해서 가로등 점등 TIME(1~15초)의 간격이 설정될 수 있다. 상기 HEX-SW(705)를 통해서 가로등의 점등순서가 설정될 수 있다. 상기 마이컴(701)은 상기 HEX-SW(704)와 HEX-SW(705)의 설정을 조합하여 15, 30, 45,....초 순으로 해당 가로등이 점등되도록 한다.

그리고 상기 마이컴(701)의 31번의 단자에서 LED 점등신호가 발생되면 트렌지스터 Q2가 구동이 되어 다시 트렌지스터 Q4가 구동이 된다. 여기서 상기 트렌지스터 Q2는 PNP TYPE으로 출력이 GND이고, 트랜지스터 Q4는 PNP TYPE로서 출력이 +12이다. 이에 따라 3색 LED의 양단의 극성이 양극이므로 양극으로 전류가 흘러 점등이 된다. 가로등의 일정 높이에서 적색으로 LED가 점멸되므로 도로의 차량소통에는 지장을 줌이 없이 이상 유무가 외부로 표시될 수 있다. 도 9의 DC 스윗칭 파워부(800)의 회로 고장이나 휴즈(801)의 단선시 상기 LED가 소등 되므로 관리자로 하여금 누전차단장치의 고장의 구분을 쉽게 할 수 있도록 하였다. 또한 적색 LED가 점등이 되고 가로등이 소등이 되면 가로등주의 안정기, 관등회로, 모갈 등에서 고장이 발생하였음을 알 수 있도록 하였다.

그리고 누전차단장치의 입력전압 AC 전원의 R상과 N상이 바뀌었을 경우에 상기 마이컴(701)은 트렌지스터 Q3를 구동하고 다시 트렌지스터 Q5를 구동한다. 이에 따라 녹색의 LED를 점멸시킨다. 이에 따라 AC 전원의 R상과 N상이 바뀌었음이 시각적으로 표시된다. 한편, G/N-CH(606)의 신호를 받을 시에 트랜지스터 Q2, 및 Q3를 구동하고 Q4, Q5를 구동하여 적, 녹색이 번갈아가며 점멸 되도록 한다. 이에 따라, 전압감지봉(1202) G/S 또는 접지봉(1203)의 접지 값이 상승되어 N상으로 절환 되었음을 표시한다.

그리고 도 2의 VOLT1(105), 도 3의 VOLT2(201), 도 4의 VOLT3(301), 도 6의 LEVEL(504)의 출력을 수신할 경우에 33번 단자를 통해 TLP5(707)을 구동한다. 도 8의 B/T 3.7V(709)의 DC 전원을 이용하여 도 12의 고장검출 표시부(1105)defect LED LED-A(1101)를 점멸시킨다. 이에 따라 도 11의 2번 AC 릴레이의 A-LINE 가로등의 전원 가로등 주에서 침수 또는 누설전압이 발생하여 고장이 발생하였음을 표시한다.

또한 A-LINE 가로등의 전원 소등으로 인하여 B-LINE의 전원이 공급된 경우 마찬가지의 방법으로 도 12의 고장검출 표시부(1105)defect LED LED-B(1102)가 점등되도록 하였다. 이에 따라 고장가로등 회로와 가로등 주를 외부에서 쉽게 알 수 있도록 하였다. 고장 가로등이 수리되어 전원이 공급되면 도 8의 마이컴 ATMEGA162(701)의 30번 출력단자에서 출력신호가 발생된다. 이에 따라, 트렌지스터 Q1(NPN)과 Q6, Q7(PNP)이 구동되어, 포토커풀러 TLP5(707)와 도 11의 포토커풀러 TLP7(1009)의 DC전원 +3.7V입력단에 DC전원 +3.7V가 입력된다. 따라서, DC전원 자기 유지기능을 해제시켜 defect LED-A, B가 10분후에 자동 RESET되게 한다. 한편, 수동 리셋은 도 12의 PUSH SW(1106)를 이용하여 수행된다. 또한, 포토커풀러 TLP6(710)를 이용하여 B/T3.7V(709)의 배터리가 계속적으로 자동 충전 되도록 하였다.

도 9는 도 1중 DC 스위칭 파워부(800)의 상세 구현 예시도이다.

상기 DC 스위칭 파워부(800)는 교류전원(AC)을 정류 및 평활하여 직류 동작전원을 발생하는 동작전원 발생부로서 기능한다. 즉, DC 스위칭 파워부(800)는 AC전원의 변화에 관계없이 DC 기준전압 VCC +5V, GND, +12V, -12V를 일정하게 출력하는 정전압 회로의 역할을 한다.

상기 DC 스위칭 파워부(800)는 전원공급선(1306, 1307)을 통해 도 14의 분전반(1301)으로부터 가로등 주(1201)에 공급되는 교류전원(AC)을 수신한다. 상기 DC 스위칭 파워부(800)는 교류전원(AC)을 정류 및 평활하여 DC 전압 VCC +5V, GND, +12V, -12V를 생성한다. 상기 생성된 DC 전압은 V1 전압검출부(100), V2 전압검출부(200), V3 전압검출부(300), R/N상 검출부(400), LEVEL 검출부(500), 및 G/R 검출 & G/N-CH부(600)에 동작 전원으로 공급된다.

구체적으로, 상기 DC 스위칭 파워부(800)는 도 11의 릴레이부(1000)내의 AC/A-IN-RY1(1001)과 AC/B-IN-RY2(1002)의 릴레이를 통해 교류 전원 AC 220V를 수신한다. 상기 AC 전원은 도 9내의 ON/OFF/SW(802)를 통해 들어오고, 써지보호용 TNR1(471), 라인필터-1(L2), 콘덴서(C21), 및 브릿지 다이오드(D44)KBP206를 거치면서 DC 전원으로 정류된다. 정류된 DC 전압은 패어차일드(U9)FSD210, 저항(R98~R100), 정전압 제너다이오드(ZD7, ZD8), 다이오드(D46), 콘덴서(C21~C25), 및 PC1:B(TLP521)을 통해 트랜스포머(TR) 1차측 코일에 인가된다. 상기 트랜스포머의 2차코일로 강압 출력된 DC 전압은 저항(R101~R120, R56),다이오드(D48~D49),제너다이오드(ZD5, ZD6), 콘덴서C26~C39, C11),레귤레이터(U12,U13),U12(TL431), 포토커풀러 PC1:A(TLP521A)를 거치면서 전압 조정 및 평활된다. 이에 따라 누전차단장치에 필요한 DC 동작전압 VCC +5V, GND, +12V, -12V, +8V, -8V가 얻어진다.

도 10은 도 1중 DC 전압 출력구동부(900)의 상세 구현 예시도이다.

DC 전압 출력구동부(900)는 마이컴(701)의 전원차단 구동신호 또는 출력 제어신호에 따라 도 11의 릴레이부(1000)내의 대응되는 릴레이를 구동한다. 상기 DC 전압 출력구동부(900)는 마이컴(701)의 전원차단 구동신호 또는 출력 제어신호에 응답하여 DC 12V 전압을 릴레이 구동신호로서 출력한다.

상기 DC 전압 출력구동부(900)는 4개의 트렌지스터(Q9, Q10, Q11, Q12), 저항들(R105~R108), 및 어레이 저항(RA4)을 포함한다.

마이컴(701)의 34, 35, 36, 37번 단자에서 신호들이 각기 출력될 때, 상기 4개의 트렌지스터(Q9, Q10, Q11, Q12)는 10PIN CONNECTOR(703)을 통해 상기 신호들을 각기 대응적으로 수신한다. 예를 들어, 34번 단자에서 출력신호가 제공되면 상기 트렌지스터(Q9)가 구동되어 대응되는 릴레이를 제어하기 위한 DC 12V가 생성된다.

도 11은 도 1중 릴레이부(1000)의 상세 구현 예시도이다.

상기 릴레이부(1000)는 DC 전압출력 구동부(900)에서 릴레이 구동신호를 출력신호로서 수신 시 누전차단장치의 각 기능이 설정된 대로 수행될 수 있도록 릴레이를 동작시킨다.

상기 릴레이부(1000)의 1번 릴레이 AC/A-IN-RY(1001)는 교류전원에 응답하여 구동된다. 도 14의 가로등 분전반으로부터 가로등 지중선로 A회로(도 14의 1306)를 통해 교류전원(AC)이 인가되면, 트라이악 (TA1)이 구동되어 상기 1번 릴레이(1001)가 구동된다.

상기 1번 릴레이(1001)의 B접점을 통해 도 9의 회로(800)와 도 11의 회로(1000)의 교류전원(AC) 입력단에 도 14의 상기 A회로(1306)의 전원이 공급된다.

A회로(1306)의 소등이나 고장으로 교류전원(AC)이 공급되지 않을 경우에는 도 14의 B회로(1307)를 통해 흘러들어오는 교류전원(AC)을 그대로 통과시킴으로써, 도 9의 회로(800)와 도 11의 회로(1000)의 교류전원(AC) 입력단에 교류전원이 공급된다.

상기 릴레이부(1000)의 2번 릴레이 AC/B-IN-RY는 가로등 분전반으로부터 가로등 지중선로 B회로(1307)를 통해 흘러 들어온 교류전원(AC)이 A접점을 통해 회로에 공급되도록 하는 역할을 한다. 이 경우에 A접점을 통한 교류전원(AC)의 공급은 상기 1번 릴레이(1001)가 동작되기 전에 순간적으로 이루어진다. 이 경우에, 상기 A회로의 교류전원(AC)이 다시 회로로 공급되는 것을 방지하기 위해 1번 릴레이(1001)와 2번 릴레이(1002)는 동시에 제어된다. 이렇게 함으로써 A회로의 전원과 B회로의 전원이 순간적으로 교차되는 것이 방지되어 교류전원(AC)이 원만하게 회로에 공급된다.

상기 릴레이부(1000)의 3번 및 4번 릴레이(1003)는 가로등 순차점등 STEP 릴레이로서 기능한다. 마이컴(701)의 37번 출력단자로부터 출력신호가 나올 경우에 STEP 트렌지스터(Q11:903)가 구동되고, 이에 따라 STEP 릴레이(1003)가 동작된다. 상기 STEP 릴레이(1003)가 구동되면 도 12의 ELB(1107)를 통해 가로등 전원이 인가되어 가로등이 점등된다.

도 11에서, 상기 릴레이부(1000)의 5번 릴레이(1004)는, 8번 릴레이(1005)의 구동에도 불구하고 지락접지 값의 상승과 접지봉의 손, 망실에 기인하여 교류전원의 공급의 차단에 실패하였을 경우, 일정시간 후에 2차적으로 과전류를 생성하기 위한 역할을 하는 릴레이이다. 1차 차단 실패 시에, 상기 마이컴(701)의 34번 출력단자에서 출력신호가 발생된다. 상기 출력신호에 따라 CORE/C 트렌지스터(Q12)가 구동되면 상기 5번 릴레이(1004)가 동작된다. 이에 따라 CORE/R-10A(1014)의 전류 가 분전반으로 과전류로서 제공되면, 도 14의 변류기(1308)를 통해 영상검출기(1305)가 이를 감지한다. 따라서, 분전반 내의 보조 릴레이가 구동되어 전자 접촉기(1303)가 오프된다. 따라서, 교류전원이 차단되어 감전이 방지된다.

상기 릴레이부(1000)의 6번 릴레이(1008)는, 교류전원(AC)의 N상을 도7의 10번 릴레이(607)를 동작시켜 기판의 GND회로와 연결 시킬 경우에 오동작의 발생을 막는 릴레이이다. 즉, R/N-S 회로에 교류전원의(R, S, T)상중 어느 한상이 공급되고 있을 경우 7번 릴레이(1007)의 절환 이전에 상기 N/S회로에 상기 어느 한상의 교류전원이 인가되는 것을 막는 기능이 필요하다. 상기 6번 릴레이(1008)는 7번 릴레이(1007)가 동작된 후, 저항(R110, R112)을 통해 DC 12V가 9~11V로 다운된 전압을 동작전압으로서 받아 지연 동작되기 때문에, 교류전원(AC)의 순간 공급이 저지된다.

상기 릴레이부(1000)의 7번 릴레이(1007)는 릴레이부(1000)의 16PINNECTOR(1010)에 N상이 항시 공급 될 수 있도록 하는 릴레이이다. 도 7의 10번 릴레이(607)는 교류전원(AC)의 N상을 기판의 GND회로에 연결시킨다. 이 경우에 상기 7번 릴레이(1007)의 출력단에서 R/N-S 회로에 교류전원(AC)의 어느 한상이 공급된다. R/N의 검출 시 N상이 입력되는 것으로 검출되면 상기 7번 릴레이(1007)는 구동되지 않는다. 그러나, R, S, T상중 어느 한상이 공급되는 것으로 검출되면 상기 7번 릴레이(1007)는 구동된다. 여기서, 상기 7번 릴레이(1007)의 구동은 마이컴(701)이 35번 출력단자를 통해 출력신호를 인가할 때 수행된다.

상기 릴레이부(1000)의 8번 릴레이(1005)는 지락전류를 생성하기 위한 릴레이이다. 마이컴(701)의 36번 출력단자로부터 출력신호가 출력되면 도 10의 트렌지스터(902)의 Q10가 구동된다. 상기 트렌지스터(902)의 Q10이 구동되면 상기 8번 릴레이(1005)가 구동된다. 상기 8번 릴레이의 구동에 따라 브릿지 다이오드(1011)KBP206의 DC +양극 전압이 도 13의 접지봉(1203)에 인가된다. 따라서, 지락전류가 발생되면 분전반 내의 전자접촉기(1303)가 교류전원을(AC) 차단한다.

본 발명의 실시 예에서는 상기 8번 릴레이(1005)의 "A"접점과 "B"접점을 모두 이용한다. 즉, 누전이 없는 동작모드에서 상기 A접점이 이용되고, 누전이 있는 동작모드에서는 상기 B 접점이 이용된다. 상기 A접점은 누설전압을 검출하기 위한 전압 감지모드로 이용된다. 한편, B 접점에 상기 8번 릴레이가 위치될 경우에는 회로 전원차단을 위한 차단 접지가 이루어진다.

상기 릴레이부(1000)의 9번 릴레이(1006)는 A회로의 가로등 주의 누전을 감시하여 감전을 방지할 수 있게 한다. 가로등의 A회로(1306)의 소등이나 고장시에 B회로(1307)의 교류전원(AC)이 A회로의 가로등 주를 거처 B회로의 가로등 주로 인가된다. 결국, B회로의 케이블이 A회로의 가로등 주 속에서 연결되기 때문에 A회로의 가로등 주에서 누전이 되어 누설전류가 흐르면 위험한 누설전압이 발생한다. 따라서, 도 13의 시스템(1205)이 B회로의 교류전원(AC)을 A회로에 공급하고, A회로의 가로등 주의 누전을 감시한다. 도 11의 1번 릴레이가 동작하지 않으므로 2번 릴레이의 B접점에서 교류전원(AC)을 공급받아 B회로 교류전원(AC)으로 인가한다.

마이컴(701)의 36번 출력단자의 출력신호를 이용하여 도 10의 EARTH/C 트렌지스터(902) Q10을 구동하면 도 11의 8번 릴레이(1005)와 9번 릴레이(1006)가 동작된다. 8번 릴레이의 동작에 따라 브릿지 다이오드(1011)KBP206의 DC +양극 전압이 8번 릴레이의 B접점을 통해 도 13의 접지봉(1203)에 지락된다. 결국, 지락전류가 발생되면, 도 14의 영상변류기(1304)를 통해 영상검출기(1305)가 증폭된 누설전류를 감지한다. 이에 따라 보조릴레이가 구동되어 전자 접촉기(1303)가 동작되므로, 교류전원이 차단된다. 또한, 도 11의 9번 릴레이(1006)를 구동시켜 전기의 공급이 중단된 A회로의 케이블(106)에 역으로 DC +12V와 GND의 DC전압을 인가한다. 이에 따라 가로등 분전반(1301)의 보조릴레이가 동작되고 전자 접촉기에 의해 교류전원의 공급이 중단된다. 여기서, DC +12V와 GND의 DC전압을 역으로 공급함에 있어서 A회로의 어느 1선에 DC전압의 1선을 공급하고 다른 1선은 가로등의 접지를 이용하여 공급한다. 가로등 분전반에서 전자접촉기의 “A"접점에서 1선을 접촉하고 가로등 분전반의 3종 접지의 1선을 전자접촉기의 "A"접점에서 다른 1선과 연결한다. 전자접촉기 "A”접점의 양단간에 발생하는 DC12V의 전압을 공급받아 상기 보조 릴레이가 구동된다. 이에 따라, 도 14의 가로등 분전반(1301)의 전자접촉기(1303)가 동작되어 교류전원이 차단된다.

도 11의 포토 커풀러(1012) TLP8은 8번 릴레이(1005)의 EARTH/C 동작신호를 수신한다. 상기 포토 커풀러(1012) TLP8은 트라이악 TA3를 구동한다. 이에 따라 도 12의 ELB(1108)의 썬트코일이 구동된다. 고장 가로등을 제외하고 나머지 가로등을 점등하기 위해서는 고장 가로등의 기기 및 선로가 제거되어야 한다. 또한 ELB의 차단동작으로 고장 가로등의 위치가 파악된다.

도 12는 도 1중 외부기기 연결 접속부(1100)의 상세 구현 예시도이다.

외부기기 연결 접속부(1100)는 도 14의 가로등 분전반에서 A회로 케이블(1306)과 B회로 케이블(1307)을 통해 교류전원을 받아 도 11과 도 9의 회로에 공급한다. 이 때 도 12의 64PIN CONNECTOR(1107)과 도 11의 64PIN CONNECTOR(1013)를 통해 도 9의 회로에 교류 전원이 공급된다. 또한, 도 11의 64PIN CONNECTOR(1013)와 도 12의 64PIN CONNECTOR(1107)를 통해 외부 및 내부로 전송되는 각종 연결이 제공된다.

도 13은 본 발명의 실시 예에 따른 장치의 설치 예를 보여주는 도면이다.

도면을 참조하면, 참조부호 1206은 가로등 주(1201)에 본 발명에 따른 누전차단장치(1205)가 설치되고 하부에 접지된 형태를 나타낸다. 참조부호 1207은 상기 가로등 주(POL:1201), 전압감지봉(1202), 접지봉(1203), 침수 감지봉(1204). POL(1201)의 연결관계 및 설치형태를 보다 세부적으로 보여준다. 참조부호 1208은 사진의 형태로 가로등주 근방에 전압 감지봉(1202)가 설치된 것을 나타낸다. 상기 전압 감지봉(1202)의 손, 망실은 보도블록의 교체시나 공사시에 흔히 일어날 수 있는 일이다. 본 발명의 경우에는 이러한 손, 망실을 검출시 폴과 N상 간의 누설 전위차를 검출하여 누전을 2중 안정적으로 차단한다.

도 14는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 감전방지용 전원차단시스템의 전체 연결 구성을 보여주는 도면이다.

도 14를 참조하면, 가로등 분전반 전자누전차단기(EGCRS) 및 가로등 주내의 케이블연결 결선 상세가 보여진다. 도 14는 3종 보호접지 연결 상세도로서 가로등 분전반(1301)의 배선용차단기(1302)는 교류전원(AC)를 공급하는 과전류 차단기이다. 누전영상검출기(1305)는 영상변류기(1304)와 변류기(1308)에서 검출된 신호를 전압으로 바꾸어 과전류와 누설전류를 검출한다. 상기 검출된 과전류와 누설전류(지락전류)는 보조 릴레이의 구동에 의해 전자 접촉기(1303)가 동작된다. 이에 따라 가로등 케이블 "A"Line 및 "B"Line를 이용하여 가로등 “A”Line외 “B”Line을 점, 소등하는 동작이 수행된다.

가로등 주에 애노드가 연결되고 접지봉(1203)에 캐소드가 연결된 도 14에서 의 접지 정류기(1309)는 다른 전기시설물에 누설전압이 전이되지 않게 하는 큰 효과를 제공한다. 사용되고 있는 380/220V의 전기를 안전하게 공급하기 위하여 보호접지의 규정으로서 전기설비기술기준에서 설치 규정 및 규격을 정하여 관리하고 있다. 그러나, 전기시설물의 설치 여건상 연접접지(공통접지)를 사용하고 있는 실정에서는 연접접지의 단점이 나타난다. 즉, 어느 한곳의 전기시설물에서 누전이 되면 연접접지가 연결된 모든 전기시설물에서는 전위차가 발생되어 여러 곳에서 감전사고가 동시 다발적으로 발생될 수 있다. 따라서, 감전사고의 파급효과가 매우 큰 것으로 알려져 있으나 여러 곳의 접지봉을 전선으로 연결하여 하나의 접지로 연결하기 때문에 접지저항 값의 저감의 효과는 매우 좋다고 할 수 있을 것이다.

상기 접지정류기(1309)는 모든 전기시설물의 연접접지(공통접지)를 사용함에 있어서 교류전압(AC)이 누전이 되어 3종 보호접지로 흐를 때, 누설 전류를 반파 정류하여 대지로 흐르게 한다. 결국, 반파 정류된 누설전류는 다른 전기시설물의 접지에 시설된 다이오드는 통과 하지 못한다. 따라서, 다른 전기시설물에 누설전압이 전이되지 않게 하여 감전이 방지되게 하는 소자이다.

산업현장 및 건물 등에서는 전기의 시설물을 시설하면서 모든 전기시설물의 감전보호를 위하여 누전차단기의 설치 및 보호접지를 설치하여야 할 의무가 있다.

그러나 모터 등을 사용하는 공장이나 산업현장에서는 모터의 기동 시 발생하는 기동 시 영상 분 전류에 의해 누전차단기가 오동작이 자주 발생되어 생산성 향상에 저해가 되므로 누전차단기의 설치를 회피하고 배선용 차단기를 설치하여 사용하고 있다. 보호 접지를 연접접지(공통접지)로 시설하여 감전사고를 막고 있으므로 그 한계로 인해 많은 감전사고가 발생되고 있다. 그리하여 매년 약 600명 정도의 귀중한 인명이 죽거나 다치고 있는 것으로 알려진 실정이며 좀처럼 줄어들고 있지 않다. 특히 한국전력공사에서는 송전선로의 보호를 위하여 배전선로의 중성점 접지를 다중접지방식을 사용하고 있으며 다중접지방식에서 변압기 2종 중성점의 접지는 개별 20옴이하의 접지를 설치하도록 하고 있으며 수변전설비에서는 5옴이하의 중성점 접지를 시설하여 중성선과 연접으로 연결하도록 규정화 하여 사용하고 있는 실정이다.

그러므로 현재 단상을 220V를 사용하고 있는 나라에서는 안전을 위하여 3종 보호접지를 2종 안전전압(25V) 기준으로 0.64옴 이하의 값을 유지하여야 하고 3종 안전전압(50V)기준으로 1.47옴 이하을 유지하여야 하기 때문에 3종 안전 보호접지의 시설은 여건상 매우 어려운 실정이다.

또한 전기시설물의 설치여건상 연접접지(공통접지)를 사용하고 있으므로 어떠한 전기시설물에서 누전이 발생되면 연접접지(공통접지)의 시설로 다른 시설물까지도 전위 간섭에 의하여 모든 전기 시설물에서 전위차가 발생하여 감전사고의 위험을 확대시켜 연접접지(공통접지)로 인한 감전사고의 위험이 파급효과가 매우 크다고 할 수 있을 것이다. 그러므로 구조상 어쩔 수 없이 시설하는 연접접지의 효율을 접지 정류기를 사용하여 높이고 국민의 생명과 재산을 보호하기 위하여 본 발명을 하게 되었다. 전압, 전류 혼합형 감전 방지 시스템으로서 본 발명이 제품화되어 활성화되는 경우에 많은 사람이 감전으로부터 다치거나 사망하는 일이 최소화 또는 방지될 수 있다.

이상에서와 같이 도면과 명세서를 통해 최적 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들어, 사안이 다른 경우에 본 발명의 기술적 사상을 벗어남이 없이, 감전방지용 누전차단장치의 회로 구성, 분전반 사이의 전기적 연결 등을 다양한 형태로 변경 및 변형할 수 있을 것이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
100: 제1 전압 검출부
200: 제2 전압 검출부
300: 제3 전압 검출부
400: R/N상 검출부
500: 레벨 검출부
600: G/R 검출 및 G/N 첸지부
700: 콘트롤부
800: DC 스위칭 파워부
900: DC 전압 출력구동부
1000: 릴레이부

Claims (44)

1. 전기 구조물의 누설전압을 1차적으로 검출하는 제1 누설전압 검출부;
   상기 제1 누설전압 검출부의 정상동작 유무를 체크 하는 보조 검출부로서 기능하며, 상기 전기 구조물의 누설전압을 2차적으로 검출하는 제2 누설전압 검출부;
   입력 교류전원의 N상이 아닌 R.S.T상중 어느 한상이 R/N-S 입력단에 공급되는 경우에 이를 검출하여 R/N 첸지 신호를 생성하는 R/N상 검출부; 및
   상기 제1 누설전압 검출부로부터 제1 누설전압 검출 신호를 수신한 경우에 상기 제2 누설전압 검출부를 구동하여 제2 누설전압 검출 신호를 수신한 다음, 상기 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 전기 구조물에 인가되는 상기 입력 교류전원의 차단이 결정되도록 하며, 상기 R/N상 검출부로부터 상기 R/N 첸지 신호가 생성될 시 상기 R/N-S 입력단에 상기 입력 교류전원의 N상이 공급되도록 절환하는 누전차단 콘트롤부를 구비함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과로서 상기 제1 누설전압 검출부의 동작이 비정상이라고 판정 시, 상기 제2 누설전압 검출부를 상시 구동함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
   
3. 제2항에 있어서, 상기 제1 누설전압 검출부의 동작이 비정상이라고 판정 시, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 전기 구조물에 인가되는 상기 입력 교류전원이 차단되지 않도록 함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
   
4. 제1항에 있어서, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과로서 상기 제1 누설전압 검출부의 동작이 정상이라고 판정 시, 상기 제1 누설전압 검출부를 원래대로 상시 구동함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
   
5. 제4항에 있어서, 상기 제1 누설전압 검출부의 동작이 정상이라고 판정 시, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 전기 구조물에 인가되는 상기 입력 교류전원이 차단되도록 함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 누설전압은, 상기 전기 구조물과 전압 감지봉 G/S의 사이 또는 상기 전기 구조물과 접지 사이에서 발생되는 감전 유발 가능한 전압임을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
   
7. 제1항에 있어서, 상기 제1 누설전압 검출부는,
   상기 전기 구조물의 누설전압에 포함된 노이즈를 제거하고 일정전압 레벨이하의 누설전압으로 변환하는 누설전압 정류부;
   상기 누전차단 콘트롤부의 구동제어에 따라 상기 누설전압 정류부의 출력을 통과시키는 누설전압 검출 구동부;
   상기 누설전압 검출 구동부를 통해 인가되는 상기 누설전압 정류부의 출력을 증폭하는 신호증폭부; 및
   상기 신호증폭부의 출력 누설전압과 설정된 기준전압을 비교하여 상기 제1 누설전압 검출 신호를 생성하는 누설전압 검출 신호 출력부를 포함함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
   
8. 제1항에 있어서, 상기 누전차단 콘트롤부는,
   상기 제1,2 누설전압 검출부의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 제1,2 누설전압 검출신호를 수신하고 출력 구동 제어신호를 생성하는 콘트롤부;
   상기 콘트롤부의 상기 출력 구동 제어신호에 응답하여 적어도 하나 이상의 릴레이 구동신호를 출력하는 DC 전압 출력 구동부; 및
   상기 릴레이 구동신호에 응답하여 상기 전기 구조물에 전원을 인가하는 분전반의 전자 접촉기가 차단되도록 하기 위한 지락 전류를 생성하는 릴레이를 기본적으로 가지는 릴레이부를 포함함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
   
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 삭제
14. 삭제
15. 전기 구조물의 누설전압을 1차적으로 검출하는 제1 누설전압 검출부;
    상기 제1 누설전압 검출부의 정상동작 유무를 체크 하는 보조 검출부로서 기능하며, 상기 전기 구조물의 누설전압을 2,3차적으로 검출하는 제2,3 누설전압 검출부;
    입력 교류전원의 N상이 아닌 R.S.T상중 어느 한상이 R/N-S 입력단에 공급되는 경우에 이를 검출하여 R/N 첸지 신호를 생성하는 R/N상 검출부; 및
    상기 제1 누설전압 검출부로부터 제1 누설전압 검출 신호를 수신한 경우에 상기 제2,3 누설전압 검출부를 차례로 구동하여 제2,3 누설전압 검출 신호를 수신한 다음, 상기 제1,2,3 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 전기 구조물에 인가되는 상기 입력 교류전원의 차단이 결정되도록 하며, 상기 R/N상 검출부로부터 상기 R/N 첸지 신호가 생성될 시 상기 R/N-S 입력단에 상기 입력 교류전원의 N상이 공급되도록 절환하는 누전차단 콘트롤부를 구비함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
    
16. 제15항에 있어서, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 제1,2,3 누설전압 검출 신호의 비교 결과로서 상기 제1 누설전압 검출부의 동작이 비정상이라고 판정 시, 상기 제2 누설전압 검출부 또는 제3 누설전압 검출부를 상시 구동함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
    
17. 제16항에 있어서, 상기 제1 누설전압 검출부의 동작이 비정상이라고 판정 시, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 전기 구조물에 인가되는 전원이 차단되지 않도록 함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
    
18. 제15항에 있어서, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 제1,2,3 누설전압 검출 신호의 비교 결과로서 상기 제1 누설전압 검출부의 동작이 정상이라고 판정 시, 상기 제1 누설전압 검출부를 원래대로 상시 구동함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
    
19. 제18항에 있어서, 상기 제1 누설전압 검출부의 동작이 정상이라고 판정 시, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 전기 구조물에 인가되는 전원이 차단되도록 함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
    
20. 제15항에 있어서,
    상기 누설전압은, 상기 전기 구조물과 전압 감지봉 G/S의 사이 또는 상기 전기 구조물과 접지 사이에서 발생되는 감전 유발 가능한 전압임을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
    
21. 제15항에 있어서, 상기 제1 누설전압 검출부는,
    상기 전기 구조물의 누설전압에 포함된 노이즈를 제거하고 일정전압 레벨이하의 누설전압으로 변환하는 누설전압 정류부;
    상기 누전차단 콘트롤부의 구동제어에 따라 상기 누설전압 정류부의 출력을 통과시키는 누설전압 검출 구동부;
    상기 누설전압 검출 구동부를 통해 인가되는 상기 누설전압 정류부의 출력을 증폭하는 신호증폭부; 및
    상기 신호증폭부의 출력 누설전압과 설정된 기준전압을 비교하여 상기 제1 누설전압 검출 신호를 생성하는 누설전압 검출 신호 출력부를 포함함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
    
22. 제15항에 있어서, 상기 제2 누설전압 검출부는,
    상기 전기 구조물의 누설전압에 포함된 노이즈를 제거하고 일정전압 레벨이하의 누설전압으로 변환하는 누설전압 정류부;
    상기 누전차단 콘트롤부의 구동제어에 따라 상기 누설전압 정류부의 출력을 통과시키는 누설전압 검출 구동부;
    상기 누설전압 검출 구동부를 통해 인가되는 상기 누설전압 정류부의 출력을 증폭하는 신호증폭부; 및
    상기 신호증폭부의 출력 누설전압과 설정된 기준전압을 비교하여 상기 제2 누설전압 검출 신호를 생성하는 누설전압 검출 신호 출력부를 포함함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
    
23. 삭제
24. 삭제
25. 제15항에 있어서, 상기 전기 구조물의 침수전압을 검출하는 레벨 검출부를 더 포함하며, 이 경우에 상기 누전차단 콘트롤부는 침수전압 검출신호에 의해서도 상기 전기 구조물에 인가되는 전원의 차단이 결정되도록 함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
    
26. 삭제
27. 삭제
28. 제15항에 있어서, 상기 전기 구조물은 도로에 설치되는 교통 신호등 구조물, 전신주 구조물, 또는 가로등의 구조물임을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
    
29. 전기 구조물의 누설전압을 1,2차적으로 검출하는 제1,2 누설전압 검출부, 입력 교류전원의 N상이 아닌 R.S.T상중 어느 한상이 R/N-S 입력단에 공급되는 경우에 이를 검출하여 R/N 첸지 신호를 생성하는 R/N상 검출부, 및 상기 제1,2 누설전압 검출부로부터 수신되는 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 지락전류가 생성되도록 하며 상기 R/N상 검출부로부터 상기 R/N 첸지 신호가 생성될 시 상기 R/N-S 입력단에 상기 입력 교류전원의 N상이 공급되도록 절환하는는 누전차단 콘트롤부를 구비하는 감전방지용 누전차단장치와;
    상기 지락전류를 검출하는 영상 변류기, 상기 영상변류기로부터 지락전류가 검출될 시 전원차단 제어신호를 발생하는 누전 영상 검출기, 및 상기 누전 영상 검출기의 전원차단 제어신호에 의해 상기 전기 구조물에 공급되는 상기 입력 교류전원을 차단하는 배선용 차단기 및 전자 접촉기를 포함하는 분전반을 구비함을 특징으로 하는 감전방지용 전원차단 시스템.
    
30. 제29항에 있어서, 상기 누전차단 콘트롤부는,
    상기 제1,2 누설전압 검출부의 구동을 선택적으로 제어하여 상기 제1,2 누설전압 검출신호를 수신하고 출력 구동 제어신호를 생성하는 콘트롤부;
    상기 출력 구동 제어신호에 응답하여 적어도 하나 이상의 릴레이 구동신호를 출력하는 DC 전압 출력 구동부; 및
    상기 릴레이 구동신호에 응답하여 상기 전기 구조물에 상기 입력 교류전원을 인가하는 분전반의 전자 접촉기가 차단되도록 하기 위한 상기 지락전류를 생성하는 릴레이를 가지는 릴레이부를 포함함을 특징으로 하는 감전방지용 전원차단시스템.
    
31. 복수의 가로등에 교류 전원을 공급하는 분전반과, 상기 교류 전원에 병렬로 연결되며 각각의 가로등마다 설치된 감전방지용 누전차단장치를 포함하는 감전방지용 전원차단 시스템에 있어서,
    상기 감전방지용 누전차단장치는:
    상기 가로등의 누설전압을 1,2차적으로 검출하는 제1,2 누설전압 검출부,
    입력 교류전원의 N상이 아닌 R.S.T상중 어느 한상이 R/N-S 입력단에 공급되는 경우에 이를 검출하여 R/N 첸지 신호를 생성하는 R/N상 검출부, 및
    상기 제1,2 누설전압 검출부로부터 수신되는 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 가로등에 인가되는 상기 입력 교류전원이 다른 가로등들에 무관하게 독립적으로 차단되도록 하며, 상기 R/N상 검출부로부터 상기 R/N 첸지 신호가 생성될 시 상기 R/N-S 입력단에 상기 입력 교류전원의 N상이 공급되도록 절환하는 누전차단 콘트롤부를 구비함을 특징으로 하는 감전방지용 전원차단 시스템.
    
32. 제31항에 있어서, 상기 분전반은,
    상기 누전차단 콘트롤부의 동작에 의해 지락전류가 발생되는 경우에 상기 지락전류를 검출하는 영상 변류기;
    상기 영상변류기로부터 지락전류가 검출될 시 전원차단 제어신호를 발생하는 누전 영상 검출기; 및
    상기 누전 영상 검출기의 전원차단 제어신호에 의해 상기 교류 전원을 일정 시간동안 차단하는 전자 접촉기를 포함함을 특징으로 하는 감전방지용 전원차단 시스템.
    
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35. 전기 구조물의 누설전압을 1차적으로 검출하는 제1 누설전압 검출부;
    상기 제1 누설전압 검출부의 정상동작 유무를 체크 하는 보조 검출부로서 기능하며, 상기 전기 구조물의 누설전압을 2차적으로 검출하는 제2 누설전압 검출부;
    입력 교류전원의 N상이 아닌 R.S.T상중 어느 한상이 R/N-S 입력단에 공급되는 경우에 이를 검출하여 R/N 첸지 신호를 생성하는 R/N상 검출부; 및
    상기 제1 누설전압 검출부로부터 제1 누설전압 검출 신호를 수신한 경우에 상기 제2 누설전압 검출부를 구동하여 제2 누설전압 검출 신호를 수신한 다음, 상기 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 전기 구조물에 인가되는 상기 입력 교류전원의 차단이 결정되도록 하며, 상기 R/N상 검출부로부터 상기 R/N 첸지 신호가 생성될 시 상기 R/N-S 입력단에 상기 입력 교류전원의 N상이 공급되도록 절환하는 누전차단 콘트롤부를 구비하며,
    상기 누전차단 콘트롤부는, 상기 제1 누설전압 검출부의 결함 시 결함상황을 시각적으로 나타내는 표시부와, 상기 제1 누설전압 검출부의 결함 복구 시에 동작 복수를 위한 리셋부를 포함함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
    
36. 제35항에 있어서, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 전원의 투입 시에 상기 전기 구조물의 램프가 소정 시간 차별적으로 지연 점등되도록 하기 위한 지연 설정부를 더 구비함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
    
37. 제35항에 있어서, 상기 누전차단 콘트롤부는 상기 전기 구조물의 이상이나 고장 시에 고장 상황을 외부로 표시하기 위한 점멸용 발광다이오드를 더 구비함을 특징으로 하는 감전방지용 누전차단장치.
    
38. 복수의 가로등에 교류 전원을 공급하며 상기 복수의 가로등들 중 예비 가로등들의 램프들은 소등되도록 하는 분전반과, 상기 교류 전원에 병렬로 연결되며 각각의 가로등마다 설치된 감전방지용 누전차단장치를 포함하는 감전방지용 전원차단 시스템에 있어서,
    상기 감전방지용 누전차단장치는:
    상기 가로등의 누설전압을 1,2차적으로 검출하는 제1,2 누설전압 검출부,
    입력 교류전원의 N상이 아닌 R.S.T상중 어느 한상이 R/N-S 입력단에 공급되는 경우에 이를 검출하여 R/N 첸지 신호를 생성하는 R/N상 검출부, 및
    상기 제1,2 누설전압 검출부로부터 수신되는 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 가로등에 인가되는 상기 입력 교류전원이 다른 가로등들에 무관하게 독립적으로 차단되도록 하며, 상기 R/N상 검출부로부터 상기 R/N 첸지 신호가 생성될 시 상기 R/N-S 입력단에 상기 입력 교류전원의 N상이 공급되도록 절환하는 누전차단 콘트롤부를 구비하되,
    상기 가로등들 중 소등된 인접 가로등에 연결된 감전방지용 누전차단장치가 누설전압을 검출할 수 있도록 하기 위해 동작전압을 인가하는 동작전압 공급부를 구비함을 특징으로 하는 감전방지용 전원차단 시스템.
    
39. 제38항에 있어서, 상기 소등된 인접 가로등에 연결된 감전방지용 누전차단장치는 중감도 전류 감지방식을 사용하여 지중전선로를 보호하며 감전보호시스템을 이용하여 소등 가로등에서의 누설전압을 검출하며, 상기 누설전압의 검출 시 상기 분전반 내에 설치된 누전영상검출기(EGCRS)내의 DC 릴레이가 구동됨에 따라 상기 분전반 내에서 상기 교류 전원을 공급하는 전자접촉기가 차단되는 것을 특징으로 하는 감전방지용 전원차단 시스템.
    
40. 복수의 교통신호등에 교류 전원을 공급하는 분전반과, 상기 교류 전원에 병렬로 연결되며 각각의 교통신호등마다 설치된 감전방지용 누전차단장치를 포함하는 감전방지용 전원차단 시스템에 있어서,
    상기 감전방지용 누전차단장치는:
    상기 교통신호등의 누설전압을 1,2차적으로 검출하는 제1,2 누설전압 검출부,
    입력 교류전원의 N상이 아닌 R.S.T상중 어느 한상이 R/N-S 입력단에 공급되는 경우에 이를 검출하여 R/N 첸지 신호를 생성하는 R/N상 검출부, 및
    상기 제1,2 누설전압 검출부로부터 수신되는 제1,2 누설전압 검출 신호의 비교 결과에 따라 상기 교통신호등에 인가되는 상기 입력 교류전원이 다른 교통신호들에 무관하게 독립적으로 차단되도록 하고, 상기 R/N상 검출부로부터 상기 R/N 첸지 신호가 생성될 시 상기 R/N-S 입력단에 상기 입력 교류전원의 N상이 공급되도록 절환하는 누전차단 콘트롤부를 구비함을 특징으로 하는 감전방지용 전원차단 시스템.
    
41. 제40항에 있어서, 상기 분전반은,
    상기 누전차단 콘트롤부의 동작에 의해 지락전류가 발생되는 경우에 상기 지락전류를 검출하는 영상 변류기;
    상기 영상변류기로부터 지락전류가 검출될 시 전원차단 제어신호를 발생하는 누전 영상 검출기; 및
    상기 누전 영상 검출기의 전원차단 제어신호에 의해 상기 입력 교류전원을 일정 시간동안 차단하는 전자 접촉기를 포함함을 특징으로 하는 감전방지용 전원차단 시스템.
    
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