KR102018107B1 - 전력용 gdt를 활용한 누전차단기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력용 GDT를 활용한 누전차단기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 누전차단기의 쇼트를 방지하기 위해 전력용 GDT와 직렬 연결되어 서지 전류가 들어오면 1차적으로 서지 억제하는 바리스터; 상기 바리스터와 직렬로 연결되고, 평소에는 오프 상태였다가 과전압이 발생되면 방전 동작하고, 허용전류 이하로 되면 다시 원상태로 정상 복귀하여 2차 적으로 서지 임펄스를 억제하는 자기회복 특성을 갖는 전력용 GDT; 부하측의 전류값을 실시간으로 검출하여 검출부에 전달하는 전류 CT; 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 검출부에 전달하는 누전검출 ZCT; 상기 전류 CT와 누전검출 ZCT로부터 각각 전류값과 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 제어보드로 전달하는 검출부; 상기 온도센서가 설정값 이상의 온도가 되면 경보를 발생하고, 상기 검출부의 데이터가 데이터 저장부에 저장되도록 하는 제어보드;를 포함하는 전력용 GDT를 활용한 누전차단기에 관한 것이다.

Description

전력용 GDT를 활용한 누전차단기{Circuit Breaker using GDT for Electric power}
본 발명은 전력용 GDT를 활용한 누전차단기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 누전차단기의 쇼트를 방지하기 위해 전력용 GDT와 직렬 연결되어 서지 전류가 들어오면 1차적으로 서지 억제하는 바리스터; 상기 바리스터와 직렬로 연결되고, 평소에는 오프 상태였다가 과전압이 발생되면 방전 동작하고, 허용전류 이하로 되면 다시 원상태로 정상 복귀하여 2차 적으로 서지 임펄스를 억제하는 자기회복 특성을 갖는 전력용 GDT; 부하측의 전류값을 실시간으로 검출하여 검출부에 전달하는 전류 CT; 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 검출부에 전달하는 누전검출 ZCT; 상기 전류 CT와 누전검출 ZCT로부터 각각 전류값과 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 제어보드로 전달하는 검출부; 상기 온도센서가 설정값 이상의 온도가 되면 경보를 발생하고, 상기 검출부의 데이터가 데이터 저장부에 저장되도록 하는 제어보드;를 포함하는 전력용 GDT를 활용한 누전차단기에 관한 것이다.
전력을 사용하는 모든 생활 공간에서 매년 화재사고나 재해가 발생하면 전기화재로부터 원인을 누전차단기로 지적하지만 누전차단기는 안전하게 차단된 것으로 갈음하여, 기능을 다 한 것으로 처리하고 2차적인 원인 제공을 찾기에 급급하고 있는 실정이다.
2차적인 원인도 누전으로만 처리하고 그 동안 어떠한 원인 때문에 화재가 발생 했는가를 물리적으로나 객관적으로 파악하기 어려웠다.
예를 들어, 최근 KT지하 통신구 화재 사건, 제천목욕탕화재, 밀양병원화재, 대구시장화재, 인천 소래포구 시장화재 등 년간 9조원 가까이 발생하는 화재 사고에 대한 원인인 누전차단기의 큰 문제점을 간과하고 있기 때문이다.
또한, 요즘 이동통신 정보통신 기기 및 전력 설비에 반도체 및 직접 회로의 적용으로 뇌 서지 전압에 대한 내성이 매우 낮아졌으며 신뢰성 저하와 수명 단축의 문제점은 누전차단기 분야에서 큰 화두로 대두되고 있다.
일반적으로 전기 설비를 서지로부터 보호하기 위한 효과적인 방법은 이상전압의 발생원을 완전히 제거하는 방법, 내 전압을 높이는 방법, 전자차폐, 정전 차폐하는 방법, 서지 억제장치(바리스터) 사용하는 방법 등이 있다.
그 중에 서지 억제장치를 이용한 방법이 산업 분야에 널리 사용되고 있지만 서지보호기 내부 핵심소자인 바리스터는 저항성이기 때문에 동작 흐름에 따라 차츰 누설전류가 증가하여 전기사고와 부하 전원에 장애 요인으로 작용하고, 누전 증가로 전력수요에 엄청난 전력 낭비가 발생되고 있다.
누전차단기는 KSC4613 규격에 누전이 되면 반드시 차단하여 생명과 재산을 보호 하도록 법으로 정해져 있다.
가정용 또는 산업용에 사용하고 있는 누전차단기는 누전이 없는데, 잦은 누전으로 차단이 된다.
예를 들어 차단기 내부에 있는 소형 서지 보호기(바리스터) 소자가 수명 한계점 이상이 되면 저항성 값이 증가 하여 누전이 서서히 발생되고, 심하면 차단기스위치가 차단되어야 하는데 세월이 경과되면 주변 요소로 차단되지 않고 열화 되어서 화재로 이어 질 수 있다(시험 확인된 비특허문헌 논문 근거 참조).
소자가 열화 되면 차단기 동작 불능으로 산업용과 가정의 장치가 낙뢰로부터 보호가 되지 못해 노출되어 있다.
회로 단에 병렬구조로 연결되어져 저항성 값이 증가 하면 쇼트 구조로 동작하여 차단기가 트립 영상변류기에서 동작되지 않으면 화재로 이어진다(최근 국내 건물 화재 현장 누전차단기로 인한 화재가 자주 발생).
구체적으로 살펴보면 종래의 바리스터(Zno)는 서지전압을 60% 정도 방전 억제하여 접지로 유도하는 기능을 갖는 전압 억제 소자이다.
서지 전류가 지속적으로 인가될수록 전압 억제 소자가 열화되어 저항성 누설전류가 발생한다.
서지보호 소자는 임계 동작 방전 전압 기간에 맞게 동작하고 남은 잔류전압(임펄스 노이즈)으로 누전차단기가 누전으로 오작동하는 일이 발생한다.
서지 보호기를 설치되면 반드시 대지 접지를 하는데 접지를 통해서도 누설전류가 발생 된다.
종래의 서지보호기(SPD; 바리스터)는 누설전류로 시스템 장애가 발생하고, 누설전류가 증가하면 휴즈나 전원차단기가 차단되도록 구성된다.
그러나 고가의 서지보호기를 설정값 기간 내 교체하여 운용하고, 고가의 계측기를 설치하여 감시하고 있지만 완벽한 확인이 불가하다는 문제점이 있다.
종래의 가스방전관(이하 GDT)은 평소에는 off 상태였다가 과전압이 발생되면 방전 (on)동작하고, 허용전류 이하로 되면 다시 원상태 off로 정상 복귀하는 자기회복 특성이 우수한 스위치형 서지보호기이다.
가스방전관은 인가되는 서지 전압과 피크전압에 방전이 일어나면서 인가전압 아래의 값에 속류가 일어나면서 방전이 완전 소멸되지 못하는 특성을 가지고 있어 전력회로보다는 저압 고주파 통신 부분에 적용되고 있는 실정이다.
그래서 IEC 규격에는 속류로 인해서 전력용에는 적용할 수 없다는 사실이 표현되어 있다.
또한, 가정용 또는 산업용에 사용하고 있는 누전차단기는 누전이 없는데, 잦은 누전으로 차단이 된다.
왜냐하면 차단기 안에 있는 소형 서지 보호기 소자가 수명 한계점 이상이 되면 저항성 값이 증가하여 누전이 서서히 발생되고, 세월이 경과 되면 주변 요소로 인하여 화재로 이어질 수 있기 때문이다.
현실적으로 산업용과 가정의 장치가 낙뢰로부터 보호가 되지 못해 노출되어 있다.
또한, 회로 단에 병렬구조로 연결되어 저항성 값이 증가하면 쇼트 구조로 동작하여 차단기가 트립 또는 심하면 화재로 이어지는 문제가 발생한다(최근 국내 건물 화재 현장 누전차단기로 인한 화재가 자주 발생).
도 1은 가스방전관에서의 속류를 보여주는 파형 그래프 도면이다.
가스방전관에서 방전이 일어나면 방전관의 전극 사이는 도통 상태로 되므로 매우 낮은 저항값을 가지게 된다.
만약 가스방전관을 교류 전원선에 접속하여 사용하게 되면, 서지전압에 방전이 발생한 후에 가스방전관 양단의 아크방전이 교류전압의 피크값보다 작을 경우 방전이 소멸되지 않고 지속되어 속류가 흐르게 된다.
그러나 가정용 누전차단기는 우기철 낙뢰에 자체 소자로 인해 누전이 발생되어 빈번히 트립된다.
즉 제품에 사용하는 바리스터 소자가 낙뢰로 인해 저항성 누설전류가 증가하여 자체 누전이 발생하면 차단기가 빈번히 트립된다.
왜냐하면, 낙뢰 임펄스를 완전히 소거하지 못하고 누전으로 인식하기 때문에 차단기가 트립된다.
또한, 종래의 누전차단기는 낙뢰보호기능이 없기 때문에 산업용이나 시스템용에는 별도 낙뢰보호기를 설치해야 한다.
종래 발명들은 누전과 과부하에 대해 법정 기준치에만 동작하도록 되어 있어 사전 대처 방안이 없으며 누전차단기의 동작 상태를 실시간으로 볼 수 없다.
즉 누전 차단기의 상태를 확인할 수 없어 다양한 전원사고가 발생되면 정확한 원인을 확인할 수 없 문제점이 있다.
따라서 새로운 전력용 GDT를 이용하여 부하 누설전류도 발생하지 않고 완벽하게 서지 전압을 해결하는 새로운 기술 제품이 필요하게 되었다.
전기설비학회 2006춘계학술대회 논문집(2006.5.11~12) ZnO 바리스터와 가스방전관의 V-I 특성
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 누전차단기의 쇼트를 방지하기 위해 전력용 GDT와 직렬 연결되어 서지 전류가 들어오면 1차적으로 서지 억제하고, 평소에는 오프(off) 상태였다가 과전압이 발생되면 방전(on) 동작하고, 허용전류 이하로 되면 다시 원상태(off)로 정상 복귀하여 2차적으로 서지 임펄스를 억제하는 자기회복 특성을 갖는 전력용 GDT를 활용한 누전차단기를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 실시간 전기의 변화 상태를 기록하여 원인을 분석할 수 있는 블랙박스 기록장치의 모듈부위를 카본 재질과 열 전달 차폐용으로 화재 예방용 마감 구성을 갖춘 데이터 저장부를 제공하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 표시부를 적용하여 사용전압, 누설전류, 낙뢰 임펄스 제거횟수, 서지 소자의 수명을 확인, 사용전류 등을 표시하고, WiFi 및 블루투스 모듈을 적용하여 인근에서 스마트폰 및 홈 오토메이션 장치에서 제어하는 데 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 누전차단기의 쇼트를 방지하기 위해 전력용 GDT와 직렬 연결되어 서지 전류가 들어오면 1차적으로 서지 억제하는 바리스터; 상기 바리스터와 직렬로 연결되고, 평소에는 오프 상태였다가 과전압이 발생되면 방전 동작하고, 허용전류 이하로 되면 다시 원 상태로 정상 복귀하여 2차 적으로 서지 임펄스를 억제하는 자기회복 특성을 갖는 전력용 GDT; 부하측의 전류값을 실시간으로 검출하여 검출부에 전달하는 전류 CT; 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 검출부에 전달하는 누전검출 ZCT; 상기 전류 CT와 누전검출 ZCT로부터 각각 전류값과 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 제어보드로 전달하는 검출부; 상기 검출부의 데이터가 데이터 저장부에 저장되도록 하는 제어보드;를 포함한다.
본 발명은 블루투스/와이파이 모듈 또는 홈오토메이션 장치를 더 포함하여, 상기 제어보드는 데이터 저장부의 정보를 관리자의 단말기에 무선으로 전달한다.
본 발명은 누전차단기의 주변온도를 검출하여 제어보드로 전달하는 전달하는 온도센서;를 더 포함하여, 상기 제어보드는 상기 온도센서가 설정값 이상의 온도가 되면 경보를 발생한다.
본 발명은 누전 발생을 차단하고 디지털 분석 및 보호 기능이 포함된 서지보호일체형 누전차단기에 있어서, 부하측의 전류값을 실시간으로 검출하여 검출부에 전달하는 전류 CT; 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 검출부에 전달하는 누전검출 ZCT; 상기 전류 CT와 누전검출 ZCT로부터 각각 전류값과 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 제어보드로 전달하는 검출부; 상기 검출부의 데이터가 데이터 저장부에 저장되도록 제어하는 제어보드; 제어보드의 제어를 받고, 모듈부위를 화재 예방용 마감 구성을 갖춘 데이터 저장부;를 포함한다.
상기 데이터 저장부는 화재로 인한 누전차단기 손실 시에도 메모리부는 손상이 되지 않고 별도 판독을 할 수 있도록 화재 예방용 마감 구성으로 카본 재질과 열 전달 차폐용 재질로 이루어진다.
상기 전력용 GDT의 외관은 세라믹 재질로 이루어진다.
본 발명은 평소에는 오프(off) 상태였다가 과전압이 발생되면 방전(on) 동작하고, 허용전류 이하로 되면 다시 원상태(off)로 정상 복귀하여 2차적으로 서지 임펄스를 억제하는 자기회복 특성을 갖는 전력용 GDT(22); 부하측의 전류값을 실시간으로 검출하여 검출부(31)에 전달하는 전류 CT(11); 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 검출부(31)에 전달하는 누전검출 ZCT(12); 상기 전류 CT(11)와 누전검출 ZCT(12)로부터 각각 전류값과 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 제어보드(32)로 전달하는 검출부(31); 상기 검출부(31)의 데이터가 데이터 저장부(35)에 저장되도록 하는 제어보드(32);를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 새로운 전력용 GDT와 직렬 연결되어 서지 전류가 들어오면 1차적으로 서지 억제하므로 누전차단기 차체에서 누전이 발생하지 않는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 임펄스 노이즈 등이 유입되어도 회로 단에 저항성 값이 증가 하면 쇼트 구조로 동작하여 누전 차단기가 완전한 누전에만 차단기를 트립하는 기능이 있다.
또한, 본 발명은 스위치형 서지억제 장치 기능으로 속류 없이 낙뢰나 임펄스가 유입될 때만 동작하고, 속류가 없는 전력용 GDT 기술로 낙뢰 임펄스를 완벽하게 제거하고, 누전 이외의 신호에 오작동하지 않는 효과가 있다.
또한 본 발명은 전원 상태 감시 데이터 1개월 보존(전압, 과전압, 누전상태, 과전류, 서지(과전압)) SD 마이크로메모리, 외부 표시부 OLED(0.6”)를 부착하여 관리자가 현장에서 전력 상태를 직접 확인할 수 있다,
또한, 본 발명은 표시부를 적용하여 사용전압, 누설전류, 낙뢰 임펄스 제거횟수, 서지 소자의 수명을 확인, 사용전류 등을 표시하고, WiFi 및 블루투스 모듈을 적용하여 인근에서 스마트폰 및 홈 오토메이션 장치에서 제어 되도록 구현할 수 있다.
즉 무선 또는 유선으로 누전 차단기의 상태를 상시 확인할 수 있도록 하여 전력 사고를 사전에 예방 할 수 있는 기술을 제공한다.
또한, 본 발명은 화재로 인한 누전차단기 손실시에도 메모리부는 카본 재질과 열 전달 차폐용 마감 구성되어 전원 상태에 대한 데이터가 손상이 되지 않도록 하여 별도로 화재 원인 등을 분석 및 판독을 할 수 있다.
본 발명은 온도센서를 통해 주변온도를 검출하여 제어부로 전달하고 설정값 이상의 온도가 되면 경보가 발하고, 관리자에게 데이터를 전달하여 관리 및 운영을 편리하게 한다.
도 1은 종래 발명에 따라 가스방전관에서의 속류를 보여주는 파형 그래프 도면이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전체적인 구성을 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 현재 판매되는 GDT를 적용 할수 없는 문제점 설명자료 IEC 규격집 (IEC 61643-12 2008-11)
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 (a) SGP 차단기 임펄스 시험과 (b) 6KA 임펄스 인가 후 임펄스 시험 값을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 누전 발생을 차단하고 디지털 분석 및 보호 기능이 포함된 서지보호일체형 누전차단기과 종래 발명을 비교 분석한 표이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 전력용 GDT만을 이용한 구성을 보여주는 도면이다.
본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.
도 2에 도시된 바와 같이 본 발명은 바리스터(21); 전력용 GDT(22); 온도센서(23); 전류 CT(11); 누전검출 ZCT(12); 검출부(31); 제어보드(32); 등으로 구성된다.
본 발명은 블루투스/와이파이 모듈(34) 또는 홈오토메이션 장치를 더 포함하여, 상기 제어보드(32)는 데이터 저장부(35)의 정보를 관리자의 단말기에 무선으로 전달할 수 있다.
또한, 본 발명은 누전차단기의 주변온도를 검출하여 제어보드(32)로 전달하는 온도센서(23);를 더 포함하여, 상기 제어보드(32)는 상기 온도센서가 설정값 이상의 온도가 되면 경보를 발생한다.
도 3에 도시된 바와 같이 (a) 서지전압을 투입되었을 때 바리스터 동작전압 특성을 보여주고, (b) 서지전압을 투입되었을 때 양호한 제한 전압이 나타나지만 속류가 높게 일어나고 있는 GDT 동작전압 특성을 보여준다.
또한 (c) IEC 규격서에 따라 저압 고주파 통신용에서 GDT를 이용하면 누설전류가 발생하지 않고 서지보호를 할 수 있지만 저압 고주파 통신용으로 적합할 뿐임을 보여주고 있다.
(d) 본 발명에 따라 누전 발생을 차단하고 디지털 분석 및 보호 기능이 포함된 서지보호일체형 누전차단기를 이용하여 속류가 제거되는 것을 보여준다.
따라서 종래의 GDT를 이용하면 누설전류가 발생하지 않고 서지보호를 할 수 있지만 IEC 규격서에서는 저압 고주파 통신용으로 적합할 뿐 전력용 서지 부분에는 사용할 수 없는 것을 알 수 있다.
상기 바리스터(21)와 전력용 GDT(22)는 전력용 서지 부분에서 사용할 수 있는 전압 억제 소자로서 도 3의 (d)와 같이 회로단에 병렬 구조로 연결되어 저항성 값이 증가 하면 쇼트 구조로 동작하여 차단기가 완전한 누전에만 트립한다.
또한, 상기 바리스터(21)는 누전차단기의 쇼트를 방지하기 위해 전력용 GDT(22)와 직렬로 연결되어 서지 전류가 들어오면 1차적으로 서지 억제하는 전압 억제 소자이다.
전력용 GDT(22)는 세라믹 재질로 내부 가스를 보호하며, 상기 바리스터(21)와 직렬로 연결되고, 평소에는 오프(off) 상태였다가 과전압이 발생되면 방전(on) 동작하고, 허용전류 이하로 되면 다시 원 상태(off)로 정상 복귀(다시 무한대 저항 값으로 복구)하여 2차 적으로 서지 임펄스를 억제하는 자기회복 특성을 갖는 전압 억제 소자이다.
전력용 GDT(22)와 직렬 연결하여 서지 전류가 들어오면 바리스터에서 먼저 응답하여 서지 억제와 전력용 GDT에서 2차적으로 임펄스를 억제하고 전력용 GDT는 다시 무한대 저항값으로 복구시킨다.
따라서 평소 전력용 GDT에서 전기적인 연결이 끊어진 상태로 있기 때문에 바리스터(21)가 열화 및 누전이 발생하지 않는다.
종래 차단기 안에 있는 소형 서지 보호기 소자가 수명 한계점 이상이 되면 저항성 값이 증가하여 누전이 서서히 발생하는 현상이 사라진다.
그래서 종래 누전차단기의 바리스터에서 열화되어 숏트로 화재 발생하던 문제점이 해결되고, 누전을 방지함으로써 전력사용량이 줄고 에너지 사용 효과가 향상된다.
상기 전류 CT(11)는 부하측의 전류값을 실시간으로 검출하여 검출부(31)에 전달하는 소자이다.
이러한 전류값을 실시간으로 차단기 검출부에서 검출하여 제어보드에서 분석하도록 전달한다.
상기 누전검출 ZCT(12)는 부하측의 영상 전류 값을 차단기 검출부에서 검출하여 제어보드에서 분석하도록 전달한다.
또한 누전검출 ZCT(12)는 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 검출부(31)에 전달하는 소자이다.
검출부(31)는 상기 전류 CT(11)와 누전검출 ZCT(12)로부터 각각 전류값과 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 제어보드(32)로 전달하는 모듈이다.
제어보드(32)는 상기 온도센서가 설정값 이상의 온도가 되면 경보를 발생하고, 상기 검출부(31)의 데이터가 데이터 저장부(35)에 저장되도록 하는 모듈이다.
상기 제어보드(32)는 누전차단기 검출부(31)와 온도센서에서 보내온 값을 분석하고 DATA를 가공하여 저장부와 표시부에 보내준다.
상기 제어보드(32)가 분석하는 내역은 (1) 부하 사용 전류 분석(과전류 확인), (2) 상용 전압 분석(과전압 확인도 가능), (3) 누설전류 분석(누설전류 발생시 경보 발생 DATA 출력, 누설전류를 보면 바리스터와 전력용 GDT의 수명도 확인), (4) 주변 온도(열) 분석, (5) 전력 사용량, (6) 전력 손실 분석, (7) 차단기의 전원이 갑자기 차단되면 제어보드(32)에서 순간 정전의 원인을 알 수 없기 때문에 콘덴서 조합 충전회로를 구성하여 정전 후 2초까지 제어보드에 전원이 인가되도록 구성한다.
따라서 상기 분석 내역은 소방 방재 화재에 대한 분석자료로 기록되어 제출될 수도 있다.
상기 표시부(33; 예 : OLED 0.6”)와 메뉴버턴을 구성하여 버턴을 누를 때 마다 해당 메뉴가 나오도록 한다
표시부(33)의 메뉴 버튼을 누르지 않으면 꺼져 있는 상태에서, 연속해서 누를 때 마다 1번째는 사용전압, 2번째는 사용전류, 3번째는 누설전류, 4번째는 장애 발생횟수(누전, 서지 과전압, 과전류, 온도), 5번째는 전력 사용량(월별 - 부하의 절전효과를 확인 가능) 등을 표시할 수 있다. 이 외에도 누설전류를 보면 바리스터와 전력용 GDT의 수명 또는 낙뢰 임펄스 제거 상황(수치적 표시) 등이 표시될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예로서 부하측의 전류값을 실시간으로 검출하여 검출부(31)에 전달하는 전류 CT(11); 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 검출부(31)에 전달하는 누전검출 ZCT(12); 상기 전류 CT(11)와 누전검출 ZCT(12)로부터 각각 전류값과 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 제어보드(32)로 전달하는 검출부(31); 상기 검출부(31)의 데이터가 데이터 저장부(35)에 저장되도록 제어하는 제어보드(32); 제어보드(32)의 제어를 받고, 모듈부위를 화재 예방용 마감 구성을 갖춘 데이터 저장부(35);를 포함한다.
상기 데이터 저장부(35)는 일종의 블랙박스로서 1달에서 최대 1년까지의 제어보드(32)에서 만들어낸 누전차단기의 상태 데이터를 저장한다.
저장부 메모리는 마이크로 SD 메모리 카드로서, 고온에서도 견디는 모듈을 사용한다.
저장부 메모리는 화재로 인한 누전차단기 손실 시에도 손상이 되지 않고 별도 판독을 할 수 있도록 모듈 부위를 카본 재질과 열 전달 차폐용 재질로 마감 구성을 한다.
상기 열 전달 차폐용 재질은 열이 전달되는 것을 방지하는 전도 감소재와, 복사열을 차단하여 내부의 열이 복사 형태로 방출되는 것을 방지하는 복사 차폐재, 금속, 글라스류 및 폴리머 계열 흡수율이 낮거나 반사율이 높은 금속 포일(Foil), 다공성 열 차폐용 그물망 중 하나 이상의 재료로 구성되어 있다.
상기 열 전달 차폐용 재질은 격벽과 반사 필름에 의해 둘러싸여 열 차단 작용을 하는 공기층을 형성하는 난연성 단열폼의 상면과 저면에 알루미늄 필름으로 된 반사 필름이 열융착 방식으로 부착되어 있고, 반사 필름의 공기 중에 노출되는 표면에 폴리에스터(PET) 수지를 박막 코팅하여 부식방지 박막 코팅층을 형성한다.
상기 블루투스/ WiFi 모듈(34)을 통해 근접거리에 있는 스마트폰이나 단말장치를 소지한 사람에게 화재시나 이상시에 누전차단기의 경보를 긴급으로 전달하고 스마트폰이나 단말장치를 통해 제어보드(32)를 원격으로 제어할 수 있다.
그리고 전원사고를 예방을 위해 상기 제어보드가 분석하는 내역들이 저장된 패턴 정보와 일치하지 않는 경우 관리자에게 센서 정보와 위치 전달한다.
이 때 관리자의 읽음 여부가 중요한데 관리자별 책임 등급화하여 순차적으로 단말장치의 관리자 독취 여부를 확인하되, 등급별 최상위 관리자가 독취하지 않으면 다음 등급별 관리자인 제N 관리자 존재 여부에 따라 제N관리자에게 누전차단기의 위치를 전달하고, 만약 순차적으로 등급별 관리자에게 누전차단기의 위치 정보를 전달하여도 읽지 않으면 최종 하위 관리자에게 누전차단기의 위치를 전달한다.
여기에서 관리자별 책임 등급화는 책임자 또는 다수의 관리자 중 책임의 비중에 따라 순위를 정하여 서버에 등록하고, 관리자의 퇴직 등 변동이 있는 경우에는 관리자 순위를 서버에 접속하여 수정 또는 편집하여 재등록할 수 있다.
또한 본 발명은 가정용 홈 오토메이션 장치와 연계하여 누전차단기의 상태를 실시간으로 연계하여 제어되도록 할 수 있다.
예를 들어 제어보드가 분석하는 내역 목록을 데이터 저장부(35)에 저장하고, 이를 한 곳에서 관리하기 위해서 각각의 목록은 가정용 홈오토메이션 장치로 근거리 통신 방식으로 전송하며, 상기 가정용 홈오토메이션 장치는 소방 방재 화재에 대한 분석자료를 저장하여 관리자가 필요시 열람할 수 있도록 할 수 있다.
한편 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명은 전력용 GDT(22); 온도센서(23); 전류 CT(11); 누전검출 ZCT(12); 검출부(31); 제어보드(32); 등으로 구성된다.
바리스터(21)없이 구성된 본 발명은 세라믹 재질로 이루어진 전력용 GDT(22)로 속류 없이 낙뢰 임펄스를 완벽하게 제거하고, 누전 이외의 신호에 오작동하지 않는 효과가 있다.
11 : 전류 CT
12 : 누전검출 ZCT
21 : 바리스터
22 : 전력용 GDT
23 : 온도센서
31 : 검출부
32 : 제어보드

Claims (6)

  1. 누전차단기의 쇼트를 방지하기 위해 전력용 GDT(22)와 직렬 연결되어 서지 전류가 들어오면 1차적으로 서지 억제하는 바리스터(21);
    상기 바리스터(21)와 직렬로 연결되고, 평소에는 오프(off) 상태였다가 과전압이 발생되면 방전(on) 동작하고, 허용전류 이하로 되면 다시 원상태(off)로 정상 복귀하여 2차적으로 서지 임펄스를 억제하는 자기회복 특성을 갖는 전력용 GDT(22);
    부하측의 전류값을 실시간으로 검출하여 검출부(31)에 전달하는 전류 CT(11);
    부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 검출부(31)에 전달하는 누전검출 ZCT(12);
    상기 전류 CT(11)와 누전검출 ZCT(12)로부터 각각 전류값과 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 제어보드(32)로 전달하는 검출부(31);
    상기 검출부(31)의 데이터가 데이터 저장부(35)에 저장되도록 하는 제어보드(32);
    상기 전력용 GDT의 외관은 세라믹 재질로 이루어지고, 누전차단기의 주변온도를 검출하여 제어보드(32)로 전달하는 온도센서(23);를 포함하며,
    상기 제어보드(32)는 상기 온도센서가 설정값 이상의 온도가 되면 경보를 발생하며, 콘덴서 조합 충전회로를 구성하여 정전 후 2초까지 제어보드에 전원이 인가되도록 하며,
    상기 데이터 저장부(35)는 화재로 인한 누전차단기 손실 시에도 메모리부는 손상이 되지 않고 별도 판독을 할 수 있도록 화재 예방용 마감 구성으로 카본 재질과 열 전달 차폐용 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력용 GDT를 활용한 누전차단기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    블루투스/와이파이 모듈(34) 또는 홈오토메이션 장치를 더 포함하여, 상기 제어보드(32)는 데이터 저장부(35)의 정보를 관리자의 단말기에 무선으로 전달하는 것을 특징으로 하는 전력용 GDT를 활용한 누전차단기.
  3. 삭제
  4. 누전 발생을 차단하고 디지털 분석 및 보호 기능이 포함된 서지보호일체형 누전차단기에 있어서,
    부하측의 전류값을 실시간으로 검출하여 검출부(31)에 전달하는 전류 CT(11);
    부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 검출부(31)에 전달하는 누전검출 ZCT(12);
    상기 전류 CT(11)와 누전검출 ZCT(12)로부터 각각 전류값과 부하측의 영상 전류 값을 실시간으로 검출하여 제어보드(32)로 전달하는 검출부(31);
    상기 검출부(31)의 데이터가 데이터 저장부(35)에 저장되도록 제어하며, 콘덴서 조합 충전회로를 구성하여 정전 후 2초까지 전원이 인가되는 제어보드(32);
    제어보드(32)의 제어를 받고, 모듈부위를 화재 예방용 마감 구성을 갖춘 데이터 저장부(35);를 포함하며,
    상기 데이터 저장부(35)는 화재로 인한 누전차단기 손실 시에도 메모리부는 손상이 되지 않고 별도 판독을 할 수 있도록 화재 예방용 마감 구성으로 카본 재질과 열 전달 차폐용 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 전력용 GDT를 활용한 누전차단기.
  5. 삭제
  6. 삭제
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