KR102038635B1 - 서지 프리 자동복구형 누전차단기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서지 프리 자동복구형 누전차단기에 관한 것으로, 본 발명에 의하면, 누전, 서지(surge) 전류, 과전류 및 합선에 따라 전원을 차단하고, 누전 및 합선 검사를 통해 이상이 없을 시 자동으로 복구시키는 자동복구형 누전차단기에 있어서, 차단스위치(sw1)의 전단에서 상용전원에서 부하로 공급되는 전력공급라인(Lm)에서 분기되어서 누전차단기(100)에 연결되고, 전원공급측에서 누전차단기(100)에 전류를 공급하는 상부 전원공급라인(La)과, 상기 상부 전원공급라인(La)에 구비되고, 상기 전력공급라인(Lm)과 누전차단기(100) 간을 절연하면서 전류를 누전차단기(100)로 공급하여서 상부 전원공급라인(La)을 따라서 서지 전류가 누전차단기(100)로 돌입되는 것을 차단하는 제1 아이솔레이터(isolator)(151)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 하고, 이에 의하면, 서지 전류로부터 누전차단기의 내부 회로를 보호할 수 있는 이점이 있다.

Description

서지 프리 자동복구형 누전차단기{SURGE FREE AUTO RESET EARTH LEAKAGE BREAKER}
본 발명은 자동복구형 누전차단기에 관한 것으로, 특히 상용전원에서 부하로 전원을 공급되는 전류를 누전차단기의 전원으로 이용하되m 서지 전류가 누전차단기 내부로 공급되는 것을 차단하여 누전차단기 내부의 회로를 보호할 수 있도록 하기에 적당하도록 한 서지 프리 자동복구형 누전차단기에 관한 것이다.
일반적으로, 주지된 바와 같이 전기회로의 개폐장치로 사용되는 차단기는 인체의 감전 사고 및 누전에 의한 화재를 방지하기 위한 목적으로 사용되는 누전차단기(ELB : Earth Leakage Circuit Breaker)와, 합선에 의한 과대 전류나 부하(기기,기계)의 과다 사용으로 인한 전류의 과다한 흐름을 차단하기 위한 목적으로 사용되는 배선용 차단기(NFC No Fuse Breaker)로 구분된다.
이 중에서 누전차단기는 부하측의 누전에 의하여 지락전류가 발생하면 이를 검출하여 회로를 차단하는 방식을 취하고 있는 전류 동작형 차단기로서, 영상변류기(ZCT : Zero-phase current transformer)를 검출 기구로 사용하고 있다.
그리고, 최근에는 자동복구형 누전차단기가 개발되고 있는데, 이 자동보구형 누전차단기는 한 쌍의 교류 전원 입력단자가 전원 측에 연결되고 한 쌍의 교류 전원 출력단자가 부하 측에 연결된 상태에서 상기 부하 측에서 누설전류 흐름이 감지되면 상기 한 쌍의 교류 전원 입력단자와 상기 한 쌍의 교류 전원 출력단자 사이에서 온(on)되거나 오프(off)되어 부하 측으로 전원을 공급하거나 부하 측으로 공급되는 전원을 강제로 차단하는 한 쌍의 메인스위치를 자동으로 오프시켜 상기 전원 측과 부하 측의 연결을 끊고 부하 측으로 공급되는 전원을 강제로 차단함으로써 부하 측 장비의 파손이나 화재 등을 방지하고, 누설전류 흐름이 해소되면 상기 메인스위치를 자동으로 온시켜 상기 부하 측으로 전원을 재공급하는 방식을 채택하고 있다.
이러한 누전차단기가 예컨대 통신 중계기와 같은 옥외형 장비에 사용되는 경우에는 전원으로서 부하로 공급되는 상용전원을 이용하고 있다.
그런데, 부하로 공급되는 상용전원을 누전차단기의 전원으로 사용하는 경우에는 서지(surge) 전류가 누전차단기 내부로 돌입하게 되어서 누전차단기 내부의 회로를 손상시키는 문제가 있었다.
문헌1. 등록특허공보 제10-1094621호(공고일: 2011년 12월 15일) 문헌2. 등록특허공보 제10-1089719호(공고일: 2011년 12월 15일)
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로 본 발명에 의한 서지 프리 자동복구형 누전차단기의 목적은,
첫째, 상용전원에서 부하로 전원을 공급되는 전류를 누전차단기의 전원으로 이용하되 서지 전류가 누전차단기 내부로 공급되는 것을 차단하여 누전차단기의 회로를 보호할 수 있도록 하고,
둘째, 누전차단기의 각 회로부 간에도 신호를 절연시켜서 제어부를 보호할 수 있도록 하며,
셋째, 전원공급이 차단된 경우에는 배터리로서 누전차단기에 전원을 공급할 수 있도록 함으로써 안정적인 전원공급이 이루어질 수 있도록 하기에 적당하도록 한 서지 프리 자동복구형 누전차단기를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 서지 프리 자동복구형 누전차단기는, 누전, 서지(surge) 전류, 과전류 및 합선에 따라 전원을 차단하고, 누전 및 합선 검사를 통해 이상이 없을 시 자동으로 복구시키는 자동복구형 누전차단기에 있어서, 누전차단기의 차단스위치의 전단에서 상용전원에서 부하로 공급되는 전력공급라인에서 분기되어서 누전차단기에 연결되고, 전원공급측에서 누전차단기에 전류를 공급하는 상부 전원공급라인과, 상기 상부 전원공급라인에 구비되고, 상기 전력공급라인과 누전차단기 간을 절연하면서 전류를 누전차단기로 공급하여서 상부 전원공급라인을 따라서 서지 전류가 누전차단기로 돌입되는 것을 차단하는 제1 아이솔레이터(isolator)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 서지 프리 자동복구형 누전차단기는, 누전차단기의 차단스위치의 후단에서 상용전원에서 부하로 공급되는 메인 전력공급라인에서 분기되어서 누전차단기에 연결되고, 부하측에서 누전차단기에 전류를 공급하는 하부 전원공급라인과, 상기 하부 전원공급라인에 구비되고, 상기 전력공급라인과 누전차단기 간을 절연하면서 전류를 공급하여서 상기 하부 전원공급라인을 따라서 서지 전류가 누전차단기로 유입되는 것을 차단하는 제2 아이솔레이터(isolator)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 서지 프리 자동복구형 누전차단기는, 누전 전류를 감지하여 차단스위치를 차단하는 누전 검출 및 차단부와, 상기 누전 검출 및 차단부에 의해서 주 회로가 차단된 뒤에 누전 원인을 점검하는 누전 점검부와, 상기 누전 점검부로 수신한 점검신호에 따라서 누전 원인이 없으면 차단스위치를 복구하는 복구명령신호를 누전 검출 및 차단부로 출력하고, 설정된 시간 동안 누전 원인이 계속 존재하면 차단스위치가 차단된 상태를 유지하도록 하는 제어부가 더 포함되어서 구성되고, 상기 누전 검출 및 차단부와 제어부 간의 신호선에 구비되고, 상기 누전 검출 및 차단부와 제어부 간의 신호 및 명령은 송수신하되 서지 전류가 제어부로 유입되는 것을 차단하기 위한 제3 아이솔레이터와, 상기 누전 점검부와 제어부 간의 신호선에 구비되고, 상기 누전 점검부와 제어부 간의 신호 및 명령은 송수신하되 서지 전류가 제어부로 유입되는 것을 차단하기 위한 제4 아이솔레이터가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 서지 프리 자동복구형 누전차단기는, 상기 상부 전원공급라인과 하부 전원공급라인으로부터 전류를 공급받지 못하는 경우, 상기 누전 검출 및 차단부와 누전 점검부와 제어부를 포함하는 누전차단기의 회로 전체에 전원을 공급하기 위한 전원공급 배터리가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성을 가지는 본 발명인 서지 프리 자동복구형 누전차단기는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 상용전원에서 부하로 전원을 공급되는 전류를 누전차단기의 전원으로 이용하되, 서지 전류가 누전차단기 내부로 공급되는 것을 차단하여 누전차단기의 내부의 회로를 보호할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 누전차단기의 각 회로부 간에도 신호를 절연시켜서 제어부를 보호할 수 있는 효과가 있다.
셋째, 전원공급이 차단된 경우에는 배터리로서 누전차단기에 전원을 공급할 수 있도록 함으로써 안정적인 전원공급이 이루어질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 서지 프리 자동복구형 누전차단기의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 서지 프리 자동복구형 누전차단기의 블록 구성도이다.
다음은 본 발명인 서지 프리 자동복구형 누전차단기의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 기초로 상세하게 설명한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 의한 서지 프리 자동복구형 누전차단기(100)는 누전, 서지(surge) 전류, 과전류 및 합선에 따라 전원을 차단하고, 누전 및 합선 검사를 통해 이상이 없을 시 자동으로 복구시키는 자동복구형 누전차단기에 있어서, 누전차단기(100)의 차단스위치(sw1)의 전단에서 상용전원에서 부하로 공급되는 전력공급라인(Lm)에서 분기되어서 누전차단기(100)에 연결되고, 전원공급측에서 누전차단기(100)에 전류를 공급하는 상부 전원공급라인(La)과, 상기 상부 전원공급라인(La)에 구비되고, 상기 전력공급라인(Lm)과 누전차단기(100) 간을 절연하면서 전류를 누전차단기(100)로 공급하여서 상부 전원공급라인(La)을 따라서 서지 전류가 누전차단기(100)로 돌입되는 것을 차단하는 제1 아이솔레이터(isolator)(151)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 상부 전원공급라인(La)을 타고 서지 전류가 누전차단기(100) 내부로 돌입되는 것을 차단할 수 있고, 그 결과 누전차단기(100) 내부의 회로[예컨대 누전 검출 및 차단부(110), 누전 점검부(120), 제어부(130) 등]를 보호할 수 있는 이점이 있다.
특히, 서지 전류가 누전차단기(100) 내부로 들어오는 경우 고가의 마이컴으로 구현되는 제어부(130)의 손상이 있는 경우 누전차단기 전체를 교체해야 하는 문제가 있으므로, 경제적 손실이 매우 큰 문제가 있었는데, 본 발명은 이러한 문제를 해결할수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 서지 프리 자동복구형 누전차단기(100)에 있어서, 누전차단기(100)의 차단스위치(sw1)의 후단에서 상용전원에서 부하로 공급되는 메인 전력공급라인(Lm)에서 분기되어서 누전차단기(100)에 연결되고, 부하측에서 누전차단기(100)에 전류를 공급하는 하부 전원공급라인(Lb)과, 상기 하부 전원공급라인(Lb)에 구비되고, 상기 전력공급라인(Lm)과 누전차단기(100) 간을 절연하면서 전류를 공급하여서 상기 하부 전원공급라인(Lb)을 따라서 서지 전류가 누전차단기(100)로 유입되는 것을 차단하는 제2 아이솔레이터(isolator)(152)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 제1 아이솔레이터(151)와 제2 아이솔레이터(152)는 누전차단기(100) 내부에 구비될 수도 있고, 누전차단기(100)의 외부에 구비될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 서지 프리 자동복구형 누전차단기(100)에는, 누전 전류를 감지하여 차단스위치(sw1)를 차단하는 누전 검출 및 차단부(110)와, 상기 누전 검출 및 차단부(110)에 의해서 주 회로가 차단된 뒤에 누전 원인을 점검하는 누전 점검부(120)와, 상기 누전 점검부(120)로 수신한 점검신호에 따라서 누전 원인이 없으면 차단스위치(sw1)를 복구하는 복구명령신호를 누전 검출 및 차단부(110)로 출력하고, 설정된 시간 동안 누전 원인이 계속 존재하면 차단스위치(sw1)가 차단된 상태를 유지하도록 하는 제어부(130)가 더 포함되어서 구성되는데, 상기 누전 검출 및 차단부(110)와 누전 점검부(120)와 제어부(130) 자체는 본원발명의 출원 전에 공지된 구성이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 서지 프리 자동복구형 누전차단기(100)는, 상기 누전 검출 및 차단부(110)와 제어부(130) 간의 신호선에 구비되고, 상기 누전 검출 및 차단부(110)와 제어부(130) 간의 신호 및 명령은 송수신하되 서지 전류가 제어부(130)로 유입되는 것을 차단하기 위한 제3 아이솔레이터(161)와, 상기 누전 점검부(120)와 제어부(130) 간의 신호선에 구비되고, 상기 누전 점검부(120)와 제어부(130) 간의 신호 및 명령은 송수신하되 서지 전류가 제어부(130)로 유입되는 것을 차단하기 위한 제4 아이솔레이터(162)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
이에 의하면, 제어부(130)에 연결된 신호선을 타고 서지 전류가 유입되는 것을 차단하여서 고가의 제어부(130)를 보호할 수 있다.
상기 제3, 4 아이솔레이터(161,162)는 예컨대 포토커플러 등으로 구현될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 서지 프리 자동복구형 누전차단기(100)는, 상기 상부 전원공급라인(La)과 하부 전원공급라인(Lb)으로부터 전류를 공급받지 못하는 경우, 상기 누전 검출 및 차단부(110)와 누전 점검부(120)와 제어부(130)를 포함하는 누전차단기의 회로 전체에 전원을 공급하기 위한 전원공급 배터리(170)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 한다.
이와 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술분야에 있어 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것이다.
그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수 있다.
100 : 본 발명의 일 실시예에 의한 서지 프리 자동복구형 누전차단기
Lm : 전력공급라인 La : 상부 전원공급라인
Lb : 하부 전원공급라인 sw1 : 차단스위치
110 : 누전 검출 및 차단부 120 : 누전 점검부
130 : 제어부 151 : 제1 아이솔레이터
152 : 제2 아이솔레이터 161 : 제3 아이솔레이터
162 : 제4 아이솔레이터 170 : 전원공급 배터리

Claims (4)

  1. 누전, 서지(surge) 전류, 과전류 및 합선에 따라 전원을 차단하고, 누전 및 합선 검사를 통해 이상이 없을 시 자동으로 복구시키는 자동복구형 누전차단기에 있어서,
    차단스위치(sw1)의 전단에서 상용전원에서 부하로 공급되는 전력공급라인(Lm)에서 분기되어서 누전차단기(100)에 연결되고, 전원공급측에서 누전차단기(100)에 전류를 공급하는 상부 전원공급라인(La)과,
    상기 상부 전원공급라인(La)에 구비되고, 상기 전력공급라인(Lm)과 누전차단기(100) 간을 절연하면서 전류를 누전차단기(100)로 공급하여서 상부 전원공급라인(La)을 따라서 서지 전류가 누전차단기(100)로 돌입되는 것을 차단하는 제1 아이솔레이터(isolator)(151)와,
    차단스위치(sw1)의 후단에서 상용전원에서 부하로 공급되는 메인 전력공급라인(Lm)에서 분기되어서 누전차단기(100)에 연결되고, 부하측에서 누전차단기(100)에 전류를 공급하는 하부 전원공급라인(Lb)과,
    상기 하부 전원공급라인(Lb)에 구비되고, 상기 전력공급라인(Lm)과 누전차단기(100) 간을 절연하면서 전류를 공급하여서 상기 하부 전원공급라인(Lb)을 따라서 서지 전류가 누전차단기(100)로 유입되는 것을 차단하는 제2 아이솔레이터(isolator)(152)가 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 서지 프리 자동복구형 누전차단기.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    누전 전류를 감지하여 차단스위치(sw1)를 차단하는 누전 검출 및 차단부(110)와,
    상기 누전 검출 및 차단부(110)에 의해서 주 회로가 차단된 뒤에 누전 원인을 점검하는 누전 점검부(120)와,
    상기 누전 점검부(120)로 수신한 점검신호에 따라서 누전 원인이 없으면 차단스위치(sw1)를 복구하는 복구명령신호를 누전 검출 및 차단부(110)로 출력하고, 설정된 시간 동안 누전 원인이 계속 존재하면 차단스위치(sw1)가 차단된 상태를 유지하도록 하는 제어부(130)가 더 포함되어서 구성되고,
    상기 누전 검출 및 차단부(110)와 제어부(130) 간의 신호선에 구비되고, 상기 누전 검출 및 차단부(110)와 제어부(130) 간의 신호 및 명령은 송수신하되 서지 전류가 제어부(130)로 유입되는 것을 차단하기 위한 제3 아이솔레이터(161)와,
    상기 누전 점검부(120)와 제어부(130) 간의 신호선에 구비되고, 상기 누전 점검부(120)와 제어부(130) 간의 신호 및 명령은 송수신하되 서지 전류가 제어부(130)로 유입되는 것을 차단하기 위한 제4 아이솔레이터(162)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 서지 프리 자동복구형 누전차단기.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 상부 전원공급라인(La)과 하부 전원공급라인(Lb)으로부터 전류를 공급받지 못하는 경우, 상기 누전 검출 및 차단부(110)와 누전 점검부(120)와 제어부(130)를 포함하는 누전차단기의 회로 전체에 전원을 공급하기 위한 전원공급 배터리(170)가 더 포함되어서 구성되는 것을 특징으로 하는 서지 프리 자동복구형 누전차단기.
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