KR102083600B1 - 누전 차단기 및 그 누전 차단기의 제어 방법 - Google Patents

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Abstract

누전 회로 차단기 및 그 누전 차단기의 제어 방법에 대한 것으로, 3상의 전로 중 2개의 전로에 연결된 단상 부하와 상기 3상 전로 사이에 형성된 누전 차단기에 있어서, 상기 3상의 전로에 형성된 영상 변류기에서 발생한 영상전류를 검출하는 영상전류 검출부와, 상기 2개의 전로 각각으로부터 전압을 감지하는 전압 감지부와, 트립(trip) 신호가 입력되면, 상기 2개의 전로와 상기 단상 부하 사이의 접점을 트립시키는 트립부 및, 상기 영상전류 검출부에서 영상전류가 검출되면, 상기 전압 감지부의 전압 감지 결과에 근거하여 상기 2개의 전로 중 전압이 기 설정된 수준 이상 강하된 전로를 검출하고, 기 설정된 수준 이상 전압이 강하된 전로가 있는 경우 상기 트립 신호를 생성하여 상기 트립부로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

누전 차단기 및 그 누전 차단기의 제어 방법{ELCB(EARTH LEAKAGE CIRCUIT BREAKER) AND CONTROL METHOD FOR THE ELCB}
본 발명은 누전 회로 차단기(이하 누전 차단기로 약칭함) 및 그 누전 차단기의 제어 방법에 대한 것이다.
누전 차단기는 전동기계기구와 같은 부하가 접속되어 있는 전로에서 누전으로 인한 감전 위험을 방지하기 위해 사용되는 기기이다. 이를 위해 누전 차단기는 상기 전로와 부하가 연결된 접점을 개폐 구동하는 차단부를 포함할 수 있으며, 누전 또는 지락이 검출되는 경우에 상기 차단부의 트립 동작를 수행하여 전로와 부하의 연결을 차단할 수 있다.
한편 통상적으로 R상, S상, T상의 교류 3상 전력이 공급되는 전로의 경우 누전 차단기는 영상 변류기(ZCT : Zero Current Transformer)를 통해 전류를 검출한다. 이러한 경우 3개의 상에 흐르는 전류가 정상일 때에는 자속이 서로 상쇄되어 영상 변류기를 통해 전류가 검출되지 않으나, 자속이 서로 상쇄되지 않을 때, 즉 상기 3개의 상 중 적어도 하나의 위상이 달라지거나 또는 흐르는 전류량이 달라지는 경우 영상 변류기에서는 전류가 검출될 수 있다. 그러면 누전 차단기는 영상 변류기의 검출 결과에 근거하여 누전 또는 지락이 발생하였음을 검출하고 차단부를 제어하여 부하가 연결된 접점을 트립함으로써 누전 또는 지락으로 인한 감전 사고 또는 화재 등을 미연에 방지할 수 있다.
한편 상기 부하가 3상 부하인 경우 상기 3상 전로 각각으로부터 전력을 모두 공급받을 수 있도록 상기 3상의 전로들 각각과 접점이 형성될 수 있다. 그러나 도 1에서 보이고 있는 바와 같이, 단상 부하(21, 22, 23)인 경우 상기 3상 전로 중 2상의 전로들과 접점이 형성되고, 상기 2상의 전로들로부터 전력을 공급받을 수 있다.
그런데 3상의 교류 전로 중 어느 하나의 전로에 대해 지락이 발생하는 경우, 통상적인 누전 차단기(11, 12, 13)는 상술한 바와 같이 3상 전로 전체에 대한 영상 변류기(10)의 전류 검출 결과에 근거하여 차단부의 트립 동작을 제어하므로, 전로에 연결된 부하들(21, 22, 23) 모두가 전로로부터 차단된다는 문제가 있다. 즉, R상, S상, 및 T상의 전로 중, S상 전로에서 지락이 발생하는 경우, 지락이 발생하지 않은 R상 전로와 T상 전로로부터 전력을 공급받는 RT 부하(22)라고 할지라도, RT 부하(22)와 연결된 누전 차단기(12)는 상기 영상 변류기(10)의 전류 검출 결과에 따라 상기 RT 부하(22)와 R상 전로와 T상 전로의 접점을 트립시킨다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 특정 전로에서 지락이 발생하는 경우, 상기 지락으로 인해 발생하는 정전의 영향을 최소화하기 위한 누전 차단기 및 그 누전 차단기의 제어 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 특정 전로에서 지락이 발생하는 경우, 지락이 발생한 전로로부터 전력을 공급받지 않는 단상 부하들에 대해서는 트립이 수행되지 않도록 하는 누전 차단기 및 그 누전 차단기의 제어 방법을 제공하는 것이다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 3상의 전로 중 2개의 전로에 연결된 단상 부하와 상기 3상 전로 사이에 형성된 누전 차단기에 있어서, 상기 3상의 전로에 형성된 영상 변류기에서 발생한 영상전류를 검출하는 영상전류 검출부와, 상기 2개의 전로 각각으로부터 전압을 감지하는 전압 감지부와, 트립(trip) 신호가 입력되면, 상기 2개의 전로와 상기 단상 부하 사이의 접점을 트립시키는 트립부 및, 상기 영상전류 검출부에서 영상전류가 검출되면, 상기 전압 감지부의 전압 감지 결과에 근거하여 상기 2개의 전로 중 전압이 기 설정된 수준 이상 강하된 전로를 검출하고, 기 설정된 수준 이상 전압이 강하된 전로가 있는 경우 상기 트립 신호를 생성하여 상기 트립부로 출력하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 검출된 영상전류가 기 설정된 설정값 이상인지 여부에 근거하여 상기 전압 감지 결과에 따라 상기 기 설정된 수준 이상 전압이 강하된 전로를 검출하고, 전로 검출 결과에 따라 상기 트립 신호를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 검출된 영상전류가, 기 설정된 특정 전류값인 설정값 미만인 경우, 상기 검출된 영상전류가 누전에 의한 것인지 여부를 판단하고, 상기 영상전류가 누전에 의해 발생한 경우 상기 전로 검출 결과와 상관없이 상기 트립 신호를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 영상전류 검출부는, 고정 접속 저항과 복수의 선택 접속 저항 및, 선택 스위치를 포함하며, 상기 영상 변류기로부터 입력되는 영상전류를, 상기 선택 스위치에 의해 선택되는 어느 하나의 선택 접속 저항과 상기 고정 접속 저항의 합성 저항에 의해 결정되는 저항값에 근거하여 전압 신호로 변환하는 감도 선택 회로를 포함하며, 상기 제어부는, 상기 합성 저항에 따라 결정되는 특정 전압값인 기준값과, 상기 변환된 전압 신호의 전압값을 비교하여 상기 영상전류가 누전에 의해 발생한 것인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제어부는, 상기 합성 저항에 따라 상기 설정값에 대응하는 전압값을 산출하고, 상기 감도 선택 회로에서 변환된 전압 신호의 전압값과, 상기 설정값에 대응하는 전압값을 비교한 결과에 근거하여, 상기 검출된 영상전류가 상기 설정값 미만인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 3상의 전로 중 2개의 전로에 연결된 단상 부하와 상기 3상 전로 사이에 형성된 누전 차단기의 제어 방법에 있어서, 상기 3상의 전로에 형성된 영상 변류기에서 발생한 영상전류를 검출하는 제1 단계와, 검출된 영상전류가 기 설정된 설정값 이상인지 여부에 따라 누전 발생 또는 지락 발생 여부를 검출하는 제2 단계와, 상기 제2 단계의 검출 결과 지락이 발생한 경우, 상기 2개의 전로 각각의 전압을 감지하는 제3 단계와, 상기 제3 단계의 전압 감지 결과에 근거하여, 기 설정된 수준 이상의 전압 강하가 발생한 전로가 있는지를 검출하는 제4 단계 및, 상기 제4 단계의 검출 결과에 근거하여, 상기 2개의 전로와 상기 단상 부하 사이의 접점을 트립(trip)시키는 제5 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 단계는, 상기 제2 단계의 검출 결과 누전이 발생한 경우, 상기 2개의 전로와 상기 단상 부하 사이의 접점을 트립(trip)시키는 제2-1 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제5 단계는, 상기 제4 단계의 검출 결과, 기 설정된 수준 이상 전압이 강하된 전로가 있는 경우, 상기 트립을 소정 시간 지연시키는 제5-1 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2 단계는, 상기 검출된 영상전류의 크기가, 기 설정된 설정값 이상인 경우 상기 영상전류가 지락으로 인해 발생한 것으로 판단하고, 상기 검출된 영상전류의 크기가 기 설정된 설정값 미만인 경우, 누전 발생 여부를 판단하기 위한 기 설정된 기준값과 상기 검출된 영상전류의 크기에 따른 전압 신호의 전압값을 비교하여 누전이 발생하였는지 여부를 판단하는 단계임을 특징으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기 시스템은, 3상의 전로들 중 2개의 전로로부터 전력을 공급받는 적어도 하나의 단상 부하와, 각 단상 부하와 상기 단상 부하에 전력을 공급하는 2개의 전로 사이에 형성되며, 트립 제어 신호가 수신되는 경우 상기 2개의 전로와 상기 단상 부하 사이의 접점을 트립하는 적어도 하나의 트립부 및, 상기 3상의 전로들에 형성된 영상 변류기와 연결되며, 상기 영상 변류기로부터 영상전류가 검출되는 경우 상기 적어도 하나의 트립부로부터 각 단상 부하에 연결된 전로들의 전압을 감지한 결과를 수신하고, 수신된 전압 감지 결과에 근거하여 상기 적어도 하나의 트립부 중 일부에 상기 트립 제어 신호를 전송하는 시스템 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 트립부는, 상기 시스템 제어부와 통신 연결을 수행하는 통신부와, 단상 부하에 전력을 공급하는 2개의 전로 각각의 전압을 감지하는 전압 감지부 및, 상기 트립 제어 신호가 수신되는 경우 상기 단상 부하에 전력을 공급하는 2개의 전로와 상기 단상 부하 사이의 접점을 트립하는 차단부;를 포함하며, 상기 통신부는, 상기 전압 감지부의 전압 감지 결과를 상기 시스템 제어부에 전송하고, 상기 시스템 제어부로부터 트립 제어 신호가 수신되면 수신된 트립 제어 신호를 차단부에 입력하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 시스템 제어부는, 상기 검출된 영상전류의 크기와 기 설정된 설정값을 비교하여, 상기 검출된 영상 전류의 크기가 상기 설정값 이상인 경우, 각 트립부로부터 수신된 전압 감지 결과들로부터 기 설정된 수준 이상 강하된 전압을 감지한 전압 감지부를 검출하며, 검출된 전압 감지부에 대응하는 트립부에 트립 제어 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 시스템 제어부는, 상기 검출된 영상전류의 크기와 기 설정된 설정값을 비교하여, 상기 검출된 영상 전류의 크기가 상기 설정값 미만인 경우, 누전 발생 여부를 판단하기 위한 기준값에 근거하여 상기 영상 전류가 누전으로 인해 발생한 것인지 여부를 판단하며, 상기 영상 전류가 누전으로 인해 발생한 경우 상기 적어도 하나의 트립부 모두에 트립 제어 신호를 전송하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 시스템 제어부는, 상기 영상 변류기로부터 영상 전류가 검출되는 경우에, 상기 적어도 하나의 트립부에 각각 전압 감지 결과를 요청하고, 요청에 대한 응답으로 전압 감지 결과를 수신하는 것을 특징으로 한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 차단부는, 상기 트립 제어 신호가 수신될 때 상기 2개의 전로와 상기 단상 부하 사이의 접점의 트립을, 소정 시간 지연하기 위한 시간 지연부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 누전 차단기 및 그 누전 차단기의 제어 방법의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 영상 변류기의 전류 검출 결과와 단상 부하의 전로 접점들로부터 측정된 전압 감지 결과의 조합에 따라 전로와 연결된 접점이 차단되도록 함으로써, 지락이 발생하지 않은 전로로부터 전력을 공급받는 단상 부하는 전로로부터 차단되지 않도록 한다는 장점이 있다.
본 발명의 실시 예들 중 적어도 하나에 의하면, 본 발명은 특정 전로에서 지락이 발생한 경우, 지락이 발생한 전로로부터 전력을 공급받는 부하만이 전로로부터 차단되도록 함으로써, 상기 지락으로 인해 전력 공급이 중단되는 단상 부하들의 수를 최소화 할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 영상 변류기의 전류 검출 결과에 따라 트립이 이루어지는 통상적인 누전 차단기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2a는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 누전 차단기를 설명하기 위한 블록도이다.
도 2b는 누전 시와 지락 시에 검출되는 전류 및 전압을 도시한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 누전 차단기의 구조를 보다 자세하게 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 누전 차단기의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 누전 차단기 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은, 도 5에서 도시된 누전 차단기 시스템에서, 시스템 제어부의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
먼저 도 2a는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 누전 차단기를 설명하기 위한 블록도이다. 그리고 도 2b는 누전 시와 지락 시에 검출되는 전류 및 전압을 도시한 예시도이다.
도 2a를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 누전 차단기는 R상 전로, S상 전로, T상 전로 중 두 개의 전로로부터 전력을 공급받는 단상 부하에 연결될 수 있다. 따라서 상기 단상 부하는, S상 전로와 T상 전로로부터 전력을 공급받는 부하(이하 ST 부하(231)), R상 전로와 T상 전로로부터 전력을 공급받는 부하(이하 RT 부하(232)), 또는 R상 전로와 S상 전로로부터 전력을 공급받는 부하(이하 RS 부하(233)) 중 어느 하나일 수 있다. 따라서 이하의 설명에서는 설명의 편의상, 상기 3상 전로로부터 전력을 공급받는 단상 부하를, ST 부하(231), RT 부하(232) 또는 RS 부하(233) 중 어느 하나로 가정하여 설명하기로 한다.
여기서 단상 부하는, 상기 두 개의 전로로부터 공급되는 전력을 적어도 하나의 전동기계기구에 공급할 수 있도록 형성된 배전반일 수 있다. 즉, 적어도 하나의 전동기계기구가 상기 단상 부하에 연결되는 경우, 상기 단상 부하와 연결된 두 개의 전로로부터 공급되는 전력이 상기 적어도 하나의 전동기계기구에 전달될 수 있다.
한편 영상 변류기(200)는 3상 전로에 흐르는 전류의 평형 상태를 감지할 수 있다. 따라서 상기 3상 전로 중 적어도 하나에서 누전 또는 지락이 발생하는 경우, 상기 누전 또는 지락 전류로 인해 전류 평형이 어긋나게 되고, 그에 따른 영상 전류가 발생될 수 있다. 이에 따라 상기 영상 변류기(200)에 연결된 본 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기들(211, 212, 213)은 상기 영상 변류기(200)로부터 발생되는 영상 전류를 검출하여, 상기 누전 또는 지락이 발생하였음을 감지할 수 있다.
한편 누전이 발생하는 경우, 도 2b의 (a)에서 보이고 있는 바와 같이, 누전이 발생한 전로에서는 누전으로 인한 누전 전류가 발생하게 되지만 전압에는 변화가 발생하지 않는다. 반면 도 2b의 (b)에서 보이고 있는 바와 같이 지락이 발생하는 경우에는, 지락이 발생한 전로에서는 지락된 전류와 함께 지락으로 인한 전압 강하가 발생하는 것을 알 수 있다. 따라서 전로로부터 감지되는 전압에 근거하여 해당 전로에 지락이 발생하였는지 여부를 검출할 수 있다. 이에 따라 본 발명에서는 영상 전류가 발생된 경우 단상 부하에 연결된 전로들 중 전압 강하가 발생한 전로가 있는지를 검출함으로써, 현재 단상 부하에 전력을 공급하는 전로에 지락이 발생하였는지 여부를 식별하고, 지락이 발생한 전로로부터 전력을 공급받는 단상 부하에 한해 전로와 단상 부하 사이의 접점을 트립할 수 있다.
이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기는 전로로부터 전력을 공급받는 각각의 단상 부하(231, 232, 233) 마다 형성될 수 있다. 그리고 각각의 누전 차단기(231, 232, 233)는 연결된 단상 부하에 전력을 공급하는 두 개의 전로 각각의 전압을 감지하는 전압 감지부를 포함할 수 있다.
따라서 ST 부하(231)에 연결된 제1 누전 차단기(211)의 제1 전압 감지부(221)는 S상 전로와 T상 전로로부터 각각 전압을 감지할 수 있다. 그리고 RT 부하(232)에 연결된 제2 누전 차단기(212)의 제2 전압 감지부(222)는 R상 전로와 T상 전로부터 각각 전압을 감지할 수 있다. 그리고 RS 부하(233)에 연결된 제3 누전 차단기(213)의 제3 전압 감지부(223)는 R상 전로와 S상 전로로부터 각각 전압을 감지할 수 있다.
그리고 각각의 누전 차단기들(211, 212, 213)은 상기 R상, S상, T상의 3상 전로에 설치된 영상 변류기(200)로부터 전류를 검출한 결과와, 상기 전압 감지부에서 감지된 각 전로의 전압에 근거하여 연결된 단상 부하와 전로 사이의 접점들을 트립할 수 있다.
보다 자세하게, 누전 차단기들(211, 212, 213)은 상기 영상 변류기(200)로부터 전류가 검출되는 경우에, 각 단상 부하에 전력을 공급하는 전로들의 전압을 더 감지할 수 있다. 그리고 감지된 전압이 기 설정된 수준 이상 강하된 전로가 있는 경우에 한하여 단상 부하와, 그 단상 부하에 전력을 공급하는 전로들 사이의 접점을 트립할 수 있다.
이를 위해 본 발명의 제1 실시 예에 따른 누전 차단기들(211, 212, 213)은 감지된 전압에 근거하여 트립 신호를 출력하는 제어부를 구비할 수 있으며, 상기 트립 신호에 따라 턴 온 신호를 출력하는 스위칭 소자 및, 스위칭 소자에 의해 여자되는 트립 코일과 상기 트립 코일에 의해 부하와 전로들 간의 접점을 트립시키는 개폐부를 포함하여 형성될 수 있다.
도 3은 이러한 본 발명의 제1 실시 예에 따른 누전 차단기의 보다 자세한 구조를 도시한 블록도이다.
상기 도 3은 상기 누전 차단기들(211, 212, 213) 중 제1 누전 차단기(211)의 세부 구성을 도시한 블록도이다.
도 3을 참조하여 살펴보면, 상기 제1 누전 차단기(211)는 제어부(300)와 영상전류 검출부(330), 제1 전압 감지부(221), 스위칭 소자(310), 정전원 회로(313)와 트립 코일부(311), 그리고 개폐부(312)를 포함하여 구성될 수 있다. 시간 지연 회로(321)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
제1 전압 감지부(221)는 현재 단상 부하, 즉 ST 부하(231)에 전력을 공급하는 S상 전로와 T상 전로로부터 각각 전압을 감지할 수 있다. 그리고 전압 감지 결과를 제어부(300)에 입력할 수 있다.
여기서 제1 전압 감지부(221)는 상기 제어부(300)로부터 제어 신호가 수신되면 상기 단상 부하에 전력을 공급하는 각 상 전로의 전압들을 감지할 수 있다. 또는 상기 제어부(300)로부터의 감지 요청과 상관없이, 항상 상기 각 상 전로의 전압들을 감지할 수도 있다.
여기서 상기 제1 전압 감지부(221)는 턴 오프 상태에서, 제어부(300)의 제어에 따라 턴 온되도록 형성될 수도 있다. 이 경우 제어부(300)는 상기 영상 변류기(200)에서 전류가 검출되는 경우에, 상기 제1 전압 감지부(221)를 턴 온 시키는 제어 신호를 전송하고, 상기 제어 신호에 대한 응답으로 각 상 전로의 전압을 감지한 결과를 입력받을 수도 있다.
영상전류 검출부(330)는 영상 변류기(200)에서 발생하는 영상전류를 검출할 수 있다. 그리고 영상전류 검출 결과를 제어부(300)에 입력할 수 있다. 여기서 상기 영상전류 검출 결과는 상기 영상 변류기(200)로부터 입력되는 영상 전류일 수 있다. 그러면 영상전류 검출부(330)는 영상 변류기(200)로부터 입력된 영상 전류를 제어부(300)에 입력할 수 있다.
한편 영상전류 검출부(330)는 감도 선택 회로(320)를 포함할 수 있다. 이 경우 상기 영상 변류기(200)로부터 입력되는 영상 전류는 상기 감도 선택 회로(320)에서 전압 신호로 변환될 수 있다. 그러면 영상전류 검출 결과로서, 상기 전압 신호가 제어부(300)에 입력될 수 있다. 그러면 제어부(300)는 입력된 전압 신호의 전압값에 근거하여 상기 영상 전류가 있음을 검출 및 상기 영상 전류의 크기를 검출할 수 있다.
그리고 제어부(300)는 영상 전류가 검출되면 상기 제1 전압 감지부(221)로부터 감지된 전압들로부터 기 설정된 수준 이상의 전압 강하가 발생한 전로가 있는지 여부를 검출할 수 있다. 그리고 제어부(300)는 제1 전압 감지부(221)로부터 수신된 각 상 전로의 전압 감지 결과, 기 설정된 수준 이상의 전압 강하가 발생한 전로가 있는지 여부를 검출할 수 있다. 그리고 기 설정된 수준 이상의 전압 강하가 발생한 전로가 있는 경우라면 트립(trip) 제어 신호를 출력할 수 있다.
예를 들어, 3상의 전로 중, S상 전로 또는 T상 전로가 지락되는 경우라면, 전압 감지 결과 S상 전로에서 감지되는 전압 또는 T상 전로에서 감지되는 전압이 기 설정된 수준 이상 강하될 수 있다. 그러면 제어부(300)는 상기 전압 감지 결과를 통해 S상 전로 또는 T상 전로의 지락을 검출할 수 있다. 그리고 트립 제어 신호를 출력할 수 있다.
반면 제어부(300)는, 영상 변류기(200)에서 영상 전류가 검출된 상태에서, 각 상 전로의 전압들을 감지한 결과 기 설정된 수준 이상의 전압 강하가 발생한 전로가 없는 경우라면 현재 단상 부하에 전력을 공급하는 전로들로부터 지락이 발생하지 않은 것으로 판단할 수 있다. 따라서 제어부(300)는 트립 제어 신호를 출력하지 않을 수 있다. 그러므로 상기 영상 변류기(200)의 전류 검출 결과에도 불구하고 단상 부하는 전로들로부터 전력을 공급받는 상태를 그대로 유지할 수 있다.
한편 스위칭 소자(310)는 사이리스터(thyristor)와 같이 게이트 제어 신호에 따라 온 또는 오프되는 반도체 스위치로 구성될 수 있다. 그리고 상기 스위칭 소자(310)는 상기 제어부(300)와 연결될 수 있으며, 상기 게이트 제어 신호로서 상기 트립 제어 신호를 입력받을 수 있다. 따라서 스위칭 소자(310)는 상기 제어부(300)에서 트립 제어 신호가 출력되는 경우 온 된 상태로 전환될 수 있다.
한편 트립 코일부(311)는 상기 스위칭 소자(310)가 온 된 상태일 때 여자(magnetizing)되는 트립 코일(trip coil)을 포함할 수 있다. 그리고 트립 코일이 여자될 때 자기 흡입력에 의해 이동하는 아마추어(armature)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 트립 코일부(311)의 아마추어는 상기 개폐부(312)가 각 전로와 부하 사이의 접점을 트립시키도록 트리거(trigger)하는 역할을 수행할 수 있다. 따라서 상기 스위칭 소자(310)가 온 상태로 전환되면, 상기 개폐부(312)는 각 전로와 단상 부하 사이의 접점을 트립할 수 있다. 여기서 트립(trip)은 각 전로와 단상 부하 사이를 개방하는 것을 의미할 수 있다. 즉, 회로가 개방됨으로써 전로와 단상 부하 사이의 연결이 차단될 수 있다.
한편 정전원 회로(313)는 상기 트립 코일이 여자될 수 있는 전원을 공급할 수 있다. 상기 정전원 회로(313)는 스위칭 소자(310)와 연결된 두 상의 전로로부터 입력되는 교류 전력을 변환하여 직류 전원을 제공하는 회로부로서, 예컨대 다이오드 브릿지(diode bridge) 정류회로와, 정류회로의 출력전압을 강압하여 제공하는 적어도 하나의 분압 저항을 포함할 수 있다.
한편 제어부(300)에서 트립 신호가 출력되지 않는 경우라면 스위칭 소자(310)가 턴 오프된 상태를 그대로 유지할 수 있다. 따라서 상기 트립 코일의 여자가 이루어지지 않을 수 있다. 그러므로 단상 부하가 전로들로부터 전력을 공급받는 상태가 그대로 유지될 수 있다.
한편 감도 선택 회로(320)는 제어부(300)가 누전 발생을 검출하기 위한 기준값(threshold value)을 결정할 수 있다. 상기 감도 선택 회로(320)는 하나의 고정 접속 저항과, 복수의 선택 접속 저항 및 선택 스위치를 포함할 수 있다. 여기서 복수의 선택 접속 저항의 저항 값은 각기 서로 다르며, 선택 스위치를 일 방향으로 이동시킬 때 작은 값부터 큰 값으로 증가하게 선택될 수 있다.
상기 복수의 선택 접속 저항 중 어느 하나는 상기 선택 스위치를 통해 고정 접속 저항에 선택적으로 병렬로 접속될 수 있다. 그리고 제어부(300)는 선택된 선택 접속 저항에 따라 상기 기준값을 결정할 수 있다. 예를 들어 상기 기준값은 기 설정된 시험 신호에 대해 고정 접속 저항의 저항값에 의한 전압값과, 기 설정된 시험 신호와 상기 고정 접속 저항과 각 선택 접속 저항과의 합성저항에 따른 전압값에 따라 결정되는 전압값일 수 있다. 즉, 이 경우 고정 접속 저항은 고정된 값이므로, 선택 스위치를 통해 특정 선택 접속 저항이 선택되는 경우, 제어부(300)는 선택된 선택 접속 저항에 근거하여 기 산출된 특정 전압값을 상기 기준값으로 결정할 수 있다.
한편 상기 감도 선택 회로(320)의 고정 접속 저항은 영상 변류기(200)의 출력단에 접속될 수 있다. 따라서 상기 영상 변류기(200)로부터 영상 전류가 출력되면, 출력된 영상 전류와 고정 접속 저항과 상기 선택 스위치에 의해 선택된 어느 하나의 선택 접속 저항에 따른 전압 신호가 제어부(300)로 입력될 수 있다. 따라서 제어부(300)는 입력되는 전압 신호와 현재 결정된 기준값을 비교하여 누전이 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다.
한편 본 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기는 서로 다른 용량의 콘덴서들을 포함하는 시간 지연 회로(321)를 더 포함할 수 있다. 이 경우 제어부(300)는 누전이 검출되거나, 또는 단상 부하에 연결된 전로들 중 적어도 하나에 대한 지락이 검출되는 경우 소정 시간 지연하여 상기 스위칭 소자(310)를 턴 온 시킬 수 있다. 따라서 소정 시간이 지연된 이후에 트립 코일이 여자될 수 있으며, 이에 따라 상기 소정 시간이 지연된 이후에 단상 부하와 전로들 사이의 접점이 트립될 수 있다.
한편 상기 도 3은 제1 누전 차단기(211)의 구조에 대해서만 언급하였으나, 제2 누전 차단기(212)와 제3 누전 차단기(213) 역시 같은 구조를 가질 수 있음은 물론이다. 다만, 제1 누전 차단기(211)가 영상 변류기(200)의 전류 검출 결과와, S상 전로와 T상 전로의 전압을 감지한 결과에 근거하여 S상, T상 전로들과 ST 부하(231)의 접점을 트립하는 것에 비하여, 제2 누전 차단기(212)는 영상 변류기(200)의 전류 검출 결과와 R상 전로와 T상 전로의 전압을 감지한 결과에 따라 트립 동작을 수행하고, 제3 누전 차단기(213)는 영상 변류기(200)의 전류 검출 결과와, R상 전로와 S상 전로의 전압을 감지한 결과에 따라 트립 동작을 수행하므로, 상기 단상 부하에 연결되는 전로만 R상과 T상 또는 R상과 S상으로 각각 차이가 있을 뿐, 제2 누전 차단기(212)와 제3 누전 차단기(213)는 제1 누전 차단기(211)와 동일한 구조를 가질 수 있다.
한편 도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 누전 차단기의 동작 과정을 도시한 흐름도이다. 하기 도 4에서 설명되는 제어부(300)는 제1 누전 차단기(211)의 제어부(300)일 수 있다. 그러나 상술한 바와 같이 제2 누전 차단기(212) 및 제3 누전 차단기(213)는 단상 부하에 연결되는 전로만 다를 뿐이므로, 제2 누전 차단기(212)의 제어부 및 제3 누전 차단기(213)의 제어부 역시 도 4에서 설명되는 동작 과정과 동일하게 동작할 수 있음은 물론이다.
먼저 제어부(300)는 영상 변류기(200)로부터 입력되는 영상 전류를 검출할 수 있다(S400). 예를 들어 제어부(300)는 상기 감도 선택 회로(320)로부터 입력되는 전압 신호가 있는지 여부에 근거하여 상기 영상 전류가 있는지 여부를 검출할 수 있다.
한편 제어부(300)는 상기 영상 전류를 검출한 결과 영상 변류기(200)에서 영상 전류가 발생하였는지 여부를 판단할 수 있다(S402). 그리고 S402 단계의 판단 결과 영상 변류기(200)로부터 영상 전류가 발생하지 않은 경우라면 다시 S400 단계로 진행하여 영상 전류를 검출하는 상태를 유지할 수 있다.
반면 S402 단계의 판단 결과 영상 변류기(200)로부터 영상 전류가 발생한 경우라면, 발생된 영상 전류의 전류값이 기 설정된 설정값 미만인지 여부를 판단할 수 있다(S404).
그러나 상기 S404 단계의 판단 결과 발생된 영상 전류의 전류값이 기 설정된 설정값 미만인 경우라면, 상기 영상 전류가 누전으로 인해 발생한 것으로 판단할 수 있다(S414). 그러면 제어부(300)는 트립 제어 신호를 출력할 수 있다. 그러면 스위칭 소자(310)가 턴 온되고, 트립 코일부(311) 및 개폐부(312)가 트립 동작을 수행하여, 단상 부하에 전력을 공급하는 전로들과 상기 단상 부하와의 접점이 트립될 수 있다(S412).
여기서 상기 영상 전류의 전류값은 상기 감도 선택 회로(320)로부터 입력되는 전압 신호에 따라 결정될 수 있다. 이 경우 제어부(300)는 상기 설정값에 대응하는 전류값에 대해, 현재 감도 선택 회로(320)에서 고정 접속 저항과 현재 선택된 선택 접속 저항에 따른 전압값을 산출하고, 상기 입력되는 전압 신호의 전압과 상기 산출된 전압값의 크기를 비교함으로써, 영상 변류기(200)에서 발생된 영상 전류의 전류값이 기 설정된 설정값 이상인지 여부를 판단할 수 있다.
여기서 상기 산출된 전압값은 상기 감도 선택 회로(320)에 현재 설정된 누전 발생을 검출하기 위한 기준값보다 큰 값일 수 있다. 이러한 경우 제어부(300)는 감도 선택 회로(320)로부터 입력되는 전압 신호의 전압값이 상기 기준값보다 크고, 상기 산출된 전압값보다 작은 경우에 누전이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
반면, 감도 선택 회로(320)로부터 입력되는 전압 신호의 전압값이 상기 기준값보다 작은 경우에는 누전이 발생한 것으로 판단하지 않을 수 있으며, 이 경우에는 다시 S400 단계로 진행하여 영상 전류를 검출하는 상태를 유지할 수 있다.
그러나 상기 S404 단계의 판단 결과 발생된 영상 전류의 전류값이 기 설정된 설정값 이상인 경우라면, 상기 영상 전류가 지락으로 인해 발생한 것으로 판단할 수 있다(S406). 일 예로 제어부(300)는 상기 감도 선택 회로(320)로부터 입력되는 전압 신호의 전압값이 상기 산출된 전압값 이상인 경우에는 지락이 발생한 것으로 판단할 수 있다.
한편 지락으로 인해 영상 전류가 발생한 것으로 판단된 경우, 제어부(300)는 단상 부하에 연결된 각 전로들의 전압을 감지할 수 있다(S408). 그리고 상기 S408 단계의 감지 결과, 단상 부하에 현재 연결된 전로들 중 기 설정된 수준 이상의 전압 강하가 발생한 전로가 있는지 여부를 판단할 수 있다(S410). 그리고 S410 단계의 판단 결과, 현재 단상 부하에 연결된 전로들 중 기 설정된 수준 이상의 전압 강하가 발생한 전로가 있는 경우라면, 제어부(300)는 S412 단계로 진행하여 트립 제어 신호를 출력할 수 있다. 그러면 스위칭 소자(310)가 턴 온되고, 트립 코일부(311) 및 개폐부(312)가 트립 동작을 수행하여, 단상 부하에 전력을 공급하는 전로들과 상기 단상 부하와의 접점이 트립될 수 있다.
한편 상기 S412 단계는 상기 트립 신호에 의해 전로들과 상기 단상 부하와의 접점이 트립되는 것을 소정 시간 지연하는 과정을 더 포함할 수 있다. 따라서 상기 누전이 검출된 경우 또는, 상기 영상 변류기(200)로부터 영상 전류가 검출(S402 단계)되고, 기 설정된 수준 이상의 전압 강하가 발생한 전로가 검출(S410 단계)되는 두 가지의 조건이 모두 만족되는 경우에, 제어부(300)는 소정 시간 지연 후 트립 제어 신호를 출력할 수 있다. 이에 따라 누전이 검출 또는 상기 S402 단계와 S410 단계의 두 조건이 모두 충족된 시점으로부터 소정 시간이 경과된 이후에 단상 부하가, 전로들로부터 차단될 수 있다.
반면 상기 S410 단계의 판단 결과, 현재 단상 부하에 연결된 전로들 중 기 설정된 수준 이상의 전압 강하가 발생한 전로가 없는 경우라면, 제어부(300)는 다시 S400 단계로 진행하여 영상 전류를 검출하는 상태를 유지할 수 있다. 따라서 비록 지락이 발생하는 경우라도, 현재 단상 부하에 전력을 공급하는 전로들에서 지락이 발생되지 않은 경우라면, 제어부(300)는 트립 제어를 수행하지 않을 수 있다. 이에 따라 본 발명의 실시 예에 따른 누전 차단기는 지락이 발생하지 않은 전로로부터 전력을 공급받는 단상 부하들에 대해서는 전로로부터 전력을 공급받는 상태를 그대로 유지할 수 있다.
한편 상술한 설명에서는 각각의 단상 부하 마다 누전 차단기가 연결되고, 각 누전 차단기에 구비된 제어부에 의해 각각의 누전 차단기가 개별적으로 제어되는 예를 설명하였다. 그러나 이와는 달리, 각각의 단상 부하에 형성된 누전 차단기들이 하나의 제어부에 의해 통합적으로 제어될 수도 있음은 물론이다. 이러한 경우 각각의 누전 차단기와 제어부는 근접 통신 또는 근거리 통신과 같은 IOT(Internet Of Thing) 방식으로 연결될 수 있다. 또한 상기 통합 제어부에 의해 제어되는 각각의 누전 차단기들은 제어부를 포함하지 않고, 전로와 단상 부하를 트립시킬 수 있는 차단부와 상기 단상 부하에 전력을 공급하는 각 전로의 전압을 감지할 수 있는 전압 감지부를 포함하는 최소의 구성만을 가질 수도 있음은 물론이다.
이하 이처럼 복수의 누전 차단기가 하나의 제어부에 의해 통합적으로 제어되는 누전 차단 시스템을, 상기 제1 실시 예와 구분하기 위하여 본 발명의 제2 실시 예라고 칭하기로 한다. 그리고 상기 제2 실시 예에 따라 복수의 누전 차단기를 제어하는 제어부를, 제1 실시 예의 제어부와 구분하기 위하여 시스템 제어부라고 칭하기로 한다. 그리고 이하의 설명에서는 트립 제어를 제어하는 제어부를 포함하지 않는 상기 제2 실시 예의 누전 차단기를 트립부라고 칭하여, 상기 제1 실시 예의 누전 차단기와 구분하기로 한다.
도 5는 이러한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 누전 차단기 시스템을 설명하기 위한 블록도이다.
도 5를 참조하여 살펴보면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 누전 차단기 시스템은, R상, S상, 및 T상의 교류 전력을 공급하는 3상의 전로들에 형성된 영상 변류기(510)에 연결된 시스템 제어부(500)와, 상기 3상의 전로들 중 적어도 두 개의 전로들로부터 전력을 공급받는 적어도 하나의 단상 부하(541, 542, 543) 및, 각각의 단상 부하와 각 단상 부하에 전력을 공급하는 전로들 사이에 형성되며, 트립 제어 신호에 따라 단상 부하와 상기 단상 부하에 전력을 공급하는 전로들 사이의 접점을 트립시키는 적어도 하나의 트립부(551, 552, 553)를 포함할 수 있다.
여기서 상기 시스템 제어부(300)는 상기 영상 변류기(510)로부터 영상 전류의 발생을 검출하고, 발생한 영상 전류의 크기에 근거하여 누전 발생 또는 지락의 발생을 판단할 수 있다. 그리고 지락이 발생한 경우 각 트립부들(551, 552, 553)로부터 전압 감지 결과를 수신하고, 수신된 전압 감지 결과에 따라 지락이 발생한 전로에 대응하는 트립부에 트립 제어 신호를 전송할 수 있다. 반면 누락이 발생한 경우라면 각 트립부들(551, 552, 553) 모두에 트립 제어 신호를 전송할 수 있다.
그리고 각 트립부들(551, 552, 553)은 상기 시스템 제어부(500)의 요청이 있는 경우 단상 부하에 전력을 공급하는 각 전로의 전압을 감지한 결과를 시스템 제어부(500)로 전송하고, 상기 시스템 제어부(500)로부터 수신되는 트립 제어 신호에 따라 트립 동작을 수행하도록 형성될 수 있다.
이를 위해 상기 트립부들(551, 552, 553)은 상기 시스템 제어부(500)와 연결을 수행할 수 있는 통신부(도시되지 않음)를 구비할 수 있다. 그리고 단상 부하에 전력을 공급하는 전로들 각각으로부터 전압을 감지하는 전압 감지부(521, 522, 523) 및, 단상 부하와 상기 단상 부하에 전력을 공급하는 전로들 사이의 접점을 트립시키는 차단부(531, 532, 533)를 구비할 수 있다.
여기서 차단부는 스위칭 소자와 트립 코일부, 그리고 정전원 회로 및 개폐부를 포함할 수 있다. 또한 상기 시스템 제어부(500)로부터 트립 신호가 수신되는 경우, 스위칭 소자의 턴 온을 지연할 수 있는 시간 지연 회로를 포함할 수 있다.
또한 통신부는 블루투스(Bluetooth™), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(Infrared Data Association; IrDA)과 같은 적어도 하나의 근거리 통신 모듈을 포함할 수 있다.
각 트립부들(551, 552, 553)은 상기 통신부를 통해 시스템 제어부(500)와 연결될 수 있다. 따라서 각 전압 감지부들(521, 522, 523)은 단상 부하에 연결된 전로들 각각으로부터 감지된 전압 감지 결과를 시스템 제어부(500)에 전송할 수 있다. 그리고 통신부는 상기 시스템 제어부(500)로부터 트립 제어 신호를 수신하고, 수신된 트립 제어 신호를 각 차단부들(531, 532, 533)에 입력할 수 있다. 그러면 트립 제어 신호를 입력받은 차단부는 단상 부하와 상기 단상 부하에 전력을 공급하는 전로들 사이의 접점을 트립 할 수 있다.
도 6은, 도 5에서 도시된 누전 차단기 시스템에서, 시스템 제어부의 동작 과정을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하여 살펴보면, 시스템 제어부(500)는 먼저 영상 변류기(510)로부터 영상 전류를 검출할 수 있다(S600). 예를 들어 시스템 제어부(500)는 감도 선택 회로를 구비할 수 있으며, 상기 감도 선택 회로를 통해 전압 신호로 변환된 영상 전류가 입력되는지 여부에 따라, 영상 전류가 있는지 여부를 판단할 수 있다(S602). 그러나 S602 단계의 판단 결과 영상 전류가 검출되지 않는 경우라면 시스템 제어부(500)는 다시 S600 단계로 진행하여 영상 변류기로부터 영상 전류를 검출하는 상태를 유지할 수 있다.
한편 상기 S602 단계의 판단 결과, 영상 전류가 검출된 경우라면, 시스템 제어부(500)는 검출된 영상 전류의 크기에 근거하여 상기 영상 전류가 누전에 의해 발생한 것인지 또는 지락에 의해 발생한 것인지 여부를 판단할 수 있다(S604). 예를 들어 시스템 제어부(500)는 발생된 영상 전류의 크기가 기 설정된 설정값 이상인 경우에, 상기 영상 전류가 지락에 의해 발생한 것으로 판단할 수 있다. 반면 발생된 영상 전류의 크기가 기 설정된 설정값 미만인 경우라면, 상기 영상 전류가 누전에 의해 발생한 것으로 판단할 수 있다.
일 예로 상기 영상 전류의 크기는 상기 감도 선택 회로를 통해 입력되는 전압값에 따라 결정될 수 있다. 이러한 경우 시스템 제어부(500)는 감도 선택 회로에서, 현재 선택된 선택 접속 저항과 고정 접속 저항 및 상기 설정값(기 설정된 전류값)에 따른 전압값을 산출하고, 산출된 전압값과 상기 감도 선택 회로를 통해 영상 전류로부터 변환된 전압 신호의 전압값을 비교하여, 상기 영상 전류가 누전에 의해 발생한 것인지 또는 지락에 의해 발생한 것인지 여부를 판단할 수 있다.
한편 상기 S604 단계의 판단 결과, 영상 전류가 누전에 의해 발생한 경우라면, 시스템 제어부(500)는 트립부들(551, 552, 553) 모두에 트립 제어 신호를 전송할 수 있다(S612). 그러면 트립부들(551, 552, 553) 각각의 차단부들(531, 532, 533)은 수신된 트립 제어 신호에 따라 트립 동작을 수행하여 각 단상 부하와 전로들 사이의 접점을 트립할 수 있다.
한편 상기 S604 단계의 판단 결과, 영상 전류가 지락에 의해 발생한 경우라면, 시스템 제어부(500)는 각 트립부들(551, 552, 553)의 전압 감지부들(521, 522, 523)로부터 전압을 감지한 결과들을 수신할 수 있다(S606). 그리고 수신된 전압 감지 결과들로부터 기 설정된 수준 이상의 전압 강하가 감지된 전압 감지부를 검출할 수 있다(S608). 그리고 검출된 전압 감지부에 대응하는 적어도 하나의 트립부에 트립 제어 신호를 전송할 수 있다(S610). 이에 따라 트립부들(551, 552, 553) 중 일부에 대해 트립 제어 신호가 전송될 수 있으며, 상기 트립부들(551, 552, 553) 중 트립 제어 신호를 수신한 일부만이 트립 동작을 수행할 수 있다.
일 예로 상기 3상의 전로들 중, S상의 전로에서 지락이 발생하는 경우, 시스템 제어부(500)는 상기 지락에 따른 전류 변화를 영상 변류기(510)로부터 감지할 수 있다. 그러면 시스템 제어부(500)는 S상, T상 전로로부터 전력을 공급받는 ST 부하(541)의 제1 트립부(551), R상, T상 전로로부터 전력을 공급받는 RT 부하(542)의 제2 트립부(552), 및 R상, S상 전로로부터 전력을 공급받는 RS 부하(543)의 제3 트립부(553)의 전압 감지부들(521, 522, 523)로부터 각 전로의 전압을 감지한 결과를 수신할 수 있다.
따라서 상술한 예와 같이 S상 전로에 지락이 발생하는 경우라면, 시스템 제어부(500)는 상기 전압 감지 결과로부터, S상 전로의 전압을 감지한 제1 전압 감지부(521)와 제3 전압 감지부(523)를 검출할 수 있다. 그리고 시스템 제어부(500)는 제1 전압 감지부(521)와 제3 전압 감지부(523)에 대응하는 제1 트립부(551)과 제3 트립부(553)에 각각 트립 제어 신호를 전송할 수 있다. 그러므로 제1 차단부(531) 및 제3 차단부(533)의 트립 동작에 따라 ST 부하(541) 및 RS 부하(543)는 전력 공급이 차단될 수 있다. 그러나 S상 전로로부터 전력을 공급받지 않는 RT 부하(542)는 전력이 공급되는 상태가 그대로 유지될 수 있다.
전술한 본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다.
또한, 상기 컴퓨터는 상기 제어부를 포함할 수도 있다. 따라서 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.
200 : 영상 변류기
211 : 제1 누전 차단기 221 : 제1 전압 감지부
212 : 제2 누전 차단기 222 : 제2 전압 감지부
213 : 제3 누전 차단기 223 : 제3 전압 감지부
231 : ST 부하 232 : RT 부하
233 : RS 부하

Claims (15)

  1. 3상의 전로 중 2개의 전로에 연결된 단상 부하와 상기 3상 전로 사이에 형성된 누전 차단기에 있어서,
    상기 3상의 전로에 형성된 영상 변류기에서 발생한 영상전류를 검출하는 영상전류 검출부;
    상기 2개의 전로 각각으로부터 전압을 감지하는 전압 감지부;
    트립(trip) 신호가 입력되면, 상기 2개의 전로와 상기 단상 부하 사이의 접점을 트립시키는 트립부; 및,
    상기 영상전류 검출부에서 영상전류가 검출되면, 상기 전압 감지부의 전압 감지 결과에 근거하여 상기 2개의 전로 중 전압이 기 설정된 수준 이상 강하된 전로를 검출하고, 기 설정된 수준 이상 전압이 강하된 전로가 있는 경우 상기 트립 신호를 상기 트립부로 출력하여, 상기 2개의 전로와 상기 단상 부하 사이의 접점을 트립시키는 제어부를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 전압이 기 설정된 수준 이상 강하된 전로가 검출되면, 소정 시간이 지연된 후에 상기 트립 신호를 상기 트립부로 출력하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 검출된 영상전류가 기 설정된 설정값 이상인지 여부에 근거하여 상기 전압 감지 결과에 따라 상기 기 설정된 수준 이상 전압이 강하된 전로를 검출하고, 전로 검출 결과에 따라 상기 트립 신호를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 검출된 영상전류가, 기 설정된 특정 전류값인 설정값 미만인 경우, 상기 검출된 영상전류가 누전에 의한 것인지 여부를 판단하고, 상기 영상전류가 누전에 의해 발생한 경우 상기 전로 검출 결과와 상관없이 상기 트립 신호를 생성하여 출력하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 영상전류 검출부는,
    고정 접속 저항과 복수의 선택 접속 저항 및, 선택 스위치를 포함하며, 상기 영상 변류기로부터 입력되는 영상전류를, 상기 선택 스위치에 의해 선택되는 어느 하나의 선택 접속 저항과 상기 고정 접속 저항의 합성 저항에 의해 결정되는 저항값에 근거하여 전압 신호로 변환하는 감도 선택 회로를 포함하며,
    상기 제어부는,
    상기 합성 저항에 따라 결정되는 특정 전압값인 기준값과, 상기 변환된 전압 신호의 전압값을 비교하여 상기 영상전류가 누전에 의해 발생한 것인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제어부는,
    상기 합성 저항에 따라 상기 설정값에 대응하는 전압값을 산출하고, 상기 감도 선택 회로에서 변환된 전압 신호의 전압값과, 상기 설정값에 대응하는 전압값을 비교한 결과에 근거하여, 상기 검출된 영상전류가 상기 설정값 미만인지 여부를 판단하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기.
  6. 3상의 전로 중 2개의 전로에 연결된 단상 부하와 상기 3상 전로 사이에 형성된 누전 차단기의 제어 방법에 있어서,
    상기 3상의 전로에 형성된 영상 변류기에서 발생한 영상전류를 검출하는 제1 단계;
    검출된 영상전류가 기 설정된 설정값 이상인지 여부에 따라 누전 발생 또는 지락 발생 여부를 검출하는 제2 단계;
    상기 제2 단계의 검출 결과 지락이 발생한 경우, 상기 2개의 전로 각각의 전압을 감지하는 제3 단계;
    상기 제3 단계의 전압 감지 결과에 근거하여, 기 설정된 수준 이상의 전압 강하가 발생한 전로가 있는지를 검출하는 제4 단계; 및,
    상기 제4 단계의 검출 결과에 근거하여, 상기 2개의 전로와 상기 단상 부하 사이의 접점을 트립(trip)시키는 제5 단계를 포함하며,
    상기 제5 단계는,
    상기 제4 단계의 검출 결과, 기 설정된 수준 이상 전압이 강하된 전로가 있는 경우, 상기 트립을 소정 시간 지연시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기의 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제2 단계는,
    상기 제2 단계의 검출 결과 누전이 발생한 경우, 상기 2개의 전로와 상기 단상 부하 사이의 접점을 트립(trip)시키는 제2-1 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기의 제어 방법.
  8. 삭제
  9. 제6항에 있어서, 상기 제2 단계는,
    상기 검출된 영상전류의 크기가, 기 설정된 설정값 이상인 경우 상기 영상전류가 지락으로 인해 발생한 것으로 판단하고,
    상기 검출된 영상전류의 크기가 기 설정된 설정값 미만인 경우, 누전 발생 여부를 판단하기 위한 기 설정된 기준값과 상기 검출된 영상전류의 크기에 따른 전압 신호의 전압값을 비교하여 누전이 발생하였는지 여부를 판단하는 단계임을 특징으로 하는 누전 차단기의 제어 방법.
  10. 3상의 전로들 중 2개의 전로로부터 전력을 공급받는 적어도 하나의 단상 부하;
    각 단상 부하와 상기 단상 부하에 전력을 공급하는 2개의 전로 사이에 형성되며, 트립 제어 신호가 수신되는 경우 상기 2개의 전로와 상기 단상 부하 사이의 접점을 트립하는 적어도 하나의 트립부; 및,
    상기 3상의 전로들에 형성된 영상 변류기와 연결되며, 상기 영상 변류기로부터 영상전류가 검출되는 경우 상기 적어도 하나의 트립부로부터 각 단상 부하에 연결된 전로들의 전압을 감지한 결과를 수신하고, 수신된 전압 감지 결과에 근거하여 상기 적어도 하나의 트립부 중 일부에 상기 트립 제어 신호를 전송하는 시스템 제어부를 포함하며,
    상기 트립부는,
    상기 트립 제어 신호가 수신될 때 상기 2개의 전로와 상기 단상 부하 사이의 접점의 트립을, 소정 시간 지연하기 위한 시간 지연부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 트립부는,
    상기 시스템 제어부와 통신 연결을 수행하는 통신부;
    단상 부하에 전력을 공급하는 2개의 전로 각각의 전압을 감지하는 전압 감지부; 및,
    상기 트립 제어 신호가 수신되는 경우 상기 단상 부하에 전력을 공급하는 2개의 전로와 상기 단상 부하 사이의 접점을 트립하는 차단부;를 포함하며,
    상기 통신부는,
    상기 전압 감지부의 전압 감지 결과를 상기 시스템 제어부에 전송하고, 상기 시스템 제어부로부터 트립 제어 신호가 수신되면 수신된 트립 제어 신호를 차단부에 입력하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 상기 시스템 제어부는,
    상기 검출된 영상전류의 크기와 기 설정된 설정값을 비교하여, 상기 검출된 영상 전류의 크기가 상기 설정값 이상인 경우, 각 트립부로부터 수신된 전압 감지 결과들로부터 기 설정된 수준 이상 강하된 전압을 감지한 전압 감지부를 검출하며, 검출된 전압 감지부에 대응하는 트립부에 트립 제어 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기 시스템.
  13. 제10항에 있어서, 상기 시스템 제어부는,
    상기 검출된 영상전류의 크기와 기 설정된 설정값을 비교하여, 상기 검출된 영상 전류의 크기가 상기 설정값 미만인 경우, 누전 발생 여부를 판단하기 위한 기준값에 근거하여 상기 영상 전류가 누전으로 인해 발생한 것인지 여부를 판단하며, 상기 영상 전류가 누전으로 인해 발생한 경우 상기 적어도 하나의 트립부 모두에 트립 제어 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기 시스템.
  14. 제10항에 있어서, 상기 시스템 제어부는,
    상기 영상 변류기로부터 영상 전류가 검출되는 경우에, 상기 적어도 하나의 트립부에 각각 전압 감지 결과를 요청하고, 요청에 대한 응답으로 전압 감지 결과를 수신하는 것을 특징으로 하는 누전 차단기 시스템.
  15. 삭제
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