KR102284521B1

KR102284521B1 - 휴대형 아크 펄스 탐지 장치 및 그에 고주파 펄스를 인가하기 위한 펄스 발신기

Info

Publication number: KR102284521B1
Application number: KR1020210085323A
Authority: KR
Inventors: 박재현
Original assignee: 상도일렉트릭 주식회사
Priority date: 2021-06-30
Filing date: 2021-06-30
Publication date: 2021-08-02

Abstract

본 발명의 목적은 접촉 불량으로 인한 아크 발생시 아크 펄스를 탐지할 수 있고, 사용자가 휴대하여 이동하면서 아크 펄스를 탐지함으로써 아크 펄스의 발생 위치 및 회선을 정확하게 찾아낼 수 있는 휴대형 아크 펄스 탐지 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 휴대형 아크 펄스 탐지 장치는, 아크 전압 펄스 신호를 수신하기 위한 로드 안테나와 접속되는 로드 안테나 커넥터; 아크 전류 펄스 신호를 수신하기 위한 전자 유도 코일; 상기 로드 안테나 커넥터와 상기 전자 유도 코일 중 하나를 선택하여 회로적으로 연결하도록 구성된 선택 스위치; 상기 로드 안테나 커넥터 또는 상기 전자 유도 코일과 병렬연결되고, 입력되는 고주파 펄스를 통과시키도록 구성된 고역통과필터; 상기 고역통과필터를 통과하는 고주파 펄스에 제어되는 제1 트랜지스터와 상기 제1 트랜지스터의 베이스-에미터 전압을 조절하는 가변저항을 포함하는 감도조절증폭부; 상기 제1 트랜지스터의 출력을 입력받아, 소정의 시정수 동안 단안정신호의 부저동작전압을 출력하는 부저동작전압생성부; 및 상기 부저동작전압생성부의 출력단자와 접지단자 사이에 배치되고, 부저동작전압을 이용하여 경보하거나 발광하도록 구성된 펄스발생표시부를 포함한다.

Description

휴대형 아크 펄스 탐지 장치 및 그에 고주파 펄스를 인가하기 위한 펄스 발신기{POTABLE ARC PULSE MONITORING DEVICE AND PULSE TRANSMITTER TO APPLY HIGH FREQUENCY PULSES TO IT}

본 발명은 휴대형 아크 펄스 탐지 장치 및 그에 고주파 펄스를 인가하기 위한 펄스 발신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 접촉 불량에 의해 아크 펄스가 발생하는 회선 및 위치를 탐지할 수 있는 휴대형 아크 펄스 탐지 장치와, 휴대형 아크 펄스 탐지 장치에 고주파 펄스를 인가하기 위한 펄스 발신기에 관한 것이다.

전체 화재발생의 약 30%가 전기화재이며, 그 중 60% 이상이 배선계통의 이상으로 인해 발생하는데, 배선계통의 이상으로 인한 화재 중 대다수가 접촉불량으로 인한 과열, 아크 또는 선간 절연불량으로 인한 트래킹/아크 사고이다.

이와 같은 배선계통의 사고는 일반적으로 예방점검이 불가능하다는 문제점이 있으며, 특히 선간 절연물이 오염되거나 탄화되어 발생하는 절연불량은 일종의 부하전류이므로 기존의 차단기로는 차단할 수 없음은 물론이고, 절연측정기로 점검하는 것도 비현실적이다.

이러한 선간 절연불량, 즉, 선간 누전의 경우, 미세한 전류의 아크방전이기 때문에 밝은 곳에서는 육안으로 보이지 않고, 어두운 경우에만 미세한 실과 같은 아크방전이 지속되며, 아크열에 의하여 절연물이 탄화되면 부도체가 도체로 변한다.

또한 아크방전의 특성상 전류가 잘 흐를 수 있는 궤도를 따라 방전이 이루어지는 때문에 트래킹 아크라고도 한다. 즉, 낙뢰시 낙뢰아크의 모양이 나뭇가지 모양으로 구불구불한 형상과 유사하다. 이러한 트래킹 아크 초기의 경우 아크전류가 너무 작아 일반적인 아크검출 기술로는 감지할 수 없는데, 일반적인 아크차단기는 부하측으로 흐르는 전류파형의 형상 및 방전 시 발생하는 왜파(歪波)전류의 크기 및 전압의 상승, 하강 각도에 기준하여 아크전류인지 정상적인 부하전류인지 구분하는데, 아크전류가 작은 경우 전력에 포함된 노이즈와 구분할 수 없어서 미세한 전류인 트래킹 아크를 탐지하기는 불가능하다.

특허등록 10-1244877호 아크 펄스 타이밍을 이용한 아크 결함 검출 장치 특허등록 10-1535950호 펄스 카운트를 이용한 접촉 불량 검출 장치 특허등록 10-2026452호 전력설비의 아크 발생 위치 검출 장치 특허등록 10-2164483호 감쇠 진동을 이용한 아크 감지 회로

본 발명의 목적은 접촉 불량으로 인한 아크 발생시 아크 펄스를 탐지할 수 있는 휴대형 아크 펄스 탐지 장치 및 그에 고주파 펄스를 인가하기 위한 펄스 발신기를 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 사용자가 휴대하여 이동하면서 아크 펄스를 탐지함으로써 아크 펄스의 발생 위치 및 회선을 정확하게 찾아낼 수 있는 휴대형 아크 펄스 탐지 장치를 제공한다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 옥내 배전반에 설치되는 차단기와 병렬연결되고, 차단기를 개방한 상태에서 접촉 불량(절연 불량)이면 펄스를 발신하고, 접촉 양호(절연 양호)면 펄스를 발신하지 않음으로써 휴대형 아크 펄스 탐지 장치가 접촉 불량 회선 및 위치를 신속하게 탐지할 수 있는 펄스 발신기를 제공한다.

본 발명에 따른 휴대형 아크 펄스 탐지 장치는, 아크 전압 펄스 신호를 수신하기 위한 로드 안테나와 접속되는 로드 안테나 커넥터; 아크 전류 펄스 신호를 수신하기 위한 전자 유도 코일; 상기 로드 안테나 커넥터와 상기 전자 유도 코일 중 하나를 선택하여 회로적으로 연결하도록 구성된 선택 스위치; 상기 로드 안테나 커넥터 또는 상기 전자 유도 코일과 병렬연결되고, 입력되는 고주파 펄스를 통과시키도록 구성된 고역통과필터; 상기 고역통과필터를 통과하는 고주파 펄스에 제어되는 제1 트랜지스터와 상기 제1 트랜지스터의 베이스-에미터 전압을 조절하는 가변저항을 포함하는 감도조절증폭부; 상기 제1 트랜지스터의 출력을 입력받아, 소정의 시정수 동안 단안정신호의 부저동작전압을 출력하는 부저동작전압생성부; 및 상기 부저동작전압생성부의 출력단자와 접지단자 사이에 배치되고, 부저동작전압을 이용하여 경보하거나 발광하도록 구성된 펄스발생표시부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 부저동작전압생성부와 병렬연결되는 직렬의 전원 스위치 및 배터리; 및 상기 전원 스위치와의 사이에 상기 배터리와 병렬연결되는 LED 1을 포함하는 전원표시부를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1 트랜지스터의 베이스단자와 에미터단자에 역병렬로 결합되는 제1 다이오드를 포함하는 역전압방지부를 더 포함한다.

또한, 본 발명에 따르면, 휴대형 아크 펄스 탐지 장치에 고주파 펄스를 인가하기 위하여 차단기의 입력과 제1 및 제2 터미널이 연결되고, 상기 차단기의 출력과 제3 터미널이 연결되는 펄스 발신기에 있어서, 상기 제1 및 제2 터미널에 병렬연결되어 인가되는 교류전압을 소정의 정전압으로 변환하는 정전압부; 상기 정전압부와 병렬연결되고, 상기 정전압부의 출력전압을 반파정류 및 배전압하여 출력하는 배전압반파정류부; 상기 배전압반파정류부와 병렬연결되고, 상기 제3 터미널과 제2 터미널 사이의 측정전압과 상기 제1 및 제2 터미널 사이의 기준전압을 비교하여 발진제어신호를 출력하는 발진제어신호생성부; 상기 제3 및 제2 터미널 사이에 배치되고, 상기 발진제어신호생성부로부터 출력되는 발진제어신호에 제어되어 발진구동신호를 출력하는 발진구동부; 및 상기 배전압반파정류부와 병렬연결되고, 상기 발진구동부로부터 출력되는 발진구동신호에 제어되어 펄스를 생성하도록 구성된 펄스생성부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 제1 터미널과 상기 발진제어신호생성부의 출력단자 사이에 순방향으로 배치되는 절연불량표시 LED; 및 상기 발진제어신호생성부의 출력단자와 상기 제2 터미널 사이에 순방향으로 배치되는 절연양호표시 LED를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 발진제어신호생성부가 상기 제3 터미널에 접속된 회선의 절연상태와 무펄스를 생성할 수 있도록 구성된 자기유지신호생성부를 더 포함한다.

본 발명의 휴대형 아크 펄스 탐지 장치에 따르면, 접촉 불량으로 인한 아크 발생시 아크 펄스를 탐지할 수 있고, 사용자가 휴대하여 이동하면서 아크 펄스를 탐지함으로써 아크 펄스의 발생 위치 및 회선을 정확하게 찾아낼 수 있는 유리한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따르면, 옥내 배전반에 설치되는 차단기와 펄스 발신기를 병렬연결하고, 차단기를 개방한 상태에서 접촉 불량(절연 불량)이면 펄스 발신기가 펄스를 발신하고, 접촉 양호(절연 양호)면 펄스 발신기가 펄스를 발신하지 않음으로써 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 아크 펄스 탐지 장치가 접촉 불량 회선 및 위치를 신속하게 탐지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 아크 펄스 탐지 장치 회로도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차단기와 펄스 발신기의 결합도, 및
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 펄스 발신기의 구체 회로도이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 휴대형 아크 펄스 탐지 장치에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 아크 펄스 탐지 장치 회로도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 아크 펄스 탐지 장치는, 로드 안테나 커넥터(110), 저주파차단부(115), 전자 유도 코일(120, L2), 선택 스위치(125, SWsel), 고역통과필터(130), 감도조절증폭부(135), 역전압방지부(140), 부저동작전압생성부(145), 부저(150), 전원표시부(155), 전원 스위치(160), 및 배터리(165)를 포함한다.

로드 안테나 커넥터(110)는 펄스 신호를 수신하기 위한 안테나와 접속하는 커넥터로, 펄스 전압을 감지하는 정전 유도형 로드 안테나와 접속될 수 있다.

저주파차단부(115)는 안테나 커넥터(110)와 직렬연결되는 캐패시터 1(C1)로 구성되며, 로드 안테나에 접속되는 전기회로를 점검하는 경우, 전력선에 흐르는 저주파 전류를 차단하고 고주파 펄스만을 결합함으로써 감전사고를 방지하는 저주파 절연 캐패시터이다.

전자 유도 코일(120, L2)은 전자 유도를 통해 전력선 주변의 펄스 전류를 감지한다.

선택 스위치(125, SWsel)의 선택에 따라 로드 안테나 커넥터(110)와 코일 안테나(120) 중 어느 하나가 활성화되는데, 선택 스위치(125, SWsel)가 MI로 선택되면 로드 안테나 커넥터(110)는 접지에 연결되므로 로드 안테나 기능은 상실되는 한편, 선택 스위치(125, SWsel)가 EI로 선택되면 전자 유도 코일(120)은 단락되어 기능을 상실하고 로드 안테나 기능이 활성화된다.

고역통과필터(130)는 저주파차단부(115) 후단에 병렬결합되는 코일(L1), 및 캐패시터 3(C3)을 포함하고, 안테나를 통해 입력되는 고주파 펄스를 통과시킨다.

감도조절증폭부(135)는 고역통과필터(130)를 통과하는 고주파 펄스에 제어되는 트랜지스터 1(TR1), 및 트랜지스터 1(TR1)의 컬렉터단자와 에미터단자 사이에 배치되고, 가변단자가 베이스단자에 결합되어 베이스-에미터 전압(VBE)을 조절하는 가변저항 1(VR1)을 포함한다. 즉, 가변저항 1(VR1)을 조절하여 베이스-에미터 전압(VBE)을 높여줌으로써 트랜지스터 1(TR1)의 스위칭을 쉽게 하여 감도를 올릴 수 있다. 저항 2(R2)는 배터리전압(VBAT)을 트랜지스터 1(TR1)의 컬렉터단자에 인가하기 위한 결합저항이고, 저항 3(R3)은 트랜지스터 1(TR1)의 컬렉터단자와 가변저항 1(VR1) 사이를 연결하는 저항이다.

역전압방지부(140)는 트랜지스터 1(TR1)의 베이스단자와 에미터단자에 역병렬로 결합되는 다이오드 1(D1)로 구성되고, 트랜지스터 1(TR1)에 역전압이 인가되는 것을 방지한다.

부저동작전압생성부(145)는 트랜지스터 1(TR1)의 컬렉터단자 출력을 입력단자(IN)에 입력받고, 노드 5(N5)의 캐패시터 4 전압(Vc4)을 DIS단자에 연결하여 소정의 시정수(T=R5*C4) 동안 단안정신호의 부저동작전압을 출력단자(OUT)로 출력하는 타이머 IC(146)를 포함한다. 구체적으로, 트랜지스터 1(TR1)의 컬렉터단자 출력이 "L"레벨 상태로 천이하면, 노드 2(N2)의 전압이 0V에서 시작하여 출력단자(OUT)의 출력이 "H"레벨 상태로 천이함과 동시에 DIS단자가 개방상태로 된다. DIS단자를 통해 항상 방전하고 있던 캐패시터 4(C4)는 저항 5(R5)를 통해 충전되고, 노드 5(N5)의 캐패시터 4(C4) 전압이 소정 레벨에 도달하면 출력단자(OUT)의 출력은 "L"레벨 상태로 천이하고, 노드 5(N5)의 캐패시터 4(C4) 전압이 방전한다.

즉, 로드 안테나 커넥터(110)를 통해 수신되는 고주파 펄스에 의해 트랜지스터 1(TR1)이 턴온될 때마다, 트랜지스터 1(TR1)의 컬렉터단자 출력이 "L"레벨 상태로 천이하고, 이때마다 타이머 IC(146)는 소정 시정수(T=R5*C4)에 대응하는 기간 동안 "H"레벨의 부저동작전압을 출력한다. 결과적으로, 로드 안테나 커넥터(110)를 통해 고주파의 아크 펄스가 간헐적으로 수신되면, 부저동작전압생성부(145)는 이에 따라 반복적으로 "H"레벨의 부저동작전압을 출력한다.

부저(150)는 부저동작전압생성부(145)의 출력단자와 접지단자 사이에 배치되고, 부저동작전압생성부(145)로부터 "H"레벨의 부저동작전압이 출력될 때마다 경보음을 출력한다. 한편, 부저(150)와 병렬연결되는 캐패시터 5(C5)는 부저(150)에 인가되는 리플전류를 보상하여 부저(150)를 보호한다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 고주파 펄스의 발생을 알리기 위하여 부저 대신 적색 LED가 사용되거나 진동소자가 사용될 수 있다.

전원표시부(155)는 전원 스위치(160)를 사이에 두고 배터리(165)와 병렬연결되는 LED 1을 포함하고, 전원 스위치(160)가 닫히면 발광한다. 여기서, LED 1과 직렬연결되는 저항 6(R6)은 LED 1의 전류를 제한하고, LED 1 및 저항 6(R6)과 병렬연결되는 캐패시터 6(C6)은 LED 1에 대하여 소정 직류전압을 유지한다.

여기서, 도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 아크 펄스 탐지 장치는 도 3의 본 발명의 일실시예에 따른 펄스 발신기와 함께 사용될 때 그 효율성을 더욱 극대화할 수 있다. 즉, 옥내 배전반에 설치되는 차단기와 펄스 발신기를 병렬연결하고, 차단기를 개방한 상태에서 접촉 불량(절연 불량)이면 펄스 발신기가 펄스를 발신하고, 접촉 양호(절연 양호)면 펄스 발신기가 펄스를 발신하지 않음으로써 본 발명의 일실시예에 따른 휴대형 아크 펄스 탐지 장치가 접촉 불량 회선 및 위치를 신속하게 탐지할 수 있다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차단기와 펄스 발신기의 결합도로서, 차단기(200)에 펄스 발신기(300)가 병렬 연결된다. 즉, 차단기의 입력측(IN)에 펄스 발신기(300)의 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2)이 연결되고, 차단기의 출력측(OUT)에 펄스 발신기(300)의 제3 터미널(T3)이 연결된다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 펄스 발신기의 구체 회로도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 펄스 발신기는 정전압부(310), 배전압반파정류부(320), 발진제어신호생성부(330), 동작표시부(340), 발진구동부(350), 펄스생성부(360), 및 자기유지신호생성부(370)를 포함한다.

정전압부(310)는 차단기(200) 입력측에 연결되는 펄스 발신기(300)의 제1 터미널(T1) 및 제2 터미널(T2)에 병렬연결되는 직렬의 캐패시터 11(C11) 및 제너다이오드 1(ZD1)과, 제너다이오드 1(ZD1)에 병렬연결되는 다이오드 2(D2) 및 캐패시터 12(C12)를 포함한다. 제너다이오드 1(ZD1)은 소정 전압 이상이 인가되는 경우 접지측의 제2 터미널(T2)측으로 전류를 흘려보내 일정 전압을 유지한다.

배전압반파정류부(320)는 정전압부(310)와 병렬연결되고, 정전압부(310)의 출력전압을 반파 정류하는 다이오드 3(D3) 및 다이오드 4(D4) 그리고, 다이오드 3(D3) 및 다이오드 4(D4)와 병렬연결되어 입력되는 교류전압을 배전압하여 충방전하는 캐패시터 14(C14)를 포함한다. 즉, 인가되는 교류전압을 다이오드 3(D3)와 다이오드 4(D4)를 이용하여 정류하고, 캐패시터 14(C14)에 약 564V의 직류배전압이 충전 및 방전된다.

발진제어신호생성부(330)는 배전압반파정류부(320)와 병렬연결되고, 제3 터미널(T3)와 제2 터미널(T2) 사이에 접속된 가변저항 2(VR2), 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2) 사이의 노드 1(N1)과 제2 터미널(T2) 사이에 병렬연결된 저항 15(R15)와 저항 16(R16), 가변저항 2(VR2)에 인가되는 절연검출전압(Vdec)과 저항 15(R15)와 저항 16(R16)의 분압전압에 의한 형성되는 기준전압 1(Vref1)을 비교하여 발진제어신호를 출력하는 비교기 1(COMP1)을 포함한다. 즉, 제3 터미널(T3)에 접속된 회선의 절연상태에 따라 펄스 발생을 위한 발진제어신호를 생성하는바, 제3 터미널(T3)에 접속된 회선의 대지간 절연상태가 지정된 저항값(0.2

)보다 낮아 불량하면, 절연검출전압(Vdec)이 기준전압 1(Vref1)보다 낮아 비교기 1(COMP1)은 "L"레벨 상태로 천이하고, 제3 터미널(T3)에 접속된 회선의 대지간 절연상태가 양호하면 절연검출전압(Vdec)이 기준전압 1(Vref1)보다 높아 비교기 1(COMP1)은 "H"레벨 상태를 유지한다.

동작표시부(340)는 노드 1(N1)과 발진제어신호생성부(330) 내 비교기 1(COMP1)의 출력단자 사이에 순방향으로 배치되는 LED11과, 발진제어신호생성부(330) 내 비교기 1(COMP1)의 출력단자와 제2 터미널(T2) 사이에 순방향으로 배치되는 LED12을 포함한다. 이에 따라 제3 터미널(T3)에 접속된 회선의 대지간 절연상태가 불량하여 비교기 1(COMP1)이 "L"레벨 상태의 발진제어신호를 출력하면 LED11이 발광하고, 제3 터미널(T3)에 접속된 회선의 대지간 절연상태가 양호하여 비교기 1(COMP1)이 "H"레벨 상태의 발진제어신호를 출력하면 LED12가 발광한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, LED 11은 적색, LED 12는 녹색으로 구현되는 것이 바람직하다.

발진구동부(350)는 제3 터미널(T3)과 제2 터미널(T2) 사이에 배치되고, 발진제어신호생성부(330)로부터 출력되는 발진제어신호에 제어되어 스위칭하는 트랜지스터 2(TR2)를 포함한다. 즉, 트랜지스터 2(TR2)는 비교기 1(COMP1)이 "H"레벨 상태의 발진제어신호를 출력하면 턴온되고, 비교기 1(COMP1)이 "L"레벨 상태의 발진제어신호를 출력하면 턴오프되는 발진구동신호를 출력한다.

펄스생성부(360)는 배전압반파정류부(320)와 병렬연결되고, 발진구동부(350)로부터 출력되는 발진구동신호에 제어되어 펄스를 생성하도록 구성된다. 구체적으로, 펄스생성부(360)는 제3 터미널(T3)과 제2 터미널(T2) 사이에 병렬연결되는 직렬의 저항 12(R12)와 캐패시터(16), 제3 터미널(T3)과 제2 터미널(T2) 사이에 병렬연결되는 직렬의 저항 11(R11)과 트라이액(Triac), 트라이액의 게이트와 저항 12(R12)와 캐패시터(16) 사이의 노드에 결합되는 다이액(Diac), 그리고 저항 11(R11)과 트라이액(Triac) 사이의 노드와 제3 터미널(T3)에 결합되는 캐패시터 15(C15)를 포함한다. 그리고, 캐패시터 16(C16)은 발진구동부(350) 내 트랜지스터 2(TR2)의 컬렉터-에미터 단자와 병렬연결된다. 발진구동부(350) 내 트랜지스터 2(TR2)가 턴온 되는 동안, 캐패시터 16(C16)은 방전 상태를 유지하므로, 트라이액(Triac)이 동작하지 않아 펄스를 생성하지 않는다.

한편, 발진구동부(350) 내 트랜지스터 2(TR2)가 턴오프 되면, 제3 터미널(T3)에 인가되는 전압이 캐패시터 16(C16)을 충전하고, 캐패시터 16(C16)의 충전전압이 다이액(Diac)의 트리거 전압에 이르면, 트라이액(Triac)의 게이트를 통해 캐패시터 16(C16)의 충전전압이 방전된다. 이후, 트라이액(Triac)의 턴온으로 노드 11(N11)이 제2 터미널(T2)의 전위와 같아지게 되면 제1 터미널(T1) -> 캐패시터 13(C13) -> 다이오드 4(D4) -> 저항 13(R13) -> 캐패시터 15(C15)의 경로를 따라 캐패시터 15(C15)를 급충전하는데, 이는 펄스 출력 단자인 제3 터미널(T3)의 전위를 급강하시키는 효과로 나타나 피크치 (-) 564V의 음 펄스가 나타난다. 캐패시터 15(C15)의 충전이 완료되면, 트라이액(Triac)으로 흐르는 전류가 감소되어 트라이액(Triac)은 자동으로 턴오프 된다. 트라이액(Triac)이 오프되면, 노드 11(N11)의 전위가 상승하고, 캐패시터 15(C15)가 방전하면서 제3 터미널(T3)에 피크치 (+)564V의 양 펄스가 나타난다. 즉, 발진구동부(350) 내 트랜지스터 2(TR2)가 턴오프 되는 동안, 소정의 시정수(T=R12*C16)로 트라이액(Triac)이 스위칭하면서 제3 터미널(T3)에 음 펄스와 양 펄스가 교대로 출력된다.

여기서, 저항 11(R11)은 캐패시터 15(C15)에 충전된 전압을 방전시키는 기능을 담당하고, 트라이액(Triac)이 턴온 상태를 유지하지 못할 정도의 큰 저항값을 가진다. 또한, 펄스의 발생주기는 저항 12(R12)와 캐패시터 16(C16)의 시정수에 의해 결정된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 펄스 발신기(300)는 제3 터미널(T3)에 접속된 회선의 절연상태와 무관하게 펄스를 생성할 수 있는 자기유지신호를 생성하도록 구성되는 자기유지신호생성부(370)를 더 포함할 수 있다. 이 구성은 사용자가 특정 회선을 찾고자 하는 경우에 유용하게 이용될 수 있다.

자기유지신호생성부(370)는 노드 1(N1)과 제2 터미널(T2) 사이에 배치되는 직렬의 저항 21(R21)과 저항 22(R22), 노드 1(N1)과 제2 터미널(T2) 사이에 배치되는 직렬의 스위치 2(SW2)와 캐패시터 17(C17), 저항 21(R21)과 저항 22(R22)의 분압전압에 의해 형성되는 기준전압 2(Vref2) 사이에 인가되는 기준전압 2(Vref2)과 스위치 2(SW2)와 캐패시터 17(C17) 사이에 형성되는 캐패시터 17 전압(VC17)을 비교하는 비교기 2(COMP2), 및 비교기 2(COMP2)의 비반전단자(+)와 출력단자 사이에 배치되는 저항 20(R20)을 포함한다. 제1 터미널(T1)과 제2 터미널(T2)을 통한 동작 전원 투입시 캐패시터 17(C17)이 방전상태이므로 비교기 2(COMP2)는 "L"레벨 상태의 자기유지신호를 출력한다. 한편, 스위치 2(SW2)를 닫으면, 캐패시터 17(C17)이 충전됨과 동시에 비교기 2(COMP2)는 "H"레벨 상태의 자기유지신호를 출력한다.

스위치 2(SW2)를 닫아 비교기 2(COMP2)가 "H"레벨 상태의 자기유지신호를 출력하면, 기준전압 2(Vref2)가 절연검출전압(Vdec)보다 높아 비교기 1(COMP1)은 "L"레벨 상태의 발진구동신호를 출력하므로, 펄스생성부(360)는 제3 터미널(T3)의 절연상태와 무관하게 음 펄스와 양 펄스를 주기적으로 그리고 지속적으로 발생하게 된다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 로드 안테나 커넥터
115: 저주파차단부
120: 전자 유도 코일
125: 선택 스위치
130: 고역통과필터
135: 감도조절증폭부
140: 역전압방지부
145: 부저동작전압생성부
150: 부저
155: 전원표시부
160: 전원 스위치
165: 배터리
200: 차단기
300: 펄스 발신기
310: 정전압부
320: 배전압반파정류부
330: 발진제어신호생성부
340: 동작표시부
350: 발진구동부
360: 펄스생성부
370: 자기유지신호생성부

Claims

아크 전압 펄스 신호를 수신하기 위한 로드 안테나와 접속되는 로드 안테나 커넥터;
아크 전류 펄스 신호를 수신하기 위한 전자 유도 코일;
상기 로드 안테나 커넥터와 상기 전자 유도 코일 중 하나를 선택하여 회로적으로 연결하도록 구성된 선택 스위치;
상기 로드 안테나 커넥터 또는 상기 전자 유도 코일과 병렬연결되고, 입력되는 고주파 펄스를 통과시키도록 구성된 고역통과필터;
상기 고역통과필터를 통과하는 고주파 펄스에 제어되는 제1 트랜지스터와 상기 제1 트랜지스터의 베이스-에미터 전압을 조절하는 가변저항을 포함하는 감도조절증폭부;
상기 제1 트랜지스터의 출력을 입력받아, 소정의 시정수 동안 단안정신호의 부저동작전압을 출력하는 부저동작전압생성부; 및
상기 부저동작전압생성부의 출력단자와 접지단자 사이에 배치되고, 부저동작전압을 이용하여 경보하거나 발광하도록 구성된 펄스발생표시부
를 포함하는 휴대형 아크 펄스 탐지 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 부저동작전압생성부와 병렬연결되는 직렬의 전원 스위치 및 배터리; 및
상기 전원 스위치와의 사이에 상기 배터리와 병렬연결되는 LED 1을 포함하는 전원표시부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휴대형 아크 펄스 탐지 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 트랜지스터의 베이스단자와 에미터단자에 역병렬로 결합되는 제1 다이오드를 포함하는 역전압방지부를 더 포함하는 휴대형 아크 펄스 탐지 장치.
청구항 1의 휴대형 아크 펄스 탐지 장치에 고주파 펄스를 인가하기 위하여 차단기의 입력과 제1 및 제2 터미널이 연결되고, 상기 차단기의 출력과 제3 터미널이 연결되는 펄스 발신기에 있어서,
상기 제1 및 제2 터미널에 병렬연결되어 인가되는 교류전압을 소정의 정전압으로 변환하는 정전압부;
상기 정전압부와 병렬연결되고, 상기 정전압부의 출력전압을 반파정류 및 배전압하여 출력하는 배전압반파정류부;
상기 배전압반파정류부와 병렬연결되고, 상기 제3 터미널과 제2 터미널 사이의 측정전압과 상기 제1 및 제2 터미널 사이의 기준전압을 비교하여 발진제어신호를 출력하는 발진제어신호생성부;
상기 제3 및 제2 터미널 사이에 배치되고, 상기 발진제어신호생성부로부터 출력되는 발진제어신호에 제어되어 발진구동신호를 출력하는 발진구동부; 및
상기 배전압반파정류부와 병렬연결되고, 상기 발진구동부로부터 출력되는 발진구동신호에 제어되어 펄스를 생성하도록 구성된 펄스생성부
를 포함하는 휴대형 아크 펄스 탐지 장치에 고주파 펄스를 인가하기 위한 펄스 발신기.
청구항 4에 있어서,
상기 제1 터미널과 상기 발진제어신호생성부의 출력단자 사이에 순방향으로 배치되는 절연불량표시 LED; 및
상기 발진제어신호생성부의 출력단자와 상기 제2 터미널 사이에 순방향으로 배치되는 절연양호표시 LED
를 더 포함하는 휴대형 아크 펄스 탐지 장치에 고주파 펄스를 인가하기 위한 펄스 발신기.
청구항 5에 있어서,
상기 발진제어신호생성부가 상기 제3 터미널에 접속된 회선의 절연상태와 무관하게 펄스를 생성할 수 있도록 구성된 자기유지신호생성부를 더 포함하는 휴대형 아크 펄스 탐지 장치에 고주파 펄스를 인가하기 위한 펄스 발신기.