KR102322324B1 - 다기능 무 감전 보호시스템 및 보호방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인가 전원의 이상상태를 감지하여 지락 전류 차폐 및 접지 분배를 수행하는 다기능 지락 차폐부와; 전원 단자(L)과 중성선 단자(N)에 연결되는 필터와 전원 안정화 회로를 구비하여 누설 전류 차폐, 흡수 및 감소시키고 전자파 및 노이즈를 차폐하는 노이즈 및 전자파 필터부, 시스템 전원을 공급하는 전원부, 시스템의 각부를 제어하여 시스템 정상 전원을 출력하도록 어떤 상황에서든 전류 누설량을 5mA 이내로 유지시키도록 제어하는 제어부, 전원이 인가된 때 이상 전압을 표시 및 차단하고 제어부의 이상 출력을 감지한 경우 노이즈 및 전자파 전류들을 포집하여 흡수 및 감소시키는 이상전류 감지부, 이상전류 감지부로부터 진폭 및 주파수 변조하여 보상하는 펄스 폭 변조 제어부와 입력 전원의 극성 오류를 감지하여 표시하는 극성 표시부들로 구성하여 주파수 정현파 형태로 보상하는 변조보상제어를 이용하여 외부의 방해 없이 전기장치의 누설전류를 차폐하고 시스템의 노이즈 및 전자파를 현저히 감소시켜 전기 장치의 오 작동, 부품소손 등을 예방하고 내서지 발생을 인지하여 분전반의 누전 차단기를 트립하도록 한 무 감전 보호시스템 및 보호방법

Description

다기능 무 감전 보호시스템 및 보호방법 {Multi-functional Non-electric shock Protective System and Protective Method Thereof}

본 발명은 병렬방식으로 누설전류, 노이즈, 내 서지의 발생에 의하여 감전되지 않게 한 누설 방지장치에 관한 것으로, 특히 전기장치가 각각의 단상 또는 3상 간에 등 전위 현상에 의거 파장대를 활용한 주파수를 정현파 형태로 변조 보상하므로 외부의 간섭없이 주파수를 일정한 진폭으로 바꾸어 전기력선을 전자 배열하여 전위차가 없도록 하므로 누설전류를 없이하고 전자파, 노이즈 차폐 및 감소로 감전을 방지하고 내 서지를 차단하는 다기능 무 감전 보호시스템 및 보호방법에 관한 것이다.

일반적으로, 한국등록특허 제10-1197414호(2012.10.29), 침수 시 누전방지장치는 입력단자들이 스위칭부를 통해 출력단자들과 연결됨으로써 전력선의 전압 및 전류 용량이 스위칭부의 용량에 의해 제한되며 스위칭부의 저항 값에 따라 에너지 손실 및 열이 발생 될 수 있다는 문제가 있다.

또한, 한국등록특허 제10-1396215호(2014.05.19), 명칭 전기장 흡인효과를 가지는 다면체형 차폐부재 및 이를 포함하는 전자파 차폐장치는 입력부로부터 전원이 입력되거나 제 2 입력 단자로 중성점 전원이 입력되는 경우 단자극성고정부로 구성되는 스위칭제어부의 스위칭부의 작동을 제어하여, 출력단자부가 제 1 출력단자를 통해 중성점 전원이 출력되도록 하며, 제 1 입력 단자로 상전압 전원이 입력되거나 제 2 입력단자로 상전압 전원이 입력되는 경우에도 제 2 출력 단자를 통해 상전압 전원이 출력되도록 하고 접지 단자를 통해 접지하여 누설전류의 발생을 제거하도록 하고, 다면체형 차폐 부재가 내부와 외부가 서로 차단된 형상으로, 내부에는 도선을 통해 외부와 도통 시키는 구멍부분들과 제 1 도체, 제 2 도체 및 절연체가 설치되어 전원 입력부를 통해 입력되는 외부의 AC 전원 중 중성점 전원과 상전압 전원에 각각 연결하므로 전자파에의 노출을 저감하고, 전기기기나 전자기기에도 범용적으로 사용할 수 있도록 한다.

그러므로 이 종래 기술은 중성점 단자를 별도로 찾아야 할 필요없이 중성점 단자를 자동으로 확인하여 접지 가능한 회로 구현이 가능하도록 하고, 전기장 흡인 효과를 가진다.

그러나, 이 종래 기술의 구성은 직렬방식으로 해당 부하에만 접지 설정되도록 적용되어야 하고, 상전압 단자와 접지단자 간에 누설전류가 발생 될 수 있으며, 시스템의 회로가 트립되어 정상적으로 작동하지 못하고, 스위칭부의 용량에 의해 제한되므로 전력 입력 부하의 전압과 전류 용량을 출력단자들이 수용하지 못하고 누설하는 경우가 발생한다는 단점들이 있다.

더하여 종래 기술의 대표적인 것으로, 한국등록특허 제10-1915485호 (2018.11.08)에 발명의 명칭 "접지형 무전방지장치"가 개시되어 있으며, 이 종래 기술은 직렬방식으로 입력 단자부(100)가 상전압단자 및 중성점단자 중 어느 하나와 전기적으로 연결되는 제 1 입력단자(110), 전기적으로 연결되지 않은 어느 하나와 연결되는 제 2 입력단자(120)와 접지용 단자와 연결되는 접지단자(G)를 포함하며, 단자극성 고정부(200)가 스위칭부(210), 스위칭제어부(220), SMPS부(230) 및 전원연결부(240)로 구성되고, 출력단자부(330)이 제 1 출력단자(310), 제2 출력단자(320) 및 중성점 출력단자(330)를 포함하며, 단자극성 고정부(200)가 입력단자부(100)와 출력단자부(300) 사이에 배치되어 제 1 입력단자(110) 및 제2 입력단자(120)와 제1 출력단자(210) 및 제 2 출력단자(230)가 전기적으로 각각 연결되도록 하고 제 1 출력단자(210) 및 제 2 출력단자(230) 중 어느 하나의 출력단자가 상전압단자와 전기적으로 연결되도록 하고 중성점 출력단자(330)가 중성점단자와 전기적으로 연결되도록 하며, 연결단자부(400)가 절연체로 된 몸체부와 몸체부의 상면에 노출된 채 서로 이격되어 전기적으로 절연되게 배치되도록 제 1 출력단자(310), 제 2 출력단자(320) 및 중성점 출력단자(330)을 부하에 전기적으로 각각 연결하도록 하는 제 1 연결단자(410), 제 2 연결단자(420) 및 중성점 연결단자(430)들을 구비하며, 누전방지도체부(500)가 제 1 출력단자(310) 및 제2 출력단자(320) 중 어느 하나의 출력단자가 상전압단자와 전기적으로 연결되면 상전압단자와 전기적으로 연결된 연결단자에는 전기적으로 연결되지 않지만 중성점 단자와 전기적으로 연결된 중성점 연결단자(430)에 전기적으로 연결되어 상전압단자와 전기적으로 연결된 연결단자의 주변에 배치되도록 중성점 연결단자(430)에서 몸체부를 아래쪽으로 관통하는 수직 도체부, 수직 도체부의 끝에서 수평방향으로 절곡되어 몸체부의 바닥을 가로질러 바닥의 바깥으로 연장된 바닥 도체부와 바닥 도체부의 끝에서 위쪽으로 절곡되어 몸체부의 측면과 대면하면서 연결단자대의 상면보다 낮지 않은 높이까지 연장된 판형의 측면 도체부로 구성된다.

이상과 같은 종래 기술은, 입력 단자부 및 출력 단자부 사이에 단자극성 고정부가 부하에 대한 상전압을 안전하게 인가하도록 스위칭부의 릴레이 코일을 여기하고 또 누전을 방지하는 전원연결부를 구비하며, 연결 단자부가 절연체로 구성되는 몸체부 내에 서로 절연상태로 이격 배치되는 부하와 연결되는 연결단자들로 구성되고, 누전방지도체부는 연결단자들을 지지하면서 통상 철판이거나 동판 재질로 되는 몸체부와 대면하는 수직, 수평 및 측면 도체부들로 구성되어 있다.

이러한 구성은 전기력선을 차폐하고 누설을 차단하는 스위칭부가 순간적인 고압 및 대전류에 대하여 오작동의 우려가 있으며, 전기장의 단순 차폐만 유지시키기 위한 누전 방지 도체부는 상전압 단자와 접지 단자 사이의 이격 거리와 중성점 단자의 금속 도체의 크기에 따라 전기장의 발생을 피할 수 없으며, 어느 일정 누설 전류량 이상에서는 제 기능을 상실하여 누전이 발생 되게 감전을 피할 수 없었으며, 금속판, 실예를 들면 전기동판은 오랜 사용이거나 작은 손상만으로도 제 기능을 다하지 못하는데 즉, 접촉 공기 및 습기에 의하여 누설된 전기력선의 단순차폐는 물론 산화되고 손상되어 어느 시점에 도달하여 누설의 주요 원인으로 되어 누설을 대폭 상승시켜 인체에 감전을 일으키는 단점이 있다.

또한 전기장치와 직렬로 연결되므로 부하 용량에 따라 누설량이 비례하여 커질수 있고 소형에만 적용하여야 하는 단점이 있었다.

이러한 점을 감안하여 종래기술에서 전기장의 단순 차폐 효과만으로 누설 전류의 흡수, 차단 및 감소가 시스템에 누설이 있게 하므로 이로 인한 전기장치의 고장 및 오작동을 피하고, 일정 이상의 누설전류, 노이즈 및 전자파(150Khz 내지 1GHz 대역)를 회로 상으로 피인가 이상전압을 감지하며, 전원 인가 시 전기장치의 누전을 감지하고 차단하며, 주파수 대역 150Khz 내지 1GHz에서 병렬방식으로 외부의 노이즈 및 전자파를 "영전위화"시켜 외부의 간섭없이 일정한 정현파 대역으로 유지시켜 피인가 이상전압 등을 감지하여 전원인가 시 누설전류, 노이즈 및 전자파를 안정적으로 부하에 대한 전원을 인가하게 하고 우발적으로 발생하는 정현파 대역 주파수를 일정한 상태로 유지시키다면 매우 바람직함을 알 수 있다.

한국등록특허 제10-1915485호 접지형 누전방지장치 한국등록특허 제10-1801772호 비 접지형 누전방지장치 한국등록특허 제10-1396215호 전기장 흡인효과를 가지는 차폐부재 및 이를 포함하는 전자파 차폐장치 특허문헌 0003) 한국특허등록 제10-1197414호 침수 시 누전방지장치

본 발명의 주목적은 전원을 투입하여 정상적인 전원인가 및 접지상태를 유지시키고 전기장치가 여러 외부환경에 간섭없이 주파수를 정현파 대역으로 일정한 외부의 간섭 없는 진폭으로 바꾸어 전기력선을 전자 배열하여 각상의 등전위간 전위차가 없도록 "영전위화"로 하여 병렬방식으로 누설전류 및 지락 전류를 차폐시키고 노이즈 및 전자파를 흡수 및 감소시키며 내 서지를 차단하여 아크 발생을 방지하는 다기능 무 감전 보호시스템 및 보호방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은 주파수 정현파 형태로 보상하는 변조보상제어를 이용하여 외부의 방해 없이 전기장치의 누설전류를 차폐하고 시스템의 노이즈 및 전자파를 현저히 감소시켜 오 작동, 부품소손 등을 예방하고 내서지 발생을 인지하여 분전반의 누전 차단기를 트립하도록 하므로 인가 이상상태 감지 및 피인가 이상상태를 감지하여 다기능 무 감전 보호시스템 및 보호방법을 제공하는 데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 인가전원의 누설전류를 차폐, 흡수 및 감소기능을 수행하여 전기장치의 누전을 감지하고 차단하며, 주파수 대역 150Khz 내지 1GHz에서 병렬방식으로 외부의 노이즈 및 전자파를 "영전위화"시켜 외부의 간섭없이 일정한 정현파 대역으로 유지시켜 피인가 이상전압 등을 감지하여 전원인가 시 누설전류, 노이즈 및 전자파를 안정적으로 부하에 대한 전원을 인가하게 하고 우발적으로 발생하는 정현파 대역 주파수를 일정한 상태로 유지시키는 다기능 무 감전 보호시스템 및 보호방법을 제공하는 데 있다.

본 발명에 따르면, 무 감전을 위한 다기능 무 감전 보호 시스템은 인가 전원의 이상상태를 감지하여 지락 전류 차폐 및 접지 분배를 수행하는 다기능 지락 차폐부와; 전원 단자(L)과 중성선 단자(N)에 연결되는 필터와 전원 안정화 회로를 구비하여 누설 전류 차폐, 흡수 및 감소시키고 노이즈 및 전자파를 차폐하는 노이즈 및 전자파 필터부, 시스템 전원을 공급하는 전원부, 시스템의 각부를 제어하여 시스템 정상 전원을 출력하도록 어떤 상황에서든 전류 누설량을 5mA 이내로 유지시키도록 제어하는 제어부, 전원이 인가된 때 이상 전압을 표시 및 차단하고 제어부의 이상 출력을 감지한 경우 노이즈 및 전자파 전류들을 포집하여 흡수 및 감소시키는 이상 감지부, 이상 감지부로부터 진폭 및 주파수 변조하여 보상하는 펄스폭 변조제어부와 입력 전원의 극성 오류를 감지하여 표시하는 극성 표시부들을 구비한 다기능 무감전 보호부들로 구성된다.

다기능 지락 차폐부는 전원 단자(L)가 제 1 스위치와 제 2 스위치로 구성되는 제 1 릴레이(1)의 코일(CL)의 단자 2'에 직결되고 동시에 다른 단자 1'에 직렬 연결된 제 1 다이오드, 제 1 발광다이오드와 제 1 저항을 경유하여 연결되며, 제 1 저항과 코일(CL) 사이에 중성선 단자(N)가 형성되고, 제 1 스위치의 단자 4와 제 2 스위치의 단자 8와 공통으로 제 2 저항을 경유하여 부하단자(E2)에 연결되며, 제 1 스위치의 단자 3' 및 제 2 스위치의 단자 6'이 동시에 제 1 브리지 회로의 양 정류 입력단자에 각각 연결되고, 제 1 브리지 회로의 양 출력단자들에는 병렬로 정렬되는 제 1 및 제 2 네온램프들이 설치되고, 제 1 스위치의 단자 3'가 부하 접지단자(E1)에 연결되고 제 2 스위치의 단자 6'는 제 3 네온램프와 제 3 저항을 직렬로 연결한 다음 접지단자(FG)로 연결한 구성으로 된다.

다기능 지락 차폐부는 정상전원이 인가되면 제 1 발광다이오드가 점등되고 릴레이코일(CL)이 여자되어 부하단자(E2)와 부하 접지단자(E1)에 연결되어 사용하고자 하는 전기장치(부하)(도시 안 됨)에 전원을 인가하는 상태로 된다.

다기능 지락 차폐부는 누설 접지단자(EPG)에 지락에 의한 누설전류가 발생하면 제 1 및 제 2 스위치들에서 단자 6' 및 3'이 단자 7' 및 4'에 연결되는 원위치 상태로 되어 누설 전류를 제 1 브리지 회로의 정류단자에 접속시켜 정류하고 정류된 전원이 그의 출력단자에 공급되어 병렬 접속된 제 1 및 제 2 네온램프들을 점등하고 동시에 단자 6'에 제 3 네온램프를 점등하고 제 3 저항에 인가하여 전압 강하와 동시에 다기능 무 부하 제어부가 0 ~10V 전압을 인식되게 한다.

노이즈 및 전자파 필터부는 일단이 전원 단자(L)에 연결되고 타단이 극성표시부로 연결되는 제 1 콘덴서, 제 1 콘덴서와 병렬 접속된 필터와 이 필터의 단자 2 및 3 사이에 안정화 회로로 구성되는 NPN 타입의 스위칭 트랜지스터와 베이스 공통 접속된 제 1 및 제 2 트랜지스터로 이루어진 푸쉬 풀 회로로 구성되는 안정화회로들로 구성되고, 제 2 필터의 단자 3이 주제어부의 출력단에 제 5 저항을 경유하여 제 4 네온램프에 연결되어 있다.

푸쉬 풀 회로는 제 1 및 제 2 트랜지스터, 이 제 1 및 제 2 트랜지스터들의 에미터와 콜렉터 사이에 제 2 및 제 3 콘덴서, 제 1 트랜지스터의 콜렉터와 제 2 트랜지스터의 에미터 사이에 제 6 저항을 구비하며 제 1 및 제 2 트랜지스터의 공통 베이스가 스위칭 트랜지스터의 베이스와 접속된다.

푸쉬 풀 회로에 연속하여 필터의 단자 3과 단자 2 사이에는 제 4 콘덴서가 접속되고 중성선 단자(N1)로 연결되는 동시에 제 5 및 제 6 콘덴서가 접속된다.

이상 감지부는 이상 전압감지단(G2)에 차례로 직렬 연결된 제 4 발광 다이오드, 제 7 저항과 제 2 다이오드를 거쳐 접속되고 제 4 네온램프의 중성선에 접속되는 전압 강하용 제 3 다이오드 및 제 3 다이오드에 대하여 역 방향 접속된 제 4 다이오드들로 구성하여 내 서지로 나타나는 누설전류거나 이상전압 또는 역전압을 감지하면 제 4 발광다이오드가 점등하는 내서지 감지부, 제 1, 제 2 및 제 3 포집부들과 이들과 병렬로 각각 접속된 제 1, 제 2 및 제 3 주파수 보상부들로 구성된다.

제 1 , 제 2 및 제 3 포집부들은 제 1 코일(CL1)과 제 1 병렬 콘덴서(C1), 제 2 코일(CL2)과 제 2 병렬 콘덴서(C2) 및 제 3 코일(CL3)과 제 3 병렬 콘덴서(C3)로 구성되고, 제 1 포집부는 입력단이 제 3 전원 단자(L3)와 중선선 단자(N3)에 동시에 연결되고 제 5 저항을 경유하여 제 4 네온램프에 연결되며, 그 출력이 펄스 폭 변조 제어부에 연결되는 동시에 접지단자(FG)에 연결된다. 제 2 포집부는 입력단이 제 3 전원 단자(L3)와 중선선 단자(N3)에 연결되고 제 5 저항을 경유하여 제 4 네온램프에 연결되며, 출력단이 펄스 폭 변조 제어부에 연결되는 동시에 접지단자(PG)에 연결된다. 제 3 포집부는 입력단이 제 3 전원 단자(L3)와 중성선 단자(N3)에 연결되고 출력단이 펄스 폭 변조 제어부에 연결되는 동시에 제 4 네온램프가 접지단자(FG)에 공통 연결되며 제 5 다이오드에 의하여 제 4 네온램프의 접지선이 접지 단자(FG)와 분리되는 상태로 된다.

제 1, 제 2 및 제 3 포집부들은 각기 병렬로 누설전류의 포집량이 부족하게 되면 전원단자 및 중성선 단자로 전류 누설이 있게 되고 이러한 누설전류를 포집하여 보상하는 제 1, 제 2 및 제 3 주파수 보상부(56, 57, 58)들은 자기장의 영향을 받게 되어 주변에 누설전류, 전자파와 노이즈를 흡인하고 평판 코일에 의하여 포집하여 펄스 폭 변조부에 인가하므로 주파수 및 각 위상을 정밀하게 변조하여 위상차를 "영전위화"로 하므로 정상 주파수를 가진 전원을 주 제어부가 출력을 유도한다.

제 1, 제 2 및 제 3 주파수 보상부들은 기판상에 설치되는 도체, 이 도체를 감아서 덥는 높은 전도성을 갖는 그물망과 이 그물망과 도체 상에 바닥이 접촉되고 그물망의 중심에 접촉되는 상태로 위치시킨 강력한 자성체의 원통형 영구자석들로 구성된다.

극성 표시부는 지락 감지단(G1)로부터 누설 전류를 지점(A)를 경유하여 누설 접지단자(EPG)에 접속하는 인덕터, 전원 단자(L)로부터 전원이 지점(B)에 인가되고 지점(C)를 경유하여 제 2 포집부의 입력단에 인가하는 제 1 콘덴서, 지점(B)와 지점(C) 사이에 직렬 접속되는 제 6 다이오드, 제 6 발광다이오드와 제 9 저항, 지점(B)에 연결되는 정상 전원 감지부와 제 5 다이오드를 거쳐 제 4 네온램프의 접지선에 연결되고 직렬로 연결된 제 6 다이오드, 제 7 발광다이오드와 제 9 저항들로 구성된다.

정상전원 감지부는 정상 전원이 인가되도록 입력단이 지점(B)를 경유하여 전원단(L)과 제 4 네온램프의 접지선에 연결되고 출력단에는 병렬 연결된 제 5 발광다이오드와 제 7 콘덴서와 제 8 저항이 병렬 연결되게 한 제 3 브리지 회로를 구비한다.

다기능 무 감전 보호방법은 전원이 투입되면, 전원단자(L), 중성선 단자(N)와 접지단자(FG)에 전원의 연결을 확인하고, 정상 극성 인가를 판단하고 정상적인 전원이 인가가 확인되면 시스템 제어작동을 하며, 만일 정상 극성의 접속이 아니면 접지선 연결을 확인하고, 중성선 단자(N)거나 접지단자(FG)에 전원이 인가되면 또 다른 단자에 접지가 이루어졌는지를 판단하며, 접지선 연결이 되지 않아 제 5 발광 다이오드가 점등되면 전원 극성을 변경하여 연결하여 부 감전 보호부의 작동 제어를 수행하며, 무 감전 보호부가 전원 투입시 지락을 감지하고 전자응용기기 누설전류를 감지하며, 제 1, 제 2 및 제 3 포집부의 누설전류를 확인하고, 과전압 인가인가를 판단하고 과전압 인가가 감지되면 전압 10V, 전류 5mA 이하인가를 판단하며, 전압 10V, 전류 5mA이상이면 접지선 연결이 되지 않은 경우 전원 극성을 변경하여 연결하고 부 감전 보호부의 작동 제어를 하도록 하고, 전압 10V, 전류 5mA 이하이면 주 제어부 "영전위화" 작동 감시기능으로 전환 후 차례로 누설전류를 포집하고 과전압 감지 모드로 전환하며 노이즈를 포집하여 펄스 폭 제어부에 인가하고, 정상 작동인가를 판단하여 정상작동이 아니면 비정상 작동으로 분전반의 차단기를 작동시키고, 정상작동이면 운전 상태를 유지한다.

본 발명은 전원을 투입하여 정상적인 전원인가 및 접지상태를 유지시키고 응용 전기기기가 여러 외부환경에 노출되어 일어나는 누설전류를 포집하고 지락 전류를 차폐, 흡수 및 감소시키고 동시에 전자파를 차단하거나 흡수(삭제)하고, 내 서지를 차단하여 분전반의 누전 차단기를 트립하여 전체 시스템에 의한 무 감전을 실현한다.

본 발명을 설명하는 도면의 간단한 설명은 다음과 같다.
도 1 은 종래 기술의 접지형 무전방지장치의 블록선도와 누전방지도체부의 사시도이고,
도 2 는 본 발명에 따른 다기능 지락 차폐부와 다기능 무 감전 보호부를 구비한 다기능 무 감전 보호시스템의 블록 선도이며,
도 3 은 본 발명에 따른 다기능 지락 차폐부의 상세 회로도이고,
도 4a 및 도 4b는 각각 노이즈 필터부 및 극성 표시부의 상세 회로도이고, 도 4c는 주파수 보상부의 구성을 나타낸 정면도와 사시도이며,
도 5는 본 발명에 따른 다기능 지락 차폐부의 작동과 다기능 무 감전 보호부의 시스템 제어 작동의 절차를 나타내는 플로우 차트이다.

본 발명의 다기능 무 감전 보호 시스템 및 보호방법은 1936년에 에드윈 하워드 암스트롱(Edwin Howard Armstrong)에 의하여 발표된 논문 "주파수 변조의 시스템에 의하여 라디오 신호에서 방해를 줄이는 방법(A Method of Reducing Disturbances in Radio Signaling by a System of Frequency Modulation)" 에서 발표된 주파수 변조이론을 응용하여 적용하였다.

여기서 주파수 변조 이론을 응용하면, 각 상간(단상, 3상) 등 전위 현상에 의거 파장대를 활용한 "주파수 정현파 대역으로 변조 보상 제어 장치"를 구현하여 주파수 변조 보상원리 설명도(1)에 도시와 같이 주파수를 정현파 대역으로 보상시킴으로 외부의 방해 없이 주파수를 일정한 진폭으로 바꾸어 전기력선을 전자 배열하여 전위차가 없도록 한다. 그러므로 입력부에서 전원 공급 시 과전압으로 인한 서지 보호를 할 수 있고, 지락 누설전류 및 사용 전기장치의 누설전류를 완전히 차폐, 소멸, 소각시키는 원리를 적용함으로써 제품으로 인한 각종 인체에 습기 또는 물 등에 의한 감전사고를 예방하고, 또한 내부의 접지 선이 현장에 설치되어 있는 경우에 한하여 아크 감지기 결합 시 전기 화재사고를 방지하도록 할 수 있다.

더하여 본 발명에 따르면 프린트 기판상에서 충분한 누설량이 확보하지 못 한경우 그림(2)에서와 같이 R 단자와 금속판(도체) 사이에 전기력선이 집중되도록 주변에 누설전류의 양전하가 우세하면 도체가 음전하로 되고 그 반대의 경우도 성립한다.

주파수 변조 보상원리 설명도

(1) 코일보상 (2) 도전체 보상

그러므로 본 발명에 근거하면, 일정한 진폭의 연속에서 주파수를 전기 신호에 따라 변화시키면서 주파수 보상 신호에 의해 진폭을 외부의 간섭 없이 일정하게 유지하므로써 노이즈 및 전자파를 제거하고, 진폭을 일정하게 하여 주변의 영향을 받아도 진폭을 다시 일정하게 맞춤으로서 잡음을 제거하도록 한다.

도 2 에 도시와 같이 본 발명에 따른 무 감전을 위한 다기능 무 감전 보호 시스템은 지락 전류 차폐 및 접지 분배를 수행하는 다기능 지락 차폐부(10)(도 3 참조)와 누설전류를 차폐, 흡수(소멸) 및 감소로 인한 감전사고를 예방하고 전자파를 차폐하고 내 서지를 방지하며 전자파 노이즈를 감소시켜 아크발생을 예방하도록 하는 다기능 무 감전 보호부(90)로 구성된다.

다기능 지락 차폐부(10)와 다기능 무 감전 보호부(90)는 상호 동일한 3상 입력 즉 동일한 전원 R상(이하 전원단자 L 칭함), 중성선 N(이하 중성선 단자 N 칭함), 접지 G(접자 단자 FG이라 칭함)의 외부 입력단자에 공통 접속되며, 이후 상세히 기술되는 바와 같이 이들 단자들에 인가되는 입력들에 관계없이 무 감전 보호 작동을 수행한다.

다기능 지락 차폐부(10)는 도 3 에 도시와 같이 전원 단자(L)가 릴레이(1)의 코일(CL) 단자 2'에 연결되고 단자 1'에 제 1 다이오드(2), 제 1 발광다이오드(3)와 제 1 저항(4)이 직렬 연결되어 있다. 제 1 저항(4)과 코일(CL) 사이에 중성선 단자(N)가 형성된다. 릴레이(1)는 제 1 스위치(DY1)와 제 2 스위치(DY2)로 구성되고 제 1 스위치(DY1)의 단자 4'와 제 2 스위치(DY2)의 단자 8'와 공통으로 제 2저항(5)을 경유하여 부하단자(E2)에 연결된다. 제 1 브리지 회로(11)는 제 1 스위치(DY1)의 단자 3' 및 제 2 스위치(DY2)의 단자 6'이 동시에 그의 정류 입력단자에 연결되고, 그의 출력 단자들에는 병렬로 정렬되는 제 1 및 제 2 네온램프(6) 및 (7)들이 설치된다. 제 1 스위치(DY1)는 단자 3'이 접지단자(E1)로 연결된다. 제 2 스위치(DY2)는 그의 단자 6'에 제 3 네온램프(8)와 제 3 저항(9)를 직렬로 연결된 다음 접지단자(FG)로 연결하며, 동시에 누설 접지단자(EPG)에 연결된다

그러므로 이 다기능 지락 차폐부(10)는 정상 전원이 인가되면 제1 발광다이오드(3)가 점등되고 릴레이코일(CL)이 여자되어 제 1 및 제 2 스위치(DY1) 및 (DY2)들이 절환되어 릴레이(CL) 단자 6' 및 3'을 각각 단자 4' 및 8'에 연결하여 부하단자(E2)와 부하 접지단자(E1)에 연결되어 사용하고자 하는 부하, 즉 전기장치(도시 안 됨)에 전원을 인가하는 상태로 된다.

만일 다기능 지락 차폐부(10)는 누설 접지단자(EPG)에 지락에 의한 누설전류가 발생하면 제 4 저항(12)을 경유하여 제 1 및 제 2 스위치(DY1) 및 (DY2)들에서 단자 6' 및 3'이 단자 7' 및 5'에 연결되는 원위치 상태하고 누설 전류단자(EPG)에 발생되는 누설전압 및 누설전류를 제 1 브리지회로(11)의 정류단자에 접속시켜 정류하고 정류전원을 그 출력단자에 병렬 접속된 제 1 및 제 2 네온램프(6) 및 (7)를 점등하고 단자 6'에 제 3 네온램프(8)를 점등하고 제 3 저항(9)에 인가하여 전압 강하와 동시에 접지전압과 접지전류를 접지단자(FG)에 인가되어 이후 기술되는 주 제어부(40)가 0 ~10V 전압을 인식되게 한다.

무 감전 보호부(90)는 먼저 구성을 간략히 설명하면 도 2 에 도시와 같이 전원 단자(L)과 중성선 단자(N)에 연결되는 필터와 전원 안정화 회로를 구비하여 누설 전류 차폐, 흡수 및 감소시키고 노이즈와 전자파를 차폐하는 노이즈 및 전자파필터부(20), 시스템 전원을 공급하는 전원부(30), 시스템의 각부를 제어하여 시스템 정상 전원을 출력하도록 어떤 상황에서든 전류 누설량을 5mA 이내로 유지시키도록 제어하는 제어부(40), 전원이 인가된 때 이상 전압을 표시 및 차단하고 제어부(40)의 이상 출력을 감지한 경우 노이즈 및 전자파 전류들을 포집하여 흡수(소멸) 및 감소시키는 이상 감지부(50), 이상 감지부(50)로부터 진폭 및 주파수 변조하여 보상하는 펄스폭 변조 제어부(60)와 입력 전원의 극성 오류를 감지하여 표시하는 극성 표시부(70)들로 구성된다.

더욱 상세하게는 도 4a에 도시와 같이 노이즈 및 전자파 필터부(20)는 전원 단자(L)가 제 1 콘덴서(15)와 지점 B거나 중선선 단자(N)이 각각 이후 기술되는 바와 같이 극성표시부(70)와 이상 감지부(50)에 동시에 접속되며, 제 1 콘덴서(15)와 병렬 접속된 필터(21)에는 단자 3이 제 5 저항(54)을 경유하여 제 4 네온램프(55)에 연결되며, 단자 2 및 3 사이에 안정화 회로로 구성되는 NPN 타입의 스위칭 트랜지스터(23)와 푸쉬 풀 회로(22)가 동시에 접속된다.

푸쉬 풀 회로(22)는 제 1 및 제 2 트랜지스터(25),(26)와 제 1 및 제 2 트랜지스터(25),(26)들의 콜렉터들 사이에 직렬 연결된 제 2 및 제 3 콘덴서(27), (28)와 이들 콘덴서과 병렬연결된 제 6 저항(29)을 구비하며, 제 1 및 제 2 트랜지스터(25),(26)의 공통 베이스가 스위칭 트랜지스터(23)의 베이스와 접속된다.

푸쉬 풀 회로(22)에 연속하여 필터(21)의 단자 3과 단자 2 사이에는 제 4 콘덴서(66)가 접속되고 중성선 단자(N1)로 연결되고 동시에 제 5 및 제 6 콘덴서(67) 및 (68)가 접속된다.

그러므로 전원단자(L)에 전원이 인가되어서 정상 작동에서는 푸쉬 풀 회로(22)가 안정적으로 전원을 시스템에 인가 하나 지락 또는 누설전류가 발생하면 공통 베이스의 누설 전류감지단(G1)에 접속된 인덕터(24)를 경유하여 누설 접지단자(EPG)로 연결되며, 푸쉬 풀 회로(22)의 공통 에미터에는 이상 전압감지단(G2)에 이상전압이 단자(D)를 경유하여 이하에 상세히 기술되는 이상 감지부(50)에 인가되어서 차단되고, 또 제 4 콘덴서(66)가 누설 전류를 중선성 단자(N1)으로 흐르게 되고 제 5 및 제 6 콘덴서(67) 및 (68)들이 충방전 되면서 시스템에는 차단되고, 더하여 누설 전류감지단(G1)에 공통베이스로부터 주 제어부(40)에 지락이거나 누설발생 감지신호를 인가한다.

그러므로 이 노이즈 및 전자파 필터부(20)는 각 상의 전원 전압의 리플 노이즈를 제거할 뿐만 아니라, 지락 발생에 의한 누설전압 및 누설전류를 중성선 단자(N)로 유도하므로 주 제어부(40)에 인가되는 지락 전압이 "영전위화"부터 10볼트 이하로 인가되게 한다.

즉, 주 제어부(40)는 지락 차폐부(10)에서 릴레이(1)의 제 1 스위치(DY1) 및 제 2 스위치(DY2)들을 작동시켜 누설전압 및 누설전류를 제 1 브리지 회로(11)의 정류단자에 접속시켜 출력단자에 병렬 접속된 제 1 및 제 2 네온 램프(6)과 (7)를 점등하고 동시에 단자 6'에 제 3 네온램프(8)를 점등하고 제 3 저항(9)에 인가하여 10V이하의 전압 강하를 유도하여 접지단자(FG)로 인가 한다.

전원부(30)는 도 2에 도시와 같이 주 제어부(40)와 펄스 폭 제어부(60)에 전원을 인가하도록 한 것으로 재 2 브리지 회로(31)의 정류단자에 전원 단자(L2)와 접지단자(FG)와/또는 기능 겸용 중성선 단자(N2)가 연결되고, 브리지 회로(31)의 중간 단자들이 제 5 저항(32)과 제 2 발광다이오드(33)가 연결된다. 정상전원이 인가되면 제 3 발광다이오드(33)를 점등한다.

본 발명의 특징으로 하는 이상 감지부(50)은 먼저 노이즈 및 전자파를 차단하도록 노이즈 및 전자파 필터부(20)에서 부터 전원단자(L3)에 접속되는 제 5 저항(54)의 입력단에 연결되어 내 서지로 나타나는 누설전압을 이상 전압감지단(G2, D)에서 감지하여 내서지 감지부로 구성한 직렬 연결된 제 4 발광 다이오드(34), 제 7 저항(35)과 제 2 다이오드(36)를 거쳐 서로 반대 방향으로 지향하여 연결된 전압 강하용 제 3 및 제 4 다이오드(37)과 (38)의 사이에 인가한다. 한편 제 3 다이오드(37)가 제 4 네온램프(55)의 중성선에 접속되고 역 방향 접속된 제 4 다이오드(38)와 제 5 다이오드(39)는 제 4 네온램프(55)와 분리되어 접지단(FG)에 접속되어 있다. 그러므로 노이즈 및 전자파의 이상전압은 제 4 발광다이오드(38)를 점등하여 노이즈 및 전자파 발생을 표시한다.

이상 감지부(50)는 더하여 제 1, 제 2 및 제 3 포집부(51), (52) 및 (53)들과 이들과 병렬로 각각 접속된 제 1, 제 2 및 제 3 주파수 보상부(56, 57, 58)들로 구성된다.

제 1 , 제 2 및 제 3 포집부(51), (52) 및 (53)들은 각기 도면에서는 편의상 제 1 코일(CL1)과 제 1 병렬 콘덴서(C1), 제 2 코일(CL2)과 제 2 병렬 콘덴서(C2) 및 제 3 코일(CL3)과 제 3 병렬 콘덴서(C3)로 구성된다. 제 1 포집부(51)는 전원 입력이 제 3 전원 단자(L3)와 중성선 단자(N3)에 연결되고 그 출력이 중성선 단자(N3)를 경유하여 펄스 폭 변조 제어부(60)와 누설접지단자(EPG)에 연결된다. 또한 제 1 포집부(51)는 제 5 저항(54)을 경유하여 제 4 네온램프(55)의 중성선에 연결된다. 제 2 포집부(52)는 입력단이 중성선 단자(N), 제 4 네온램프(55)의 전원선과 접지단자(FG)에 동시에 연결되며, 출력단이 펄스 폭 변조 제어부(60)와 누설 접지단자(EPG)에 연결된다. 제 3 포집부(53)는 입력단이 중성선 단자(N4)와 제 4 네온램프(55)의 중성선에 동시에 연결되고 출력단이 펄스 폭 변조 제어부(60)와 누설 접지단자(EPG)에 공통 연결되며, 제 5 다이오드(59)에 의하여 제 4 네온램프(55)의 접지선이 접지 단자(FG)와 분리되는 상태로 된다.

그러므로 제 1 , 제 2 및 제 3 포집부(51), (52) 및 (53)들은 이들 각각 전원선(L), 중성선(N)과 누설 접지단자(EPG) 또는 접지선(FG)들 사이에 연결되어 노이즈 및 전자파가 접지선으로 누설되는 누설 전압 및 누설전류, 실례를 들면 전원 220V 일 경우 0 ~ 10V, 전류 0 ~ 500mA 까지 포집하여 5mA 이내로 유지되게 하고, 이 누설 전류를 펄스 폭 변조 제어부(60)가 인식하고 전압 주파수를 그림 1에서와 같이 각각의 상 별로 펄스 폭 변조 보상하여 일정한 진폭의 전원 전압으로 변환한다. 이후 주 제어부(40)는 정상 전원의 전위차를 "영전위화"로 하고 주변의 사용되는 전기장치로부터 누설전류, 지락으로 발생하는 누설전류를 자체적으로 포집하고 제 4 네온 램프(55)에서 소멸시키고 차폐한다.

한편 제 1, 제 2 및 제 3 포집부(51, 52, 53)들은 각기 병렬로 누설전류의 포집량이 부족하게 되면 전원단자 및 중성선 단자로 전류 누설가 있게 되고 이러한 누설전류를 포집하여 보상하는 제 1, 제 2 및 제 3 주파수 보상부(56, 57, 58)들은 그림(2)에서와 같이 자기장의 영향을 받게 되어 주변에 누설전류, 즉 전자파, 노이즈를 흡인하고 평판 코일에 의하여 포집하여 펄스 폭 변조부(60)에 인가하므로 주파수 및 각 위상을 정밀하게 변조하여 위상차를 "영전위화"로 하므로 항상 정상 주파수를 가진 전원을 주 제어부(40)가 출력을 유도한다.

제 1, 제 2 및 제 3 주파수 보상부(56, 57, 58)들은 도 4c에 도시와 같이 기판상에 설치되는 도체(41), 이 도체(41)를 감아서 덮도록 한 높은 전도성을 갖는 그물망(42)과 이 그물망(42)과 도체 상에 바닥이 접촉되고 그물망(42)의 중심에 접촉되는 상태로 위치시킨 자성체의 원통형 영구자석(43)들로 구성된다.

그러므로 이상 감지부(50)는 주파수 대역 150KHz ~ 1GHz 사이에 선로 상으로 들어오는 각종 노이즈 및 전자파를 시스템으로부터 사전에 차단하고, 선로 상 내부의 내서지 신호가 주 제어부(40)가 인식하도록 하여 기본 선로 상에 들어오지 않도록 등전위화된 전위를 전기력선이 누설되지 않게 하고, 내 외부의 신호 제 3, 5, 7 등의 고조파의 영향을 받지 않도록 하며, 또한 통신의 제 2, 4, 6 등의 고조파에 의한 영향을 받지 않도록 하여 응용 전기기기의 내부의 선로상 신호가 왜곡되지 않게 한다.

극성 표시부(70)는 도 4b에 도시와 같이 지락 감지단(G1)로부터 인덕터(24)를 경유하여 누설 전원이 지점(A)를 경유하여 누설 접지단자(EPG)에 접속되며, 정상 전원 단자(L)로부터 전원이 제 1 콘덴서(15)를 경유하여 지점(B)에 인가되고 지점(C)를 경유하여 제 2 포집부(52)의 입력단으로 연결된다. 전원단자(L1)은 지점(C)에 연결되고 제 9 저항(73)의 출력단에 연결된다.

지점(B)와 지점(C)사이에는 중성선 단자(N)거나 접지단자(FG)에 정상 전원(L)이 인가되지 않고 또 다른 단자에 접지가 이루어지지 않았다면 제 6 다이오드(71), 제 6 발광다이오드(72)와 제 9 저항(73)들이 직렬로 접속되며 동시에 지점(B)에는 정상 전원 감지부(61)가 연결된다. 정상전원 감지부(61)는 제 3 브리지 회로(62)를 구비하고 이 제 3 브리지 회로(62)는 정상 전원이 인가되도록 입력단이 지점(B)를 경유하여 전원단(L)과 제 4 네온램프(55)의 접지선에 연결되고 출력단에는 병렬 연결된 제 5 발광다이오드(63)와 제 7 콘덴서(64)와 제 8 저항(65)이 병렬 연결된다. 여기서 제 5 발광다이오드(63)는 정상전원의 인가를 나타낸다.

한편 전원단자(L1)로부터 지점(C), 제 9 저항(73)의 출력단에 연결되는 이상 전압은 이상 전압 감지부로 구성한 직렬 연결된 제 6 다이오드(78), 제 7 발광다이오드(77)와 제 10 저항(79)과 제 5 다이오드(39)를 거쳐 제 4 네온램프(55)의 접지선에 연결된다. 그러므로 이상 전압 또는 과전압이거나 역 전압이 인가되면 제 7 발광다이오드(77)가 점등하여 이상 전원인가를 표시한다. 미 설명된 제 11 저항(74)은 누설 감지단자(EPG)로부터 누설전류를 차단한다.

본 발명은 도 5에 도시와 같이 다기능 무 감전 보호방법은 전원 투입 시 전원 인가 정상인가 또는 이상인가를 확인하고 시스템의 작동을 설명하면 다음과 같다.

시스템을 작동시키기 위하여 단계(S1)에서는 도시되지 않은 분전반 전원 R상, N상 또는 T상의 전원을 전원단자(L), 중성선 단자(N)와 접지단자(FG)에 전원을 투입한다.

단계(S2)에서는 전원단자(L), 중성선 단자(N)와 접지단자(FG)에 전원의 연결을 확인한다. 단계(S3)에서는 정상 극성 인가를 판단하고 정상적인 전원이 인가가 확인되면 단계(S10)로 이전하여 시스템 제어작동을 한다. 이때 전원단자(L)의 전원이 제 5의 발광다이오드(63)를 점등시킨다.

만일 정상 극성의 접속이 아니면 단계(S5)로 이전하여 접지선 연결인가 확인하거나 누설전류인가를 확인하도록 한다. 만일 중성선 단자(N)거나 접지단자(FG)에 전원이 인가되면 또 다른 단자에 접지가 이루어졌는지를 판단하고 접지가 이루어지지 않았다면 단계(S6)로 이전하여 제 7 발광다이오드(75)의 점등을 확인하고, 단계(S7)에서 전원 극성을 변경하여 연결하고 단계(S10)로 이전하여 무 감전 보호부(90)의 작동 제어를 수행하도록 한다.

한편 단계(S5)에서 누설전류를 감지하면 단계(S6)에서 제 7 발광 다이오드(72)를 점등하고 누설감지 신호를 주 제어부(40)에 인가하여 다기능 지락차폐부(10)의 작동을 제어하여 누설전류를 차단한다.

이후 단계(S11)에서는 전원 투입시 누설전류를 감지하며, 전자응용기기거나 전기장치의 누설전류를 감지하고, 노이즈 및 전자파 발생으로 인한 누설전류를 감지하며, 제 1, 제 2 및 제 3 포집부의 누설전류량을 확인하고, 단계(S12)에서는 자체 표시부에서 1 전압, 2 온도, 3 누설량 및 4 전자파 발생을 표시한다.

단계(S13)에서는 전자파 전류전압이 비정상 인가를 판단한다. 비 정상의 전압 인가가 감지되면 단계(S4)로 이전하고 그렇지 않으면 단계(S14)로 이전하여 전자파로 인한 누설 전류가 10V, 전류 5mA 이하인가를 판단한다.

단계(S14)에서 누설 전류 또는 전자파 전압 전류가 각각 10V, 5mA이상이면 단계(S5)로 이전하고, 누설 전류 전압 전류가 각각 10V, 5mA 이하이면 단계(S16) 및 단계(18)로 이전하여 주 제어부 "영전위화" 작동 감시기능으로 전환한다. 이후 단계(S16) 및 (S18)에서 차례로 누설전류 및 전자파 전류를 포집하여 펄스 폭 제어부(60)에 인가한다.

이후 단계(S19)에서는 정상 작동인가를 판단하고, 정상작동이 아니면 단계(S20)에서 비정상 작동으로 분전반의 차단기를 작동시키고, 단계(S21)로 이전하여 운전 상태를 유지한다.

산업시설이 지락에 의한 누설전류에 의한 감전사고 예방이 가능하며 전기응용기기가 침수시에도 공급전류를 차단하지 않고 감전 없이 작동시켜 2차 피해를 방지한다.

산업시설 전반적으로 현재 노이즈 및 전자파 등에 대처하는 직렬을 병렬방식으로 주파수 대역 150Khz 내지 1GHz에서 병렬방식으로 외부의 노이즈 및 전자파를 "영전위화"시켜 외부의 간섭없이 일정한 정현파 대역으로 유지시키고, 피인가 이상전압 등을 감지하여 누설전류, 노이즈 및 전자파가 발생하여도 부하에 대한 전원 인가를 가능하게 하여 통신/반도체/로보트/각종 주요시설 등에 사용할 수 있다.

또한, 가로등/보안등의 배전함/분전함들과 농업시설들의 침수로 인한 감전사고를 예방하고 누설전류에 의한 차단기 트립 현상을 줄이고 2차 피해를 방지한다.

10 : 다기능 지락 차폐부 20 : 노이즈 및 전자파 필터부
30 : 전원부, 40 : 주 제어부,
50 : 이상 감지부 60 : 펄스 폭 변조 제어부
70 : 극성 표시부 90 : 무 감전 보호부
1 : 릴레이 6, 7, 8, 55 : 제 1, 2, 3, 4 네온램프
51, 52, 53 : 제 1, 2, 3 포집부 56, 57, 58 : 제 1, 2, 3 주파수 보상부

Claims (9)

1. 지락 전류 차폐 및 접지 분배를 수행하는 다기능 지락 차폐부(10)와 이 다기능 지락 차폐부(10)와 전원 입력단에서 공통 연결되어 누설전류를 차폐, 흡수, 소멸 및 감소로 인한 감전사고를 예방하고 노이즈 및 전자파를 차폐하고 내 서지를 방지하여 노이즈 및 전자파를 감소시키고 아크 발생을 예방하도록 하는 다기능 무 감전 보호부(90)을 구비하는 다기능 무 감전 보호 시스템에 있어서,
   다기능 지락 차폐부(10)가 지락에 의한 누설전압 및 누설전류의 발생으로 인한 이상 상태를 누설접지단자(EFG)가 감지하고 이 누설전압 및 누설전류가 릴레이코일(CL) 과 제 1 및 제 2 스위치(DY1) 및 (DY2)로 구성한 릴레이부를 작동시켜 제 1 브릿지회로(11)를 경유하므로 정류된 전원을 하나이상의 네온 렘프(6, 7)를 온하므로 지락 누설전압 및 누설전류를 차폐하고 정류되지 않은 누설전압 및 누설전류를 접지단자(FG)로 출력하므로 접지 분배를 수행하며,
   다기능 무 감전 보호부(90)이
   전원 단자(L)과 중성선 단자(N) 사이에는 일단이 전원 단자(L)에 연결되고 타단이 극성표시부로 연결되는 제 1 콘덴서(15), 이 제 1 콘덴서와(15) 병렬 접속된 필터(21)와 이 필터의 단자 2' 및 3' 사이에 NPN 타입의 스위칭 트랜지스터(23)와 서로의 베이스 공통 접속된 제 1 및 제 2 트랜지스터(25) 및 (26)로 이루어진 푸쉬 풀 회로(22)로 구성되는 안정화 회로들을 구비하여, 스위치 트랜지스터(23)의 베이스를 누설 전류감지단(G1)으로 하여 누설전류가 인덕터(24)를 경유하여 누설접지단자(EPG)로 연결되게 하고, 푸쉬 풀 회로(22)의 제 2 및 제 3 트랜지스터(27) 및 (28)의 공통 에미터를 이상 전압감지단(G2)으로 형성하여 이상 전압이 단자(D)를 경유하여 차단되게 한 노이즈 및 전자파 필터부(20);
   제 2 브리지 회로(31)의 정류단자에 전원 단자(L2)와 접지단자(FG) 또는 기능 겸용 중성선 단자(N)가 연결되고 제 2 브리지 회로(31)의 중간 단자들이 제 5 저항(32)과 제 2 발광다이오드(33)가 연결되어 정상전원이 인가되어 정상전원의 인가면 제 2 발광다이오드(33)를 점등하는 전원부(30);
   다기능 지락 차폐부(10)로 부터 지락, 누전에 의한 누설전류를 노이즈 및 전자파 필터부(20)가 감지하고 과전압 등의 이상 전압들을 감지하여 10V 및 5mA 이상인가를 판단하여 영전위화 작동 감시 기능으로 전환하여 펄스 폭 변조회로(60)를 제어하여 10V 이하의 전압강하를 유도하는 주 제어부(40);
   이상전압 감지단(G2)에 직렬 연결된 제 4 발광 다이오드(34), 제 7 저항(35)과 제 2 다이오드(36)를 거쳐 서로 반대 방향으로 지향하여 연결된 전압 강하용 제 3 및 제 4 다이오드(37)과 (38)들로 구성되는 내서지 감지부가 누설전류를 감지하도록 하고, 입력 전원단자들에 이상전원 투입 및 전기장치들의 노이즈 및 전자파를 감지한 경우 전원단자(L3), 부하 접지단자(EPG)와 접지단자(FG)들로 부터 누설전류와 노이즈 및 전자파 전류를 포집하는 제 1, 제 2 및 제 3 포집부(51), (52), (53)와 이들 포집부들 각각에 병렬로 접속되어 그들 주변의 노이즈 및 전자파 전류를 포집하는 제 1, 제 2 및 제 3 주파수 보상부(56), (57). (58)들로 구성되어 누설전류와 노이즈 및 전자파 전류를 정상 전원으로 재생시키는 이상 감지부(50)와;
   지점(B)와 지점(C)사이에 제 6 다이오드(71), 제 6 발광다이오드(72)와 제 9 저항(73)들이 직렬로 접속되며, 누설 감지단(G1)로 부터 누설전류 인가를 감지하여 누설접지단자(EPG)로 유도하며, 이상 전압감지단(G2)에서 나타나는 과전압 및 전원선 단자(L)에 나타나는 역 전압이 지점(C)에 인가되면 직렬 연결된 제 6 다이오드(78), 제 7 발광다이오드(77)와 제 10 저항(79)과 제 5 다이오드(39)를 거쳐 전압 강하하고 제 4 네온램프(55)의 접지선에 접지단자(FG)로 연결되므로 이상전압임을 표시하는 극성 표시부(70)들을 구비하게 한 것을 특징으로 하는 다기능 무 감전 보호시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   다기능 지락 차폐부는 전원 단자(L)가 제 1 스위치(DY1)와 제 2 스위치(DY2)로 구성되는 제 1 릴레이의 코일(CL) 단자 2,에 연결되고, 단자 1'에 제 1 다이오드(2), 제 1 발광다이오드(3)와 제 1 저항(4)이 직렬 연결되어 있고, 제 1 저항(4)과 코일(CL) 사이에 중성선 단자(N)가 형성되며, 제 1 스위치(RY1)의 단자 4'와 제 2 스위치(RY2)의 단자 8'와 공통으로 제 2 저항(5)을 경유하여 부하 단자(E2)에 연결되며, 제 1 스위치(RY1)의 단자 3' 및 제 2 스위치(RY2)의 단자 6'가 동시에 제 1 브리지 회로(11)의 정류 단자에 연결되고, 제 1 브리지 회로(11)의 출력 단자들에는 병렬로 정렬되는 제 1 및 제 2 네온램프(6) 및 (7)들이 설치되고, 제 1 스위치(RY1)의 단자 3'이 부하 접지단자(E1)에 연결되고 제 2 스위치(RY2)의 단자 6'에는 제 3 네온램프(8)와 제 3 저항(8)을 직렬로 연결한 다음 접지단자(FG)로 연결한 구성으로 한 것을 특징으로 하는 다기능 무 감전 보호시스템.
   
3. 청구항 1항 또는 2항에 있어서,
   다기능 지락 차폐부(10)는 정상전원이 인가되면 제 1 발광다이오드(3)가 점등되고 릴레이코일(CL)이 여자되어 부하단자(E2)와 부하 접지단자(E1)에 연결되어 전기장치에 전원을 인가하는 상태로 되고, 누설 접지단자(EGP)에 지락에 의한 누설전류가 발생하면 제 1 및 제 2 스위치(RY1, RY2)들에서 단자 6' 및 3'이 단자 7' 및 4'에 연결되는 원위치 상태로 되어 누설 전류를 제 1 브리지 회로의 정류단자에 접속시켜 출력단자에 병렬 접속된 제 1 및 제 2 네온램프(6, 7)들을 점등하고 동시에 단자 6'에 제 3 네온램프(8)를 점등하고 제 3 저항(9)에 인가하여 전압 강하하여 접지단자(FG)에 인가하여 주 제어부가 0 ~10V 전압을 출력되게 한 것을 특징으로 하는 다기능 무 감전 보호시스템.
   
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6. 청구항 1에 있어서,
   이상 감지부(50)는,
   전원단자(L1)에 내 서지로 나타나는 누설전류를 감지하는 이상 전압감지단(G2)에 접속된 제 4 발광 다이오드(34), 제 7 저항(35)과 제 2 다이오드(36)를 거쳐 제 4 네온램프(55)의 중성선에 접속되는 전압 강하용 제 3 다이오드(37) 및 제 3 다이오드(37)에 역 방향 접속한 제 4 다이오드(38)들의 중단에서 노이즈 및 전자파의 이상 전압을 감지하면 제 4 발광다이오드(34)가 점등하는 내서지 감지부;
   제 1 코일(CL1)과 제 1 병렬 콘덴서(C1)로 구성되고 입력단이 제 3 전원 단자(L3)에 연결되고 출력단이 중성선(N3)에 동시에 연결되고, 제 5 저항(54)을 경유하여 제 4 네온램프(55)의 중성선에 연결되며, 그 출력단이 펄스 폭 변조 제어부(60)와 누설 접지단자(EPG)에 연결되는 제 1 포집부(51);
   제 2 코일(CL2)과 제 2 병렬 콘덴서(C2)로 구성되고 입력단이 중성선 단자(N)와 제 4 네온램프(55)의 중성선에 연결되며, 츨력단이 펄스 폭 변조 제어부(60)와 누설 접지단자(EPG)에 연결되는 제 2 포집부(52);
   제 3 코일(CL3)과 제 3 병렬 콘덴서(C3)로 구성되고 입력단이 중성선 단자(N4)와 제 4 네온램프(55)의 중성선에 연결되고 출력단이 펄스 폭 변조 제어부(60)와 누설 접지단자(EPG)에 연결되며, 제 5 다이오드(59)에 의하여 제 4 네온램프의 접지선으로 연결되는 접지단자(FG)와 분리되는 상태로 되는 제 3 포집부(53)과;
   제 1, 제 2 및 제 3 포집부(51, 52, 53)들 각각에 병렬로 접속되고 전원단자(L3) 및 중성선 단자(N4)로 전류 누설이 있게 되고 이러한 누설전류를 포집하여 보상하는 제 1, 제 2 및 제 3 주파수 보상부(56, 57, 58)들로 구성한 것을 특징으로 하는 다기능 무 감전 보호시스템.
   
7. 청구항 1 또는 6 에 있어서,
   제 1, 제 2 및 제 3 보상부(56, 57, 58)들은 기판상에 설치되는 도체(41), 이 도체(41)를 감아서 덥도록 쌓는 전도성을 갖는 그물망(42)과 이 그물망(42)과 도체 상에 바닥이 접촉되고 그물망의 중심에 접촉되는 상태로 위치시킨 자성체의 원통형 영구자석(43)들로 구성하여 주변에 누설전류, 노이즈를 흡인하고 평판 코일에 의하여 포집하여 펄스 폭 변조부(60)에 인가하므로 주파수 및 각 위상을 변조하여 위상차를 "영전위화"로 하므로 항상 정상 주파수를 가진 전원을 주 제어부가 출력을 유도하는 것을 특징으로 하는 무 감전을 위한 다기능 무 감전 보호시스템.
   
8. 청구항 1 에 있어서,
   극성 표시부(70)가 정상 전원을 지점(B)를 경유하여 전원단(L1)과 제 4 네온램프(55)의 접지선에 연결하고 출력단에는 병렬 연결된 제 5 발광다이오드(63)와 제 7 콘덴서(64)와 제 8 저항(65)이 병렬 연결되게 한 제 3 브리지 회로(32)를 구비하게 한 것을 특징으로 하는 정상 전원 감지부(61)를 더 구비한 다기능 무 감전 보호시스템.
   
9. 다기능 무감전 보호방법에 있어서,
   전원이 투입되면, 전원단자(L), 중성선 단자(N)와 접지단자(FG)에 전원의 연결을 확인하고, 정상 극성 인가를 판단하고 정상적인 전원이 인가가 확인되면 시스템 제어작동을 하며,
   정상 극성의 접속이 아니면 접지선 연결을 확인하고, 중성선 단자(N)거나 접지단자(FG)에 전원이 인가되면 또 다른 단자에 접지가 이루어졌는지를 판단하며,
   접지선 연결이 되지 않아 제 5 발광 다이오드가 점등되면 전원 극성을 변경하여 연결하여 부 감전 보호부의 작동 제어를 수행하며,
   무 감전 보호부가 전원 투입시 지락을 감지하고 전자응용기기 누설전류를 감지하며, 제 1, 제 2 및 제 3 포집부의 누설전류를 확인하고,
   과전압 인가인가를 판단하고 과전압 인가가 감지되면 전압 10V, 전류 5mA 이하인가를 판단하며, 전압 10V, 전류 5mA 이상이면 접지선 연결이 되지 않은 경우 전원 극성을 변경하여 연결하고 부 감전 보호부의 작동 제어를 하도록 하고,
   전압 10V, 전류 5mA 이하이면 주 제어부 "영전위화" 작동 감시기능으로 전환 후 차례로 누설전류를 포집하고 과전압 감지 모드로 전환하며 노이즈를 포집하여 펄스 폭 제어부에 인가하고,
   정상 작동인가를 판단하여 정상작동이 아니면 비정상 작동으로 분전반의 차단기를 작동시키고, 정상작동이면 운전 상태를 유지하게 한 단계들로 이루어진 것을 특징으로 하는 다기능 무 감전 보호방법.

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