KR102367690B1

KR102367690B1 - 누설전류에 의한 감전방지 시스템

Info

Publication number: KR102367690B1
Application number: KR1020210047587A
Authority: KR
Inventors: 이지범; 권용대; 박수경; 한경은
Original assignee: 이지범; 권용대; 박수경; 한경은
Priority date: 2021-04-13
Filing date: 2021-04-13
Publication date: 2022-02-28

Abstract

본 발명은 일정량 이상의 누설전류를 감지하여 회로를 동작시키는 누설전류감지부와 일정이상의 누설전류 인입시 동작하는 릴레이및 상기 릴레이의 동작으로 누설전류에 의해 충전을 수행하는 충전부와 상기 충전부에 연결되어 충전전원으로 누설전류의 상태를 출력하는 출력부를 구비하여 누선전류의 감지시 누설전류로서 충전을 수행하면서 누설전류의 상태를 표시토록 하여 누설전류에 의한 안전사고를 방지하는 누설전류에 의한 감전방지 시스템에 관한 것이다.

Description

누설전류에 의한 감전방지 시스템{A SYSTEM FOR PREVENTING ELECTRICSHOCK BY LEAKAGE CURRENT}

일반적으로 누전 차단 장치는 부하를 보호하고 인체의 감전을 방지하기 위해 사용되는 것으로 전력을 공급하는 회로 상에서 누전 차단 장치를 작동시키는 인자로는 실제적인 누설전류 이외에도 낙뢰에 의하여 송전선으로 유기되는 갑작스런 서지(serge) 전압, 합선 및 감전 등이 있다.

그리고, 상기 누전차단장치는, 전동기계기구가 접속될 경우 전로(電路)에서 누전에 의한 감전위험을 방지하기 위해 사용되는 기기로서 전로의 정격에 적합하고, 감도(感度)가 양호하면서 확실하게 작동하도록 되어 있어야 한다

이와같은 기술과 관련되어 종래의 특허 제1247208호에 누전차단장치의 기술이 제시되고 있으며 그 구성은 도1에서와 같이 누전차단 장치는 상용 전원이 인가되고 부하(100)에 연결되는 제1 및 제2 주전원선(L1, L2), 제1 및 제2 주전원선(L1, L2)에 연결된 주전원 차단부(10), 두 개의 주전원선(L1, L2)에 연결된 영상변류기(20), 영상 변류기(20)에 연결된 보호부(30), 보호부(30)에 연결된 누전 검출부(40), 누전 검출부(40)에 연결된 제어신호 출력부(50), 주전원 차단부(10)와 연결된 트립 구동부(60), 트립 구동부(60)와 연결된 정류부(70) 그리고 정류부(70)와 제어신호 출력부(50)에 연결된 스위칭 전환부(80)를 구비한다.

그리고, 상기 누전 검출부(40)는 보호부(30)의 출력단, 즉, 저항(R1)의 타측 단자와 저항(R2)의 타측 단자에 각각 연결된 두 개의 입력단(V_IN), 제어신호 출력부(50)와 연결된 출력단(OUTPUT)을 구비한 누전검출기(41), 누전검출기(41)의 전원단(VCC)과 스위칭 전환부(80) 사이에 연결된 저항(R3), 그리고 전원단(VCC)과 접지사이에 연결된 콘덴서(capacitor)(C1)를 구비하고, 상기 누전 검출부(40)로부터 출력된 제2 상태의 누전 검출 신호에 의해 제어 신호 출력부(50)의 사이리스터(SCR)가 도통되면, 동작 상태 표시부(81)의 발광 다이오드(LED)는 동작하여 빛을 발광한다.

또한, 상기 동작 상태 표시부(81)는 콘덴서(C2)의 타측 단자에 애노드 단자가 연결된 발광 다이오드(LED), 발광 다이오드(LED)의 캐소드 단자에 일측 단자가 연결되어 있고 제4 스위치(SW2)의 제2 출력단(4)에 타측 단자가 연결된 저항(R5), 릴레이(RL)의 코일(L11)의 일측 단자와 발광 다이오드(LED)의 캐소다 단자 사이에 위치한 누전 횟수 출력부(82)를 구비한다.

그러나, 상기와 같은 누전 차단 장치는, 습도등에 의해 차단기가 오동작하는 것을 방지하기 위하여 누설전류의 감도를 올려 적용할 경우 미세한 전류에 의한 누전 차단기의 미동작으로 안전사고가 발생하게 되는 단점이 있는 것이다.

상기와 같은 종래의 문제점들을 개선하기 위한 본 발명의 목적은, 간단한 구성으로 누설전류의 체크가 가능하면서 누설전류를 제거하여 안전사고를 방지토록 하고, 누설전류의 현장확인은 물론 원격지에서의 확인이 가능토록 하며, 별도의 전원공급없이 사용이 가능토록 하고, 현장 및 원격지에서의 동작상태 확인이 가능토록 하는 누설전류에 의한 감전방지 시스템을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 누설전류 일정량 이상의 누설전류를 감지하여 회로를 동작시키는 누설전류감지부와

일정이상의 누설전류 인입시 동작하는 릴레이 및

상기 릴레이의 동작으로 누설전류에 의해 충전을 수행하는 충전부와

상기 충전부에 연결되어 충전전원으로 누설전류의 상태를 출력하는 출력부로 이루어진 누설전류에 의한 감전방지 시스템을 제공한다.

그리고, 상기 출력부는, 일정량 이상의 출력전원을 필요료 할 때 보조릴레이를 통하여 서브전원에 연결되고, 무선접점을 갖는 동작감지부를 통하여 동작확인이 가능토록 하는 누설전류에 의한 감전방지 시스템을 제공한다.

더하여, 상기 서브전원은, 슈퍼캐패스터 또는 쏠라셀이 사용되고, 상기 쏠라셀은 충전상태를 외부에 표시토록 표시부가 설치되는 누설전류에 의한 감전방지 시스템을 제공한다.

계속하여, 상기 제어부는 무선모듈이 더 연결되어 주기적인 상태확인 및 누설전류의 감지시 신호를 원격지에 출력토록 하는 누설전류에 의한 감전방지 시스템을 제공한다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 간단한 구성으로 누설전류의 체크가 가능하면서 누설전류를 제거하여 안전사고를 방지하고, 누설전류의 현장확인은 물론 원격지에서의 확인이 가능하며, 별도의 전원공급없이 사용이 가능하고, 현장 및 원격지에서의 동작상태 확인이 가능한 효과가 있는 것이다.

도1은 종래의 누전차단기를 도시한 회로도이다.
도2는 본 발명에 따른 감전방지 시스템을 도시한 블럭도이다.
도3 및 도4는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 감전방지 시스템을 도시한 블럭도이다.
도5 및 도6은 각각 본 발명의 감전방지 시스템의 충전부 및 동작감지부를 도시한 회로도이다.
도7은 본 발명에 따른 감전방지 시스템의 동작순서도이다.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 감전방지 시스템을 도시한 블럭도이고, 도3 및 도4는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 감전방지 시스템을 도시한 블럭도이며, 도5 및 도6은 각각 본 발명의 감전방지 시스템의 충전부 및 동작감지부를 도시한 회로도이고, 도7은 본 발명에 따른 감전방지 시스템의 동작순서도이다.

본 발명의 감전방지 시스템은, 누설전류의 미 인가시 휴면상태(슬립모드)를 유지토록 하고, 누설전류를 감지하는 누설전류감지부(110)와 상기 누설전류감지부에 연결되어 제어신호를 발생시키는 제어부(130) 및 누설전류의 인입시 제어부의 제어신호에 의해 동작되는 릴레이(150)가 구비된다.

또한, 상기 릴레이(150)의 동작으로 누설전류에 의해 충전을 수행하는 충전부(170)가 구비된다.

이때, 상기 충전부(170)는, 인입되는 누선전류 즉 일정이하의 전압만 사용하여 충전을 수행하는 슈퍼캐패시터가 사용 되면서 일정이상의 전압은 접지토록 한다.

더하여, 상기 충전부(170)는, 일정 전압이상의 누설전류를 저장토록 별도의 슈퍼캐패시터가 병렬연결토록 설치되어도 좋다.

그리고, 상기 충전부(170)에 연결되어 충전부의 충전전원으로 누설전류의 상태를 출력하는 출력부(180)가 더 설치된다.

이때, 상기 출력부(180)는, 전류의 누설상태, 누설전류가 없을 때 등에서 각각 상이한 색상으로 표현하거나, 누설전류의 크기에 따라 상이한 색상의 엘이디램프를 점등토록 설치된다.

그리고, 상기 출력부(180)는, 일정량 이상의 출력전원을 필요료 할 때 보조릴레이(155)를 통하여 서브전원(280)에 연결되어도 좋다.

이때, 상기 서브전원(280)은, 태양에 의해 동작하는 쏠라셀이 적용되면서 상기 서브전원의 충전상태를 표시하는 표시부(281)가 더 설치된다.

또한, 상기 출력부(180)는, 무선접점을 갖는 동작감지부(220)를 통하여 동작확인이 가능토록 설치된다.

이때, 상기 동작감지부(220)는, 자장을 통하여 접점을 연결하는 동작을 통하여 출력부에서 동작상태를 표시토록 설치된다.

계속하여, 상기 제어부(130)는, 무선모듈(173)이 더 연결되어 주기적인 상태확인 및 누설전류의 감지시 신호를 원격지에 출력토록 설치된다.

상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 동작을 설명한다.

도2 내지 도7에서 도시한 바와같이 본 발명의 감전방지 시스템은, 차단기 전단에 설치되어 감도(感度)의 조절을 통하여 차단기의 미 동작시에 유입되는 미세전류에 의한 충격등을 미연에 방지토록 한다.

또한, 본 발명의 감전방지 시스템은, 누설전류의 미 인가시 휴면상태(슬립모드)를 유지토록 하여 측정에 필요한 전력소모를 최소화 한다.

그리고, 본 발명은 누설전류가 인입되면 이를 누설전류감지부(110)에서 감지하고, 본 발명은 10mA를 기준으로 누설전류를 감지토록 하며, 상기 누설전류감지부(110)에서 누설전류가 감지되면 제어부(130)에 신호를 전달한다.

이때, 상기 제어부(130)에서는 누설전류의 감지부 릴레이(150)를 동작시키는 제어신호를 전달하여 휴면상태에서 누설전류감지부(110)로 향하는 스위치를 변경시켜 충전부(170)로 향하도록 한다.

즉, 상기 누설전류감지부에서 누설전류의 감지시 휴면상태의 시스템이 가동하여 누설전류를 충전부(170)의 슈퍼캐패시터에 공급하여 충전동작을 수행하게 되어 누설전류가 충전부로 흐르게 됨으로써 누설전류에 의한 감전사고를 방지하게 된다.

이때, 상기 충전부(170)는, 인입되는 누선전류 즉 일정이하의 전압만 사용하여 충전을 수행하는 슈퍼캐패시터가 사용 되면서 일정이상의 전압은 접지토록 하여 감전사고를 방지하게 된다.

더하여, 상기 충전부(170)는, 일정 전압이상의 누설전류를 저장토록 별도의 슈퍼캐패시터가 병렬연결되어 누설되는 전류 전체를 에너지의 저장에 활용토록 한다.

그리고, 상기 충전부(170)에 연결되어 충전부의 충전전원으로 누설전류의 상태를 출력하는 출력부(180)가 더 설치되어 누설전류의 발생은 물론 누설전류의 크기를 시각적으로 표시토록 한다.

이때, 상기 출력부(180)는, 정상동작상태 확인, 전류의 누설상태확인 , 누설전류가 없을 때 등에서 각각 상이한 색상으로 표현하거나, 누설전류의 크기에 따라 상이한 색상의 엘이디램프를 점등토록 하여 사용자가 누설전류의 상태를 정확하게 파악토록 한다.

더하여, 상기 출력부(180)는, 제어부의 제어신호에 의해 동작하면서 제어신호의 공급에도 미 동작시 충전부(170)의 전원부족으로 판단하여 서브전원을 자동 공급토록 한다.

그리고, 상기 출력부(180)는, 일정량 이상의 출력전원을 필요로 할 때 보조릴레이(155)를 통하여 서브전원(280)에 연결되어 원하는 전력량의 공급이 가능하게 되어 다양한 출력이 가능토록 한다.

이때, 상기 서브전원(280)은, 태양에 의해 동작하는 쏠라셀이 적용되면서 상기 서브전원의 충전상태를 표시하는 표시부(281)가 더 설치되어 충전부에 의한 전원부족을 용이하게 보충토록 하면서 서브전원의 충전상태를 정확하게 확인할 수 있게 된다.

또한, 상기 출력부(180)는, 무선접점을 갖는 동작감지부(220)를 통하여 동작확인이 가능토록 설치되어 관리자가 무선접점을 동작시키는 마그네틱(자장)등을 접근시키면 접점이 연결되어 정상 동작을 출력토록 한다.

이때, 상기 동작감지부(220)는, 자장을 통하여 점점을 연결하는 동작을 통하여 출력부에서 동작상태를 표시한다.

계속하여, 상기 제어부(130)는, 무선모듈(173)이 더 연결되어 주기적인 상태확인 및 누설전류의 감지시 신호를 원격지에 출력하도록 한다.

110...누설전류감지부 130...제어부
150...릴레이 170...충전부
173...무선모듈 180...출력부
220...동작감지부 280...서브전원
281...표시부

Claims

누설전류의 미 인가시 슬립모드를 유지토록 하면서 일정량 이상의 누설전류를 감지하여 회로를 동작시키는 누설전류감지부와
일정이상의 누설전류 인입시 제어부의 제어신호에 의해 동작하는 릴레이 및
상기 릴레이의 동작으로 누설전류에 의해 슈퍼캐패시터에 충전을 수행하는 충전부와
상기 충전부에 연결되어 충전전원으로 누설전류의 상태를 출력하는 출력부를 구비하는 구성으로 이루어지며,
차단기 전단에 설치되어 누선전류의 감지시 제어부의 신호로 누설전류로서 충전을 수행하면서 이를 출력부로 표시토록 하고,
상기 제어부는, 무선접점을 갖는 동작감지부가 더 연결되고,
상기 동작감지부는, 자장의 감지시 스위치가 접점되어 동작확인이 가능토록 설치되며,
상기 충전부는, 슈퍼캐패시터에 저장되지 못하는 일정량 이상의 누설전류는 병렬연결되는 다른 슈퍼캐패시터에 의해 저장토록 설치되는 누설전류에 의한 감전방지 시스템.
제1항에 있어서, 상기 출력부는,
a). 일정량 이상의 출력전원을 필요료 할 때 보조릴레이를 통하여 슈퍼캐패시터가 사용되는 서브전원에 연결되고,
b). 전류의 누설상태, 누설전류가 없을 때 등에서 각각 상이한 색상으로 표현하거나, 누설전류의 크기에 따라 상이한 색상의 엘이디램프를 점등토록 설치되는 것을 특징으로 하는 누설전류에 의한 감전방지 시스템.
삭제
제1항에 있어서, 상기 제어부는 무선모듈이 더 연결되어 주기적인 상태확인 및 누설전류의 감지시 신호를 원격지에 출력토록 하는 특징으로 하는 누설전류에 의한 감전방지 시스템.