KR102551607B1

KR102551607B1 - 누전 차단기

Info

Publication number: KR102551607B1
Application number: KR1020160052313A
Authority: KR
Inventors: 함승진
Original assignee: 엘에스일렉트릭(주)
Priority date: 2016-04-28
Filing date: 2016-04-28
Publication date: 2023-07-05
Also published as: KR20170123096A

Abstract

본 발명은 영상변류기를 이용하여 외부전원과 부하를 연결하는 전원 선에 발생하는 누설전류여부를 파악하는 누전 차단기에 있어, 외부전원이 부하에 공급하는 전류 신호를 처리하여 증폭하는 제1 증폭부, 상기 외부전원과 부하 간을 연결하는 영상변류기가 검출한 전류신호를 처리하여 증폭하는 제2 증폭부, 및 상기 제 1 증폭부가 발생하는 출력신호와 상기 제2 증폭부가 발생하는 출력신호 간의 위상차이를 근거하여, 상기 외부전원과 부하 간을 연결하는 선로의 누전 발생 여부를 검출하는 제어부를 포함한 누전차단기에 관한 것이다.

Description

누전 차단기 {Leakage Current Detector}

본 발명은 누전차단기에 관한 것으로, 특히 저항성 누설전류를 검출하여 누전전류 발생 여부를 판단하는 누전 차단기에 관한 것이다.

누전 차단기는 전선과 중립 전선 사이의 전류균형이 깨졌을 때, 전류를 차단하는 장치로서, 연결된 영상 변류기에 의해 누전되는 전류를 검출하여 정격감도 이상일 경우 자동으로 상기 전류의 흐름을 차단하는 장치이다.

도 1을 통해, 이러한 누설되는 전류의 구성을 살펴보면, 영상변류기(ZCT)가 검출한 누설전류는 저항성 누설전류(Igr)와 용량성 누설전류(Igc)로 구성된 합성 누설전류(Ig)이다.

여기서, 상기 저항성 누설전류는 외부전원 및 부하를 연결하는 선로 및 부하의 대지 절연 열화로 인한 누설전류로서 상기 외부전원의 전압과 위상이 동상이며, 저항열을 발생시켜 누전에 의한 전기화재의 원인이 되는 성분이다.

반면, 상기 용량성 누설전류는 가상의 선로, 부하가 갖는 전기 용량(capacitance 커패시턴스) 또는 특수한 부하의 경우, EMC (Electro-Magnetic Compatibility) 노이즈를 제거하기 위해 선로와 대지 간에 설치된 축전기 (capacitor 커패시터)에 의해 발생한다.

최근 인버터 사용의 증가로 인해 고주파 간섭을 해결하기 증가한 커패시터의 사용은 자연히 용량성 누설전류의 발생을 증가시켰다. 그렇지만, 이러한 용량성 누설전류는 부하 또는 선로 상에 저항열을 발생시키는 성분이 아니기 때문에, 누전 차단기의 차단동작은 불필요하다.

그렇지만, 영상 변류기가 검출한 합성 누설전류(Ig)로부터 저항선 누설전류(Ig)를 검출하는 것이 용이하지 않기 때문에, 현재 대부분의 누전경보기 또는 누전차단기는 합성 누설전류(Ig)를 검출하여 작동되어 왔다.

그러므로, 누전 차단기는 불필요한 차단동작을 하는 경우가 빈번해 졌고, 이에 따라 예기치 않은 부하정전 사고 등이 증가하는 문제가 발생하게 되었다.

도 2는 종래 누전 차단기의 정상동작을 일으키는 누설전류를 나타낸다.

상기 누설전류는 합성 누설전류(Ig)로서 저항성 누설전류(Igr)와 용량성 누설전류(Igc)의 백터 합으로 이루어진다.

저항성 누설전류(Igr)는 언제나 외부 전원전압과 동상이고 용량성 누설전류(Igc)는 언제나 외부 전원전압보다 90도 앞선 위상을 갖는다.

여기서, 상기 저항성 누설전류(Igr)의 스칼라(scalar) 성분은 용량성 누설전류(Igc)의 스칼라 성분보다 상대적으로 대단히 큰 값을 갖고, 상기 합성 누설전류(Ig)의 많은 비중을 차지하고 있다. 즉, 상기 누설전류는 전기적 손상을 초래하는 저항성 누설전류(Igr)를 적절히 반영한다고 볼 수 있다.

그러므로, 상기 합성 누설전류(Ig)에 근거한 해당 누전 차단기의 차단동작은 적절한 동작이 될 수 있다.

도 3은 누전차단기의 오동작을 초래하는 누설전류를 나타낸다.

도 2와 마찬가지로, 누설전류(Ig)는 저항성 누설전류(Igr)와 용량성 누설전류(Igc)의 백터 합으로 구성되고 상기 저항성 누설전류(Igr)는 외부공급 전원전압과 동상인 반면, 상기 용량성 누설전류(Igc)는 상기 외부공급 전원전압보다 위상이 90도 앞선다.

여기서, 도 2와 대조적으로, 상기 용량성 누설전류(Igc)의 스칼라(scalar) 성분은 저항성 누설전류(Igr)의 스칼라 성분보다 상대적으로 대단히 큰 값을 가진다. 그리고, 상기 합성 누설전류(Ig) 값은 부하를 전기적 손상을 초래하는 저항성 누설전류(Igr)를 반영하기보다는, 용량성 누설전류(Igc)의 특성을 반영한다고 볼 수 있는 것이다.

그렇지만, 이러한 경우에도 기존의 누전 경보기 또는 누전 차단기는 상기 합성 누설전류(Ig) 값을 근거하기 때문에 불필요한 차단동작 (오동작)을 개시하여 부하 정전사고가 발생할 수 있는 것이다. 더욱이, 근래에 누전차단기의 동작전류가 5-10 mA 수준으로 낮아짐에 따라, 용량성 누설전류(Igc)에 의한 오작동 발생이 증가하는 추세이다.

본 발명은 상기와 같은 기술적 문제점을 해결하기 위한 것으로 영상변류기가 검출한 누전전류의 성분을 분석하여 해당 차단기의 오작동을 줄이고 안정적인 전원공급을 수행하는 누전차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 누전차단기에 있어, 외부전원이 부하에 공급하는 전류 신호를 처리하여 증폭하는 제1 증폭부, 상기 외부전원과 부하 간을 연결하는 영상 변류기가 검출한 전류신호를 처리하여 증폭하는 제2 증폭부, 및 상기 제 1 증폭부가 발생하는 출력신호와 상기 제2 증폭부가 발생하는 출력신호 간의 위상차이를 근거하여, 상기 외부전원과 부하 간을 연결하는 선로의 누전 발생 여부를 검출하는 제어부를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제1 증폭부는 상기 외부전원이 출력하는 교류전류와 동일한 위상을 갖는 제1 출력신호를 생성하는 제1 차동 증폭기를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제 1 증폭부는 상기 외부전원을 전파 정류된 신호로 변화시키는 정류기, 상기 전파 정류된 신호를 직류신호로 변화시키는 필터부를 더 포함하고, 상기 제1 차동 증폭기는 상기 정류기로부터의 출력신호와 상기 필터부의 출력신호 간의 차이를 근거하여 기설정된 신호를 출력할 수 있다.

또한, 상기 제2 증폭부는 상기 누전전류의 교류파형과 동일한 위상을 갖는 제2 출력신호를 생성하는 제2 차동 증폭기를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제2 증폭부는 상기 필터부의 출력 신호를 기설정된 비율로 감압시켜 출력하는 전압분배기를 포함하고, 상기 제2 증폭기는 상기 영상변류기의 출력 전압신호와 상기 전압분배기의 출력신호 간의 차이를 근거하여 기설정된 신호를 출력할 수 있다.

일 실시 예에 따라, 상기 제어부는 기설정된 시간 동안 수신된 상기 제1 출력신호의 위상 및 상기 제2 출력신호 각각의 위상이 서로 겹치는 경우, 디지털 하이(Hi) 신호를 출력하는 샘플링 회로를 포함할 수 있다.

이때, 상기 제어부는 적어도 하나의 저항 소자와 콘덴서 소자를 포함한 적분 회로를 포함하고, 상기 적분 회로는 상기 샘플링회로가 출력한 디지털신호에 해당하는 제어신호를 출력할 수 있다.

이때, 상기 누전 차단기는 상기 외부전원으로부터 상기 부하 간의 전류의 흐름을 차단하는 전원 차단스위치를 포함하고, 상기 적분 회로는 상기 제어신호를 통해 상기 누전 차단스위치의 동작을 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 누전차단기는 저항성 누설전류의 발생 여부를 판단한 경우에만 공급 전원을 부하로부터 차단하기 때문에 불필요한 누전차단기의 차단동작을 방지할 수 있다. 그러므로 부하에 전원을 안정적으로 공급할 수 있다.

도 1은 영상변류기가 검출한 누설전류의 성분을 나타내고 있다.
도 2는 누전차단기의 정상동작을 일으키는 누설전류를 나타내고 있다.
도 3은 누전차단기의 오 동작을 초래하는 누설전류를 나타내고 있다.
도 4는 본 발명에 따른 누전차단기의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 누전차단기의 제 1 증폭부를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 제1 증폭부의 처리신호를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 누전차단기의 제2 증폭부를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 제2 증폭부의 처리신호를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 누전차단기의 제어부를 나타낸 블록도이다.
도 10은 본 발명에 일 예에 따른 누전 차단기 제어부의 입력신호를 나타내고 있다.
도 11은 본 발명의 일 예에 따른 누전 차단기 제어부의 출력신호를 나타내고 있다.
도 12는 본 발명의 다른 예에 따른 누전 차단기 제어부의 처리신호를 나타내고 있다.
도 13은 본 발명의 다른 예에 따른 누전 차단기 제어부의 처리신호를 나타내고 있다.

첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예들을 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

또한 본 발명과 관련된 단상인버터누전차단기에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 단순히 본 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되는 것으로서, 그 자체로 특별히 중요한 의미 또는 역할을 부여하는 것은 아니다. 따라서, "모듈" 및 "부"는 서로 혼용되어 사용될 수도 있음을 유념해야 한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 누전 차단기의 구성을 나타낸 블록도 이다.

여기서, 누전 차단기(400)는 외부전원(100)이 부하(300)에 공급하는 전원의 전류신호를 처리하여 증폭하는 제1 증폭부(410), 상기 외부전원(100)과 부하(300)를 연결하는 영상 변류기(200)가 검출한 (누전)전류신호를 처리하여 증폭하는 제2 증폭부(420), 및 상기 제 1 증폭부(410)가 발생하는 출력신호와 상기 제2 증폭부(420)가 발생하는 출력신호 간의 위상차이를 근거하여, 상기 누전차단기(400)의 차단동작을 제어하는 제어부(430)를 포함한다.

또한, 상기 누전 차단기(400)는 복수의 외부전원 차단스위치 동작을 개시하는 트립코일(미도시) 및 그것을 구동하는 래치부?(미도시)를 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 누전차단기(400)를 구성하는 구성요소들 각각의 구성 및 기능에 관한 설명은 이후의 도면들을 통해 살펴보도록 하겠다.

도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 제 1 증폭부(410)를 나타낸 블록도 이다.

상기 제1 증폭부(410)는 외부전원(100)의 전원전압(교류)을 전파정류 신호(A)로 바꾸는 정류기(411), 상기 전파 정류된 신호를 기설정된 직류신호(B)로 변화시키는 필터부(412), 및 상기 전파정류 신호(A) 및 상기 필터부(412)가 출력하는 직류신호(B)를 처리하여 기설정된 출력신호(C)를 생성하는 제1 증폭기(413)를 포함한다.

상기 정류기(411) 주기적으로 양과 음 두 가지 방향으로 변화하는 교류전류를 한 가지 방향만 갖는 직류 전류로 변화시키는 소자로 구성될 수 있다.

예를 들어, 실리콘 다이오드 또는 사이리스터(thyristor)가 사용될 수 있다.

상기 필터부(412)는 상기 정류기(411)로부터의 출력신호(A)를 입력받은 후, 설정된 일정한 전압을 갖는 직류전압을 출력하도록 저항성분 소자(R) 및 커패시터(C) 소자로 이루어진다. 상기 필터부(412)는 일반적인 RC 로우패스(Low pass)필터로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 제1 증폭기(413)는 일반적인 차동 증폭기(Differential Amplifier)로서, 상기 정류기(411)에서의 상기 전파 정류된 신호(A)와 상기 필터부(412)가 출력하는 직류전압 신호(B) 간의 전압 차를 증폭한 신호(C)를 출력하는 회로로 이루어진다.

상기 출력신호(C)는 하이(Hi)와 로우(Low) 두 가지의 이산레벨을 갖는 디지털신호이고, 상기 제2 증폭기가 출력하는 신호(F)의 비교기준이 된다.

도 6은 본 발명에 따른 제1 증폭기의 입력신호 및 출력신호를 나타내고 있다.

전파 정류된 전압신호(A)는 상기 정류기(411)에 의해 출력된 전압을 나타낸다. 입력 전압신호(B)는 상기 전파 정류된 신호(A)가 상기 필터부(412)에 의해 변화된 리플(ripple) 파형을 갖는 직류전압이다.

여기서, 상기 제1 증폭기(413)가 출력하는 전압신호(C)는 디지털 형태의 하이(Hi) 및 로우(Low) 신호로 구성된 디지털신호이다.

이때, 상기 출력 전압신호(C)에서, 상기 정류기(411)에서의 상기 전파 정류된 신호(A)의 크기가 상기 입력 필터부(412)의 출력신호(B)보다 큰 영역은 디지털 하이(Hi) 신호로 출력된다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 제2 증폭부의 구성을 나타낸 블록도 이다.

상기 제2 증폭부(420)는 필터부(412)가 출력한 직류전압신호(B)를 기설정된 비율로 감압한 전압신호(D)를 출력하는 전압 분배기(421), 상기 전압 분배기(421)의 출력신호(D) 및 영상변류기(200)의 출력신호(E)를 처리하는 제2 증폭기(423)를 포함한다.

일 예로서, 상기 전압분배기(421)는 복수의 저항소자를 포함하고, 상기 필터부(412)가 출력하는 150 볼트 또는 200 볼트 범위 사이의 직류 전압신호(B)가 상기 영상변류기(200)가 출력하는 수십 mV 단위의 출력신호(E)와 적절한 비교가 되도록 상기 필터부(412)의 출력신호(B)를 감압시킨다.

여기서, 상기 제1 증폭부(413)의 출력신호(C) 및 상기 제2 증폭부(423)의 출력신호(F)는 하이(Hi)와 로우(Low) 두 가지의 이산레벨을 갖는 디지털 신호이다.

그리고, 상기 제2 증폭기(423)가 출력하는 디지털 신호(F)의 하이레벨 펄스 폭이 상기 제1 증폭부(413)의 하이레벨 펄스 폭과 동일하도록, 상기 전압 분배기(421)의 복수의 저항 소자 값 및 이들 간의 배치가 이루어진다.

영상변류기(200)는 누설전류 전압신호를 상기 제2 증폭기(423)에 전송한다. 일반적인 영상변류기(200)로서 30mA 이상의 누설전류가 발생시, 이에 해당하는 전압신호를 상기 제2 증폭기(423)에 전송할 수 있다.

여기서, 제2 증폭기(423)는 차동 증폭기(Differential Amplifier)로 구현될 수 있으며 상기 전압 분배기(421)가 출력하는 전압신호(D)와 상기 영상변류기(200)가 출력하는 교류(AC) 전압 간의 차이를 증폭한 신호(F)를 출력하는 회로로 구성된다.

도 8은 본 발명에 따른 제2 증폭기의 입력신호 및 출력신호를 나타내고 있다.

상기 전압 분배기(421)가 출력한 신호(D)는 기준전압으로서 상기 영상변류기 (200)에 의해 검출된 합성 누설전류(Ig)에 해당하는 전압신호(E)와 비교된다.

여기서, 일반적인 영상변류기(ZCT)가 출력하는 교류전압의 실효 값(RMS)이 정격 누전 감도 전류에서 약 10- 20 mV 이므로, 상기 출력신호(D)의 크기는 전압분배기(421)를 통해 14-28 mV의 범위 내로 조절된다.

상기 제2 증폭기(423)의 출력신호(F)는 상기 합성 누설전류에 해당하는 전압신호(E)가 상기 전압 분배기(421)가 출력한 전압신호(D)보다 큰 영역에 대하여 디지털 하이레벨를 갖는다.

도 9는 본 발명에 따른 제어부의 구성을 나타낸다.

상기 제어부(430)는 샘플링부(431) 및 적분 회로(432)를 포함한다.

본 발명에 따른 예로서, 상기 샘플링부(431)는 상기 제1 증폭부(410)가 출력하는 신호(C) 및 상기 제2 증폭부(420)가 출력하는 신호(F)를 수신한 후, 이들 각 신호가 갖는 위상차이를 비교하고 이들이 서로 겹치는 부분만을 선별하여 출력할 수 있다.

이러한 기능을 수행하기 위해, 상기 샘플링부(431)는 기존의 연산 증폭기 (Operational amplifier), 바이폴라 적합 트랜지스터(BJT), 또는 전계효과 트랜지스터(FET)를 통해 구현될 수 있다.

또한, 상기 적분회로(432)는 저항(R)소자 및 커패시터(C)소자로 이루어져 출력신호(H)가 입력전압신호(G) 파형의 시간 적분에 비례하는 출력신호를 생성하여 래치부에 전송할 수 있다.

도 10은 저항성 누설전류 발생에 해당하는 본 발명의 제어부의 입력신호를 나타낸다.

상기 제어부(430)에 입력되는 신호로서 상기 제1 증폭부(410)가 전송하는 출력신호(C1)와 상기 제2 증폭부(420)가 전송하는 출력신호(F1)가 도시되었다.

이때, 상기 출력신호(C1)와 상기 출력신호(F1) 각각은 하이(Hi)와 로우(Low) 두 가지의 이산레벨을 갖는 디지털 신호이고. 앞서 논의한 바와 같이 상기 출력신호(C1)는 외부전원(100) 전압과 동상이다.

반면, 상기 출력신호(F1)는 상기 영상변류기(200)가 검출한 합성누설전류(Ig) 신호를 처리한 상기 제2 증폭기(423)가 출력하는 신호이다. 여기서 상기 출력신호(C1)와 상기 출력신호(F1)는 동일한 위상을 갖는다. 이를 통해, 상기 누설전류(F)는 저항성 누설전류만으로 이루어진 것으로 알 수 있다.

도 11은 검출된 누설전류에 상응한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 제어부의 신호처리를 나타내고 있다.

여기서, 출력신호(G1)는 샘플링부(431)가 도 10에 도시된 출력신호(C1,F1)를 입력 받고 생성하는 (디지털)출력신호이고, 상기 출력신호(H1)는 적분회로(432)가 상기 출력신호(G1)를 근거하여 출력한 신호이다.

여기서, 상기 출력신호(H1)가 갖는 최대치(peak) 값이 기설정된 시간을 유지하는 경우, 상기 래치부(440)에 해당 출력신호를 전송하여 차단기의 차단동작을 개시하는 것이다. 상기 래치부(440) 및 관련 차단기 구조는 기존의 누전전류 차단기와 유사하거나 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 12는 검출된 누설전류에 상응한 본 발명의 제2 실시 예에 따른 제어부의 신호처리를 나타내고 있다.

여기서, 출력신호(C2)는 샘플링부(431)가 상기 제1 증폭부(410)로부터 수신한 신호이고, 출력신호(F2)는 상기 샘플링부(431)가 상기 제2 증폭부(420)로부터 수신한 신호이다.

상기 출력신호(C2)와 상기 출력신호(F2) 각각은 하이(Hi)와 로우(Low) 두 가지의 이산레벨을 갖는 디지털 신호이고, 상기 출력신호(C2)는 외부전원(100) 전압과 동상이다. 반면, 상기 출력신호(F2)는 상기 영상변류기(200)로부터의 합성누설전류(Ig)신호를 처리한 상기 제2 증폭기가 출력하는 신호이다.

여기서, 상기 출력신호(F2)가 상기 출력신호(C2)보다 45도 진상이므로, 상기 제어부(430)는 합성 누설전류(F2)는 저항성 누설전류 및 용량성 누설전류가 동일한 비율로 구성된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 샘플링부(431)는 상기 출력신호(C2)와 상기 출력신호(F2)가 겹치는 영역에 해당하는 펄스 폭을 갖는 출력신호(G2)를 생성하고, 상기 출력신호(G2)는 상기 출력신호(G1)와 대비하여 엷어진 펄스 폭을 갖는다.

따라서, 일정기간 동안 출력신호(H2)의 피크 값 역시 출력신호(H1)보다 낮은 수치 값을 갖게 된다. 이렇게 낮은 수치 값을 갖는 출력신호(H2)는 출력신호(H1)와 비교할 때, 차단기의 차단동작의 개시를 늦추는 효과를 갖게 된다.

도 13은 검출된 누설전류에 상응한 본 발명의 제3 실시 예에 따른 제어부의 신호처리를 나타내고 있다.

여기서, 출력신호(C3)는 제어부(430)의 샘플링부(431)가 상기 제1 증폭부(410)로부터 수신한 신호이고, 출력신호(F3)는 상기 제어부(430)의 샘플링부(431)가 상기 제2 증폭부(420)로부터 수신한 신호이다.

상기 출력신호(C3)와 상기 출력신호(F3) 각각은 하이(Hi)와 로우(Low) 두 가지의 이산레벨을 갖는 디지털 신호이고, 상기 출력신호(C3)는 외부전원(100) 전압과 동상이다. 반면, 상기 출력신호(F3)는 상기 영상변류기(200)로부터의 합성누설전류(Ig)신호를 처리한 상기 제2 증폭기가 출력하는 신호이다.

여기서, 상기 출력신호(F3)가 상기 출력신호(C3)보다 90도 진상이므로, 상기 제어부(430)는 합성 누설전류(F2)가 단순히 용량성 누설전류로 구성된 것으로 판단할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 상기 샘플링부(431)는 상기 출력신호(F3)와 상기 출력신호(C3)가 겹치는 영역에만 펄스 폭을 갖는 출력신호(G2)를 생성하기 때문에, 이와 같이 겹치는 영역이 없는 경우 아무런 출력신호를 생성하지 않게 된다.

이에 따라, 해당 입력신호를 수신하지 못한 상기 적분회로(432)는 차단기의 차단동작의 개시를 위한 제어신호를 출력하지 않게 되는 것이다.

본 발명에 따른 누전 차단기는 영상 변류기가 검출한 누설전류에 대해 일방적으로 차단동작을 하는 것이 아니라, 실제로 부하에 손상을 초래하는 누설전류에 대해서만 선별적으로 차단동작을 하므로, 불필요한 부하정전 사고를 예방할 수 있는 것이다.

100: 외부전원 410: 제1 증폭부
200: 영상변류기 420: 제2 증폭부
300: 부하 430: 제어부
400: 누전 차단기 440: 래치부

Claims

누전차단기에 있어서,
외부전원이 부하에 공급하는 전류 신호를 처리하여 증폭하는 제1 증폭부;
상기 외부전원과 부하 간을 연결하는 영상 변류기가 검출한 전류신호를 처리하여 증폭하는 제2 증폭부, 및
상기 제1 증폭부가 발생하는 출력신호와 상기 제2 증폭부가 발생하는 출력신호 간의 위상차이를 근거하여, 상기 누전차단기의 동작을 제어하는 제어부를 포함하고,
상기 제어부는,
기설정된 시간 동안 수신된 상기 제1 증폭부의 제1 출력신호의 위상 및 상기 제2 증폭부의 제2 출력신호 각각의 위상이 서로 겹치는 경우, 디지털 하이(Hi) 신호를 출력하는 샘플링 회로를 포함한 것을 특징으로 하는 누전차단기.
제1항에 있어서, 상기 제1 증폭부는,
상기 외부전원이 출력하는 교류전류와 동일한 위상을 갖는 상기 제1 출력신호를 생성하는 제1 차동 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 누전차단기.
제2항에 있어서, 상기 제1 증폭부는,
상기 외부전원을 전파 정류된 신호로 변화시키는 정류기;
상기 전파 정류된 신호를 직류신호로 변화시키는 필터부를 더 포함하고,
상기 제1 차동 증폭기는 상기 정류기의 출력신호와 상기 필터부의 출력신호 간의 차이를 근거하여 기설정된 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 누전차단기.
제3항에 있어서, 상기 제2 증폭부는,
누전전류의 교류파형과 동일한 위상을 갖는 상기 제2 출력신호를 생성하는 제2 차동 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 누전차단기.
제4항에 있어서, 상기 제2 증폭부는,
상기 필터부의 출력 신호를 기설정된 비율로 감압시켜 출력하는 전압분배기를 포함하고,
상기 제2 증폭부는 상기 영상 변류기의 출력 전압신호와 상기 전압분배기의 출력신호 간의 차이를 근거하여 기설정된 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 누전차단기.
제5항에 있어서,
상기 제1 증폭부 및 상기 제2 증폭부의 각각의 출력신호는 하이(Hi)와 로우(Low) 두 가지의 이산레벨을 갖는 디지털 신호이고,
상기 제1 증폭부가 출력하는 하이레벨 펄스 폭이 상기 제2 증폭부가 출력하는 하이레벨 펄스 폭과 동일한 것을 특징으로 하는 누전차단기.
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제1항에 있어서, 상기 제어부는,
적어도 하나의 저항 소자와 콘덴서 소자를 포함한 적분 회로를 포함하고,
상기 적분 회로는 상기 샘플링 회로가 출력한 디지털신호에 해당하는 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 누전차단기.
제8항에 있어서, 상기 누전차단기는,
상기 외부전원으로부터 상기 부하 간의 전류의 흐름을 차단하는 전원 차단스위치를 포함하고,
상기 적분 회로는 상기 제어신호를 통해 상기 전원 차단스위치의 동작을 제어하는 것을 특징으로 하는 누전차단기.