KR102569977B1 - 전원측 결상 및 중성선 오접속을 검출하여 전원을 차단하는 방법 및 중성선을 포함하는 4극 차단기 - Google Patents

전원측 결상 및 중성선 오접속을 검출하여 전원을 차단하는 방법 및 중성선을 포함하는 4극 차단기 Download PDF

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Abstract

본 발명의 다양한 실시예에 따른, 전원측 결상 및 중성선 오접속을 검출하여 전원을 차단하는 4극 차단기는, 복수의 전원 단자들 및 상기 복수의 전원 단자들 각각에 대응하는 복수의 부하 단자들, 제트 시티, 동작부 및 연산부를 포함하는 제어 회로, 상기 복수의 부하 단자들 각각과 연결되는 저항들을 포함하고, 결상 검출 회로의 리드선으로 상기 제트 시티와 연결되는 상기 결상 검출 회로 및 상기 제트 시티로 입출력되는 신호에 따라, 상기 복수의 전원 단자들을 통한 전원 입력을 온에서 오프로 전환시키는 트립 코일을 포함할 수 있으며, 그 외 다양한 실시예가 가능할 수 있다.

Description

전원측 결상 및 중성선 오접속을 검출하여 전원을 차단하는 방법 및 중성선을 포함하는 4극 차단기 {4-POLE CIRCUIT BREAKER INCLUDING NEUTRAL WIRE AND METHOD FOR CUTTING OFF POWER BY DETECTING PHASE LOSS ON POWER SUPPLY SIDE AND NEUTRAL WIRE ERRONEOUS CONNECTION}
본 발명은 전원측 단자에서의 결상 또는 중성선에 대한 오접속을 검출하여 전원을 차단하는 4극 배선/누전 차단기 구조와 상기 4극 배선/누전 차단기에서 결상 또는 오접속을 검출하여 전원을 차단하는 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 건축물을 시공할 때 전기시설을 설치하기 위해 전기공사가 이루어진다. 이 때 전기를 수전하여 건축물내에 필요한 곳에 분배하는 분전반을 두게 되며, 이 분전반안에는 차단기를 두어 각종 고장 전류(예, 과전류 또는 단락전류)로부터 전기설비를 보호할 수 있다.
한편, 일반적인 차단기의 동작은 분전반내에 차단기를 정상적으로 설치한 후 사고 전류를 차단하였는지 여부를 확인하기 때문에, 시설 현장에서 차단기를 설치하고 발생되는 다양한 문제에 대한 대처가 어렵다는 문제가 있다.
일 예로, 작업자의 실수 또는 설치 후 확인 점검의 생략으로 차단기에 전선이 잘못 접속되는 경우가 발생될 수 있다. 또한 이러한 오접속의 경우로서, 전원선과 중성선이 상호 바뀌어 접속되는 경우가 발생될 수 있다. 이 때, 상기 오접속으로 인해 비정상적인 전압이 발생되고, 차단기와 연결된 전기 설비에서는 비정상적인 전압으로 인해 소손될 수 있다는 문제점이 있다.
또 다른 예로, 차단기에 전원선을 정확히 고정하여야 하나, 전원선이 차단기에 충분히 연결되지 않아 차단기에서는 접촉 불량이 발생할 수 있다. 이후, 상기 접촉 불량은 결상 또는 단자의 화재를 유발할 수 있다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은 4극 배선/누전 차단기에서의 기본적인 기능인 누전을 검출하여 전원을 차단하는 기능에 더불어 전원 단자의 결상 및 중성선의 오접속 발생 여부를 판단하여 전원 공급을 차단할 수 있다.
또한, 본 발명은 전원 공급이 차단된 상태에서 다시 차단기 핸들이 온으로 전환되더라도 즉시 오프로 전환되도록 트립 동작을 수행하여 차단기에서 결상, 오접속 또는 누전이 발생된 상태에서 부하 단자에 전원이 공급되지 않도록 할 수 있다.
상술한 문제점을 해결하기 위해 제안된 본 발명의 다양한 실시예에 따른 전원측 결상 및 중성선 오접속을 검출하여 전원을 차단하는 4극 차단기는, 복수의 전원 단자들 및 상기 복수의 전원 단자들 각각에 대응하는 복수의 부하 단자들, 제트 시티, 동작부 및 연산부를 포함하는 제어 회로, 상기 복수의 부하 단자들 각각과 연결되는 저항들을 포함하고, 결상 검출 회로의 리드선으로 상기 제트 시티와 연결되는 상기 결상 검출 회로 및 상기 제트 시티로 입출력되는 신호에 따라, 상기 복수의 전원 단자들을 통한 전원 입력을 온에서 오프로 전환시키는 트립 코일을 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따른 4극 차단기에서 전원측 결상 및 중성선 오접속을 검출하여 전원을 차단하는 방법은, 중성선이 연결된 상태에서 복수의 전원 단자들을 통해 전원선으로부터의 전원을 공급받는 과정, 복수의 부하 단자들 각각과 연결되는 저항들을 포함하는 결상 검출 회로의 접속점 전류에 따라 상기 결상 검출 회로와 리드선으로 연결된 제트 시티가 감응되도록 제어하는 과정 및 상기 제트 시티로 입출력되는 신호에 따라 상기 복수의 전원 단자들을 통한 전원 입력을 온에서 오프로 전환시키는 트립 코일을 제어하는 과정을 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 전원측 결상 또는 중성선 오접속을 검출하는 4극 차단기는, 차단기 핸들이 온으로 전환된 상태에서 전원측으로 AC 전압이 입력되면, 4극 차단기에서 결상 또는 오접속이 발생되었는지를 판단하고 차단기 핸들을 오프로 전환하여 전원 공급을 차단할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 4극 차단기는, 결상 또는 오접속이 발생하거나 누전 차단기로 동작하면 차단기 핸들을 오프로 전환함에 따라, 4극 차단기의 부하 단자에 연결되어 전원을 공급받는 기기의 오작동을 예방하고 결상, 오접속 또는 누전이 발생된 상태에서 전원이 공급됨에 따른 부하 단자의 소손을 예방할 수 있는 효과가 있다.
더불어, 본 발명에 따른 4극 차단기를 이용하여 전원측 결상 및 중성선 오접속으로 인한 전기사고를 예방할 수 있다.
본 발명의 효과는 이에 한정되지 않으며, 다양한 효과에 대해서는 이하에서 각 실시예를 참조하여 상세히 후술하기로 한다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 4극 배선 및 누전 차단기에서 결상 또는 오접속이 발생되는 상황을 도시한 결선도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 4극 배선 차단기를 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 추가 실시예에 따라, B접점 스위치가 구비된 결상 검출 회로를 포함한 4극 배선 차단기를 도시한 회로도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 4극 누전 차단기를 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예의 추가 실시예에 따라, B접점 스위치가 구비된 결상 검출 회로를 포함한 4극 누전 차단기를 도시한 회로도이다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 4극 차단기의 동작을 도시한 흐름도이다.
이하 설명하는 기술은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 이하 설명하는 기술의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 예를 들어, 'A 및/또는 B'는 'A 또는 B 중 적어도 하나'의 의미로 해석될 수 있다. 또한, '/'는 '및' 또는 '또는'으로 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 해석되지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함한다" 등의 용어는 설시된 특징, 개수, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 개수, 단계 동작 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도면에 대한 상세한 설명을 하기에 앞서, 본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능 별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다.
또한, 방법 또는 동작 방법을 수행함에 있어서, 상기 방법을 이루는 각 과정들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않은 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 과정들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 4극 배선 및 누전 차단기에서 결상 또는 오접속이 발생되는 상황을 도시한 결선도이다.
도 1을 참조하면, 4극 차단기의 전원 단자(110)는 L1 단자(101a), L2 단자(101b), L3 단자(101c) 및 N 단자(101d)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 4극 차단기(예, 4극 배선 차단기(100) 또는 4극 누전 차단기(200))는 전원 단자(101)를 통해 3상(예, L1(201a), L2(201b) 및 L3(201c))의 전원선(201)과 중성선(Neutral: N)(201d)을 포함하는 4선으로 배선되고, 상기 전원선(201) 및 중성선(201d)을 통해 4극 차단기로 전원이 공급될 수 있다. 예컨대, 4극 차단기에서는 전원선(201)의 L1(201a), L2(201b), L3(201c) 및 중성선(201d) 각각이 L1 단자(101a), L2 단자(101b), L3 단자(101c) 및 N 단자(101d)에 연결될 때 정상적인 전원 공급이 이루어질 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 4극 차단기에서는 상기 전원선(201)의 특정 라인(예, L3)이 해당 전원 단자(예, L3 단자(101c))에 연결이 끊어진 결상 상태에서 전원이 공급될 수 있다. 예컨대, 4극 차단기에서는 L3 단자(101c)를 통한 L3 전원이 입력되지 않으며, 이에 따라 결상 검출 회로(120)에서는 불평형 전류가 발생될 수 있다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 4극 차단기에서는 상기 전원선(201)의 L3 라인이 N 단자(101d)로 연결되고 중성선(201d)이 L3 단자(101c)로 연결된 오접속 상태에서 전원이 공급될 수 있다. 예컨대, 4극 차단기에서는 전원선(201)과 전원 단자(102) 간의 연결 불일치로 인해, 결상 검출 회로(120)에서 불평형 전류가 발생될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 4극 차단기에서는 상기 불평형 전류를 또는 누전 전류를 검출하고 전원을 차단시키기 위한 제어 회로(110) 및 결상 검출 회로(120)를 포함할 수 있다. 상기 제어 회로(110) 및 결상 검출 회로(120)에 대한 구체적인 설명은 이후 도면에서 후술하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 4극 배선 차단기를 도시한 회로도이다.
도 2를 참조하면, 4극 배선 차단기(100)는 복수의 전원 단자(101), 복수의 부하 단자(102), 상기 전원 단자(101)와 부하 단자(102) 간을 스위칭하는 복수의 가동 접촉자(103), 상기 가동 접촉자(103)의 스위칭을 제어하는 트립 코일(104) 및 제트 시티(ZCT: Zero phase Current Transformer)(또는, 영상 변류기) (105)를 포함할 수 있다. 또한, 4극 배선 차단기(100)는 상기 트립 코일(104)과 제트 시티(105) 사이에 연결되는 제어 회로(110) 및 부하 단자(102)와 제어 회로(110) 사이에 연결되는 결상 검출 회로(120)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 4극 배선 차단기(100)의 차단기 핸들(미도시)이 온에서 오프로 제어됨에 따라, 가동 접촉자(103)가 전원 단자(101)에 고정되어 있는 고정 접촉자에 접촉된 상태에서 접촉이 해제되는 상태로 스위칭될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제트 시티(105)는 입출력되는 전류를 감지하기 위한 센서이며, 상기 제트 시티(105)를 통해 입출력되는 전류의 차이값을 확인할 수 있다. 예컨대, 상기 차이값과 미리 설정된 값을 비교하여 상기 차이값이 더 큰 경우, 4극 배선 차단기(100)에서는 4극 배선 차단기(100)의 차단기 핸들(미도시)을 온에서 오프로 전환시켜 전원을 차단시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제어 회로(110)는 전원부(111), 동작부(112) 및 연산부(113)를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 동작부(112)는 트립 코일(104)을 동작시켜 4극 배선 차단기(100)의 차단기 핸들이 온에서 오프로 전환되도록 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자가 4극 배선 차단기(100)로 전원을 공급하기 위해 차단기 핸들을 수동으로 오프에서 온으로 전환시킬 수 있다. 이때, 상기 동작부(112)는 상기 차단기 핸들을 즉시 온에서 오프로 전환시킬 수 있다. 예컨대, 상기 동작부(112)는 연산부(113)를 통해 전원 단자(101)에서의 결상 또는 중성선(201d) 오접속이 발생된 것으로 판단하면, 차단기 핸들이 온으로 전환되더라도 즉시 오프로 전환시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 4극 배선 차단기(100)의 차단기 핸들이 온으로 전환되어 전원 단자(101)를 통해 부하 단자(102)를 거쳐 내부로 전원이 공급될 수 있다. 이때, 부하 단자(102) 중 하나의 단자에서 결상이 발생되거나 중성선(201d)이 오접속인 경우, 4극 배선 차단기(100)의 결상 검출 회로(120)에서는 불평형 전류가 발생될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 결상 검출 회로(120)는 평형 삼상 회로로서 부하 단자(102) 각각에 대응하는 저항(예, R1, R2, R3)을 포함하고, 상기 결상 검출 회로(120)와 연결된 하나의 리드선(121)이 제트 시티(105)를 관통하여 N극의 부하 단자(102d)에 연결될 수 있다. 예컨대, 결상 검출 회로(120)에서 불평형 전류가 발생됨에 따라, 상기 불평형 전류로 인해 제트 시티(105)가 감응할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 결상 검출 회로(120)와 연결된 리드선(121)이 도넛 모양의 제트 시티(105)에 감기는 형태로 결상 검출 회로(120)와 제트 시티(105)가 연결될 수 있으며, 리드선(122)이 상기 제트 시티(105)에 감긴 횟수에 따라 제트 시티(105)가 감응되는 전류값이 다르게 설정될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 결상 검출 회로(120)에서는 전원 단자(101)를 통해 전원이 공급되는 동안 전원 단자(101) 중 적어도 하나의 단자에서 결상 또는 오접속이 발생됨에 따라 부하 단자(102)에 연결된 결상 검출 회로(120)에서는 불평형 전류가 발생될 수 있다. 상기 불평형 전류는 상기 결상 검출 회로(120)의 동일한 저항값을 가지는 저항들(R1, R2, R3)이 공통적으로 접속되는 접속점과 리드선(122)을 따라, 상기 리드선(122)이 관통하여 연결된 제트 시티(105)로 입출력될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제트 시티(105)는 상기 불평형 전류의 입출력 값에 따른 신호를 출력하고, 출력된 신호를 제어 회로(110)로 전달할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(110)의 연산부(113)는 상기 신호의 값이 미리 설정된 값 이상인지를 판단하여, 미리 설정된 값 이상인 경우 판단된 값을 동작부(112)로 전달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 제어 회로(110)의 동작부(112)는 제트 시티(105)에서 입출력되는 신호의 차이값이 미리 설정된 값보다 큰 경우, 트립 코일(104)로 트립 신호를 발생시킬 수 있다. 예컨대, 상기 트립 신호에 의해 상기 트립 코일(104)에서는 전류가 흘러 전자력이 발생되며, 상기 트립 코일(104)의 전자력에 의해 상기 차단기 핸들이 온에서 오프 상태로 전환될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 4극 배선 차단기(100)에서는 전원 단자(101) 및 부하 단자(102)를 이용한 전원 공급이 이루어질 때, 제트 시티(105)를 관통하여 입출력되는 전류를 이용하여 불평형 전류가 발생됨을 확인하면, 전원 공급을 차단시킬 수 있다. 이에 따라, 4극 배선 차단기(100)는 결상 또는 오접속이 발생된 상태에서 전원이 공급되지 않도록 차단함에 따라, 전원 단자(101) 및 부하 단자(102)와 연결된 기기의 오동작과 소손을 예방할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예의 추가 실시예에 따라, B접점 스위치가 구비된 결상 검출 회로를 포함한 4극 배선 차단기를 도시한 회로도이다.
도 3을 참조하면, 4극 배선 차단기(100)의 결상 검출 회로(120)는 B접점 스위치(121)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 4극 배선 차단기(100)에서는 B접점 스위치(121)를 온에서 오프로 전환시키기 위한 테스트 스위치(미도시) 구성이 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 추가 실시예에 따르면, B접점 스위치(121)는 평소에는 연결되어 있는 온 상태로 상기 테스트 스위치가 선택됨에 따라 끊어지는 오프 상태로 전환될 수 있다. 예컨대, 상기 B접점 스위치(121)는 결상 검출 회로(120)의 저항(R1, R2, R3) 중 어느 하나(예, R1)와 접속점 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 추가 실시예에 따르면, 상기 테스트 스위치가 선택됨에 따라 상기 B접점 스위치(121)가 오프로 전환되고, 상기 B접접 스위치(101)가 연결된 R1과 접속점 사이의 연결을 끊어지게 하여 강제적으로 R1과 연결된 L1 단자(101a)를 결상시킬 수 있다. 이때, 4극 배선 차단기(100)로 전원이 공급되면 결상 검출 회로(120)에서는 강제 결상된 L1 단자(101a)로 인해 저항의 접속점에서 불평형 전류가 발생되고, 상기 불평형 전류의 발생에 따라 트립 코일(104)이 제어되어 전원 공급이 차단될 수 있다.
본 발명의 일 실시예의 추가 실시예에 따라, 4극 배선 차단기(100)에서는 테스트 스위치를 이용하여 결상 검출 회로(120)에서의 결상 검출의 동작 여부를 테스트할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 4극 누전 차단기를 도시한 회로도이다.
도 4를 참조하면, 4극 누전 차단기(200)는 복수의 전원 단자(101), 복수의 부하 단자(102), 상기 전원 단자(101)와 부하 단자(102) 간을 스위칭하는 복수의 가동 접촉자(103), 상기 가동 접촉자(103)의 스위칭을 제어하는 트립 코일(104) 및 제트 시티(ZCT)(105)를 포함할 수 있다. 또한, 4극 누전 차단기(200)는 상기 트립 코일(104)과 제트 시티(105) 사이에 연결되는 제어 회로(110) 및 부하 단자(102)와 제어 회로(110) 사이에 연결되는 결상 검출 회로(120)를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 4극 누전 차단기(200)의 차단기 핸들(미도시)이 온에서 오프로 제어됨에 따라, 가동 접촉자(103)가 전원 단자(101)에 고정되어 있는 고정 접촉자에 접촉된 상태에서 접촉이 해제되는 상태로 스위칭될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 4극 누전 차단기(200)는 4극 배선 차단기(100)와 동일한 구성을 포함하나, 결상 검출 회로(120)의 리드선(121)이 제트 시티(105)에 관통하여 연결되는 구성에 추가로, 부하 단자(102)와 연결된 선들 모두가 제트 시티(105)에 관통하여 연결되도록 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 제트 시티(105)는 부하 단자(102)에서의 누전에 따라 감응하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 결상 검출 회로(120)와 연결된 리드선(122) 및 부하 단자(102) 각각에 연결된 선들이 제트 시티(105)에 관통되는 형태로 부하 단자(102), 결상 검출 회로(120) 및 제트 시티(105)가 구성될 수 있다. 예컨대, 상기 부하 단자(102)에 연결된 선들이 상기 제트 시티(105)에 관통하여 연결됨에 따라, 상기 부하 단자(102)에서 발생되는 누전 전류에 의해 제트 시티(105)가 감응할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 상기 4극 누전 차단기(200)의 제트 시티(105)는 누전 전류의 검출을 위해서 부하 단자(102)에 연결된 배선들의 누전 여부를 감시하는 누전 검출 기능을 수행함과 더불어 부하 단자(102)에 병렬로 연결된 결상 검출 회로(120)에서 결상 및 오접속에 의해 발생되는 상기 불평형 전류를 검출하는 기능을 수행할 수 있다. 예컨대, 상기 4극 누전 차단기(200)에서는 누전에 의해 발생된 누전 전류의 발생에 더불어 결상 또는 오접속에 의한 결상 검출 회로(120)에서의 불평형 전류의 발생에 따라, 제트 시티(105)는 불평형 전류의 크기에 상응하는 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 제트 시티(105)는 상기 제트 시티(105)에서 출력된 신호를 상기 제어 회로(110)의 연산부(113)로 전달할 수 있다. 예컨대, 제어 회로(110)의 연산부(113)는 상기 제트 시티(105)로부터 출력되는 신호를 입력신호로 받아서 미리 설정된 값 이상인지를 판단하여, 미리 설정된 값 이상인 경우 판단된 값을 동작부(112)로 전달할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따라, 제어 회로(110)의 동작부(112)는 제트 시티(105)에서 출력되는 신호의 크기가 미리 설정된 값보다 큰 경우, 트립 코일(104)로 트립 신호를 발생시킬 수 있다. 예컨대, 상기 트립 신호에 의해 상기 트립 코일(104)에서는 전류가 흘러 전자력이 발생되며, 상기 트립 코일(104)의 전자력에 의해 상기 차단기 핸들이 온에서 오프 상태로 전환될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 4극 누전 차단기(200)에서는 전원 단자(101) 및 부하 단자(102)를 이용한 전원 공급이 이루어질 때, 제트 시티(105)를 관통하여 흐르는 전류를 이용하여 부하 단자(102)에서의 누전에 따라 발생되는 불평형 전류를 확인하면, 전원 공급을 차단시킬 수 있다. 이에 따라, 4극 누전 차단기(200)는 누전이 발생된 상태에서 전원이 공급되지 않도록 차단함에 따라, 전원 단자(101) 및 부하 단자(102)와 연결된 기기의 오동작과 전원 단자(101) 및 부하 단자(102)가 소손되는 것을 예방할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예의 추가 실시예에 따라, B접점 스위치가 구비된 결상 검출 회로를 포함한 4극 누전 차단기를 도시한 회로도이다.
도 5를 참조하면, 4극 누전 차단기(200)의 결상 검출 회로(120)는 B접점 스위치(121)를 포함할 수 있다. 이에 따라, 4극 누전 차단기(200)에서는 B접점 스위치(121)를 온에서 오프로 전환시키기 위한 테스트 스위치(미도시) 구성이 포함될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 추가 실시예에 따르면, B접점 스위치(121)는 평소에는 연결되어 있는 온 상태로 상기 테스트 스위치가 선택됨에 따라 끊어지는 오프 상태로 전환될 수 있다. 예컨대, 상기 B접점 스위치(121)는 결상 검출 회로(120)의 저항(R1, R2, R3) 중 어느 하나(예, R1)와 접속점 사이에 배치될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 추가 실시예에 따르면, 상기 테스트 스위치가 선택됨에 따라 상기 B접점 스위치(121)가 오프로 전환되고, 상기 B접점 스위치(101)가 연결된 R1과 접속점 사이의 연결을 끊어지게 하여 강제적으로 R1과 연결된 L1 단자(101a)를 결상시킬 수 있다. 이때, 4극 누전 차단기(200)로 전원이 공급되면 결상 검출 회로(120)에서는 강제 결상된 L1 단자(101a)로 인해 저항의 접속점에서 불평형 전류가 발생되고, 상기 불평형 전류의 발생에 따라 트립 코일(104)이 제어되어 전원 공급이 차단될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예의 추가 실시예에 따라, 4극 누전 차단기(200)에서는 테스트 스위치를 이용하여 결상 검출 회로(120)에서의 결상 검출의 동작 여부를 테스트할 수 있다. 또한, 4극 누전 차단기(200)에서는 상기 테스트 스위치를 이용하여 기존의 누전 차단기의 기본 테스트 회로의 기능을 수행할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다양한 실시예에 따른 4극 차단기의 동작을 도시한 흐름도이다.
도 6을 참조하면, 610 동작에서 4극 차단기(예, 4극 배선 차단기(100) 또는 4극 누전 차단기(200))는 전원 단자(101)를 통해서 중성선(201d)이 연결된 상태에서 전원선으로부터 전원이 공급되도록 할 수 있다.
620 동작에서 4극 차단기는 결상 검출 회로(120)의 접속점 전류에 따라 제트 시티(105)가 감응되도록 제어할 수 있다. 예컨대, 상기 결상 검출 회로(120)는 부하 단자(102) 각각에 대해 연결되는 저항들을 포함하고, 4극 차단기에서는 상기 저항들이 공통적으로 연결되는 접속점에서의 전류가 상기 제트 시티(105)를 관통하여 흐르도록 할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 결상 검출 회로(120)의 리드선(122)이 제트 시티(105)에 관통하여 연결되는 4극 차단기(예, 4극 배선 차단기(100))에서는 전원 단자(101)의 결상 또는 오접속에 의하여 불평형 전류가 발생되고, 결상 검출 회로(120)의 리드선(122) 뿐 아니라 부하 단자(102)로부터의 연결선들이 제트 시티(105)에 관통하여 연결되는 4극 차단기(4극 누전 차단기(200))에서는 결상, 오접속 또는 누전 전류에 의해서 상기 불평형 전류가 발생될 수 있다. 이에 따라, 4극 차단기에서는 상기 불평형 전류가 상기 접속점 전류로 감지되어 제트 시티(105)가 감응되도록 할 수 있다.
630 동작에서 4극 차단기는 제트 시티(105)에서 출력되는 신호의 값과 미리 설정된 값을 비교할 수 있다.
640 동작에서 4극 차단기는 제트 시티(105)로 출력되는 신호의 값의 크기가 설정된 값 이상인 경우, 상기 제트 시티(105)와 연결된 제어 회로(110)로 상기 신호가 전달되도록 할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 제어 회로(110)는 전원부(111), 동작부(112) 및 연산부(113)를 포함할 수 있다. 상기 전원부(111)는 4극 차단기로 부터 전원을 공급받아 상기 제어 회로(110)가 구동되도록 할 수 있다. 상기 연산부(113)는 상기 출력되는 신호와 설정된 값과의 차이를 연산하고, 상기 연산된 차이값이 미리 설정된 값 이상인 경우 상기 신호를 동작부(112)로 전달하여 상기 동작부(112)가 동작되도록 할 수 있다.
650 동작에서 4극 차단기(100)는 트립 코일(104)에 전류가 흐르도록 동작부(112)를 제어하여, 트립 코일(104)의 전자력에 의해 4극 차단기의 차단기 핸들이 오프로 전환되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 동작부(112)는 연산부(113)에서 연산된 차이값에 따라 트립 신호를 발생시켜 트립 코일(104)로 전달함에 따라 상기 트립 코일(104)에서 전자력을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 다양한 실시예에 따라, 4극 차단기에서는 전원 단자(101)에서의 결상, 오접속 또는 누전이 발생되더라도 상기 결상, 오접속 또는 누전에 의해 발생되는 불평형 전류를 감지하여 4극 차단기로의 전원 공급을 차단함에 따라, 4극 차단기와 연결된 기기를 보호하고 전원 단자(101) 및 부하 단자(102)가 소손되는 것을 예방할 수 있다.
설명의 편의를 위하여 각 도면을 나누어 설명하였으나, 각 도면에 서술되어 있는 실시예들을 병합하여 새로운 실시예를 구현하도록 설계하는 것도 가능하다. 또한, 본 발명은 상술한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상술한 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
또한, 이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 명세서는 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구 범위에서 청구하는 요지를 벗어남이 없이 당해 명세서가 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 명세서의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
100: 4극 배선 차단기
101, 101a-101d: 전원 단자
102: 부하 단자
103: 스위치
104: 트립 코일
105: 제트 시티
110: 제어 회로
111: 전원부
112: 동작부
113: 연산부
120: 결상 검출 회로
121: B접점 스위치
122: 리드선
200: 4극 누전 차단기
201, 201a-201c: 전원선
201d: 중성선

Claims (12)

  1. 전원측 결상 및 중성선 오접속을 검출하여 전원을 차단하는 4극 차단기에 있어서,
    3상의 전원선들 각각이 연결되는 L1, L2 및 L3단자들과 중성선이 연결되는 N(neutral) 단자를 포함하는 복수의 전원 단자들;
    상기 복수의 전원 단자들 각각에 대응하는 복수의 부하 단자들;
    제트 시티;
    동작부 및 연산부를 포함하는 제어 회로;
    상기 복수의 부하 단자들 각각과 연결되는 저항들을 포함하고, 결상 검출 회로의 리드선으로 상기 제트 시티와 연결되는 상기 결상 검출 회로; 및
    상기 결상 검출 회로에서 발생되어 상기 제트 시티로 입출력되는 불평형 전류에 따라, 상기 복수의 전원 단자들을 통한 전원 입력을 온에서 오프로 전환시키는 트립 코일;을 포함하고,
    상기 불평형 전류는, 상기 복수의 부하 단자들 중 하나의 단자에서 결상이 발생하거나, 상기 3상의 전원선들 중 특정 전원선이 상기 N 단자에 연결되거나 또는 상기 중성선이 상기 L1, L2 및 L3단자들 중 특정 단자에 연결됨에 따라 발생되고,
    동일한 저항값을 가지는 상기 저항들이 공통적으로 접속되는 접속점과 리드선을 따라, 상기 불평형 전류가 상기 제트 시티로 입출력되는 것을 특징으로 하는, 4극 차단기.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제트 시티는,
    상기 불평형 전류로 인해 감응되고,
    상기 감응에 따라 상기 제트 시티에서 출력되는 신호를 상기 연산부로 전달하는, 4극 차단기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연산부는,
    상기 제트 시티에서 출력된 신호의 값과 미리 설정된 값과의 차이값을 연산하고,
    상기 연산된 차이값이 미리 설정된 값 이상인 경우, 상기 제트 시티에서 출력된 신호를 상기 동작부로 전달하는, 4극 차단기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 동작부는,
    상기 제트 시티에서 출력된 신호를 상기 트립 코일로 전달하여, 상기 트립 코일의 전자력으로 상기 4극 차단기로의 전원 공급이 차단되도록 제어하는, 4극 차단기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 결상 검출 회로는,
    상기 저항들 중 적어도 하나의 저항에 대해 연결되는 B접점 스위치를 더 포함하고,
    상기 B접점 스위치와 연결된 테스트 스위치가 선택되면, 상기 복수의 전원 단자들 중 상기 적어도 하나의 저항과 연결된 단자가 결상되도록 제어하는, 4극 차단기.
  7. 4극 차단기에서 전원측 결상 및 중성선 오접속을 검출하여 전원을 차단하는 방법에 있어서,
    중성선이 연결된 상태에서 복수의 전원 단자들을 통해 전원선으로부터의 전원을 공급받는 과정;
    복수의 부하 단자들 각각과 연결되는 저항들을 포함하는 결상 검출 회로의 접속점 전류에 따라 상기 결상 검출 회로와 리드선으로 연결된 제트 시티가 감응되도록 제어하는 과정; 및
    상기 제트 시티로 입출력되는 전류에 따라 상기 복수의 전원 단자들을 통한 전원 입력을 온에서 오프로 전환시키는 트립 코일을 제어하는 과정;을 포함하는, 4극 차단기에서의 전원 차단 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 결상 검출 회로를 이용하여, 상기 복수의 전원 단자들 중 적어도 하나의 단자에 대한 결상 또는 오접속이 발생됨에 따라 생성되는 불평형 전류를 감지하고,
    상기 불평형 전류가 상기 제트 시티로 전달되도록 제어하는 과정;을 더 포함하는, 4극 차단기에서의 전원 차단 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제트 시티가 상기 불평형 전류로 인해 감응되면, 상기 제트 시티에서 출력되는 신호가 제어 회로의 연산부로 전달되도록 제어하는 과정;을 더 포함하는, 4극 차단기에서의 전원 차단 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 연산부를 이용하여, 상기 제트 시티에서 출력된 신호의 값과 미리 설정된 값과의 차이값을 연산하고,
    상기 연산된 차이값이 미리 설정된 값 이상인 경우, 상기 제트 시티에서 출력된 신호가 상기 제어 회로의 동작부로 전달되도록 제어하는 과정;을 더 포함하는, 4극 차단기에서의 전원 차단 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제트 시티에서 출력된 신호를 상기 트립 코일로 전달하여, 상기 트립 코일의 전자력으로 상기 4극 차단기로의 전원 공급이 차단되도록 제어하는 과정;을 더 포함하는, 4극 차단기에서의 전원 차단 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 결상 검출 회로는,
    상기 저항들 중 적어도 하나의 저항에 대해 연결되는 B접점 스위치를 더 포함함을 특징으로 하며,
    상기 B접점 스위치와 연결된 테스트 스위치가 선택되면, 상기 복수의 전원 단자들 중 상기 적어도 하나의 저항과 연결된 단자가 결상되도록 제어하는 과정;을 더 포함하는, 4극 차단기에서의 전원 차단 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR960002646U (ko) * 1994-06-29 1996-01-22 신아전기공업 주식회사 3상 선로상태 검출회로
KR20200018514A (ko) * 2017-12-07 2020-02-19 주식회사 아이티이 배전계통 전원선로 고장시 실시간 탐지/복구시스템 및 그 공사방법

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