KR102572929B1 - 누설 전류 저감 기능이 있는 전기 안전 커넥터 - Google Patents
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Abstract
지락 또는 침수 시 누설 전류를 저감하는 기능이 있는 전기 안전 커넥터가 개시된다. 전기 안전 커넥터는 적어도 둘 이상의 전력선 사이에 커플링되며, 전력선 사이의 누설 전류를 검출하고 누설 전류를 일정 값 이하로 제한하는 누전 보호기, 누전 보호기로부터 누설 전류가 검출되는 경우 누설 발생 신호를 출력하는 누설 전류 발생 검출부, 누설 전류 발생 검출부의 누설 발생 신호에 응답하여 스위치 신호를 송신하는 송신부, 및 송신부의 스위치 신호에 응답하여 누설 전류 발생을 알람하는 누설 전류 발생 알람부를 포함한다. 누전 보호기는, 전력선 사이에 커플링되어 누설 전류의 흐름을 제한하는 다이오드, 다이오드와 병렬로 커플링되어 누설 전류에 의한 전하를 충전하는 적어도 하나 이상의 커패시터, 및 커패시터와 병렬로 커플링되어 누설 전류에 의한 전압을 강하하는 적어도 하나 이상의 저항을 포함한다. 이에, 전기 안전 커넥터는, 대지와 절연되어 전기를 공급하는 전력선과 대지 사이에 흐르는 누설 전류를 제한함으로써, 누설 전류로 인한 감전사고, 전기화재, 정전사고를 방지하는 효과가 있다.
Description
본 발명은 전기 안전 커넥터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 지락 또는 침수 시 누설 전류를 저감할 수 있는 전기 안전 커넥터에 관한 것이다.
일반적으로 전기설비란 수전설비인 배전함부터 전기사용기기에 이르는 변압기, 전선로, 개폐기, 차단기, 분전함, 콘센트, 제어반, 스위치 및 그 밖의 부속설비를 말하며, 전기사업용전기설비, 일반용전기설비, 자가용전기설비와 전기사용을 위해 설치하는 기계, 기구(부하) 등이 이에 해당된다.
이러한 전기설비들 간을 연결하기 위해 일례로 3상 4선식 전기설비는, Y결선, 델타 결선, 와이 델타결선 등의 방법으로 중성선(N)과 복수의 도체(R상, S상, T상)인 전력선을 결합하여 전력을 공급해주게 된다. 여기서 부하에 연결 시 하나의 도체(전력선)와 다른 도체(전력선)를 연결하면 380V가 되고, 하나의 도체(전력선)(예를들어, R상)과 중성선(N)을 연결하면 220V가 되어, 단상 부하에 전력을 공급해주게 된다.
중성선(N)은 원칙적으로 대지 전위인 영 전위를 가져야 하나 실제로 현장에서 각상의 위상이 정확히 120°가 나오지 않을 때는 약간의 전압을 가질 수도 있다. 이때 중성선 전위의 상승을 막기 위해 대지 전위 선인 접지선에 중성선을 공통 연결하면 각상의 위상이 약간 차이가 나게 되어도 대지와 닿아있기 때문에 영 전위를 유지하게 된다.
단상 배전선로는 두 선을 연결하여 사용하며, 그 두 선 중에 하나의 선은 대지와 등전위인 중성선에서 연결하여 사용하고 나머지 하나의 선은 대지와의 전위차가 220V인 복수의 도체(전력선)에 연결하여 사용함으로써 복수의 도체(전력선)에서 누전(지락)이 발생하면 감전으로 사망하거나, 화재발생 위험이 높지만 중성선을 접지하지 않으면 하나의 도체가 누전, 지락 등이 발생하여도 검출할 수 없고 건전상의 전위가 상승되어 기기 등의 절연파괴로 더 큰 사고가 발생할 수 있으며 충전전압, 낙뢰 등 서지전압이 유입되었을 때 전기사고가 발생할 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 전기를 공급하는 전력선과 대지 사이의 누설 전류를 검출하고, 누설 전류의 크기를 다운 제한함과 동시에 외부로 누설 전류 검출정보를 송출하는 전기 안전 커넥터를 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 누설 전류 저감 기능이 있는 전기 안전 커넥터는, 적어도 둘 이상의 전력선 사이에 커플링되며, 지락 또는 침수에 의해 누설 전류가 발생되는 경우 누설 전류를 검출하고 누설 전류를 일정 값 이하로 제한하는 누전 보호기, 누전 보호기로부터 누설 전류가 검출되는 경우 누설 발생 신호를 출력하는 누설 전류 발생 검출부, 누설 전류 발생 검출부의 누설 발생 신호에 응답하여 스위치 신호를 송신하는 송신부, 및 송신부의 스위치 신호에 응답하여 누설 전류 발생을 알람하는 누설 전류 발생 알람부를 포함한다. 누전 보호기는, 전력선 사이에 커플링되어 누설 전류의 흐름을 제한하는 다이오드, 다이오드와 병렬로 커플링되어 누설 전류에 의한 전하를 충전하는 적어도 하나 이상의 커패시터, 및 커패시터와 병렬로 커플링되어 누설 전류에 의한 전압을 강하하는 적어도 하나 이상의 저항을 포함한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 누설 전류 저감 기능이 있는 전기 안전 커넥터는, 대지와 절연되어 전기를 공급하는 전력선과 대지 사이에 흐르는 누설 전류를 제한함으로써, 누설 전류로 인한 감전사고, 전기화재, 정전사고를 방지하는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 누설 전류 저감 기능이 있는 전기 안전 커넥터는, 침수, 누전, 지락 등에 의해 누설 전류가 흐를 시, 고장을 접점을 통하거나 IOT 기술로 실시간으로 통보함으로써, 전기가 정상적이지 않고 고장인 것을 알려 빠른 대처가 가능하게 하여 사고를 미연에 방지하는 효과가 있고, 별도의 장치를 추가하지 않고 기존 운영 시스템에 접목이 가능한 기능으로 설치 운영비용이 절감되도록 하는 효과가 있다.
본 발명에 따른 누설 전류 저감 기능이 있는 전기 안전 커넥터는 누전, 침수, 지락 등에 의해 누설 전류가 발생하여도 누설 전류를 위험하지 않는 값 이하로 제한하며 전기 안전 커넥터가 동작함으로써 원활한 전기 공급의 결과로 설치 시 전기 공급이 끊기면 피해가 생기는 시설, 정전사고에 따른 피해를 방지하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 안전 커넥터의 구성을 설명하기 위한 블록도이다.
도 2는 도 1의 일부 블록의 상세 회로도이다.
도 2는 도 1의 일부 블록의 상세 회로도이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시 예를 제시한다. 그러나 하기의 실시 예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 실시 예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
현재 감전에 대한 보호는 주로 누전차단기를 사용하고 있지만 매년 다수의 사상자가 감전으로 인해 발생하고 있다. 주택용 누전차단기의 경우 정격감도 전류는 30mA이고 욕실 등 인체에 물에 젖어 있는 상태거나 물을 사용하는 장소에는 정격감도 전류를 15mA 이하로 해야 한다.
산업용 누전차단기의 경우 정격감도 전류가 100mA가 최저이며, 누전경보기(ELD)는 최저 200mA부터 경보 기능 또는 접점으로 전원 공급 차단기를 트립, 차단한다. 지락 시 누설 전류의 크기에 따른 인체의 반응을 보면 10mA 이상이면 불편을 느끼고 15mA 이상이면 강력한 경련을 일으키며, 30mA 이상이면 근육 통증과 마비 증상이 나타나며, 인체에 흐르는 누설 전류가 50mA 이상이면 심실 세동으로 사망할 위험이 있다.
이처럼 누설 전류로 인한 감전 사고가 발생하는 것을 막는 방법으로 누전차단기를 사용하고 있지만 감전 사고가 발생하는 것을 방지하는 것에는 부족함이 있다. 22년부터 단독으로 시행하는 한국전기설비규정(KEC)에 의하면 감전에 대한 기본보호와 고장보호의 기준이 강화되었다. 기본보호는 전기설비의 충전부에 인축이 접촉하여 일어날 수 있는 위험으로부터 보호되어야 하고 인축의 몸에 흐르는 전류를 위험하지 않는 값 이하로 제한해야 한다. 고장보호는 기본절연의 고장에 의한 간접접촉을 방지하는 것이고 노출도전부에 인축이 접촉하여 일어날 수 있는 위험으로부터 보호해야 한다. 고장보호는 인축의 몸에 흐르는 고장전류를 위험하지 않는 값 이하로 제한해야 한다.
또한 한국전기설비규정(KEC)에 추가 적용 IT 접지 방법에 적용하려는 것이 목적이다.
누전차단기(IGB)만 사용하는 경우에는 추가적인 보호로 보고 22년 6월부터는 누전차단기의 단독적인 보호 대책으로 인정하지 않는다. 22년 1월 27일부터 시행된 중대재해처벌법에 의하면 경영책임자 또는 안전관리자는 감전보호 관련 적절한 대책을 하지 않았으면 처벌를 받아야 하는 안타까운 일이 발생할 수도 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 전기를 공급하는 전력선과 대지 사이의 누설 전류를 검출하고, 누설 전류의 크기를 다운 제한함과 동시에 외부로 누설 전류 검출정보를 송출하는 전기 안전 커넥터가 개시된다.
도 1은 본 발명에 따른 전기 안전 커넥터 구성을 설명하기 위한 블록도이다. 도 2는 도 1의 일부 블록의 상세 회로도이다.
도 1 및 도 2를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 누설 전류 저감 기능이 있는 전기 안전 커넥터는, 누전 보호기(310, 320), 누설 전류 발생 검출부(210, 220), 송신부(400) 및 누설 전류 발생 알람부(500)를 포함한다.
누전 보호기(310, 320)는 적어도 둘 이상의 전력선(R, E, N) 사이에 커플링되며, 지락 또는 침수에 의해 누설 전류가 발생되는 경우 누설 전류를 검출하고 누설 전류를 일정 값 이하로 제한하는 누전 보호기(310, 320)를 포함한다. 일례로, 전력선(R, E) 사이에 누전 보호기(310)가 커플링되고, 전력선(E, N) 사이에 누전 보호기(310)가 커플링된다. 도시는 하지 않았지만, 전력선(R, N) 사이에도 누전 보호기(310)가 커플링될 수 있다.
누전 보호기(310, 320)는 전력선(R, E, N) 사이에 커플링되는 적어도 하나 이상의 다이오드, 적어도 하나 이상의 커패시터 및 적어도 하나 이상의 저항을 포함한다.
다이오드는 전력선(R, E, N) 사이에 커플링되어 누설 전류의 흐름을 제한한다. 일례로, 다이오드는 전력선(R, E, N) 사이에서 적어도 둘 이상이 직렬로 커플링될 수 있다. 이때, 다이오드의 애노드 전극은 전력선(R, E, N) 중 전위가 낮은 전력선에 커플링되고 다이오드의 캐소드 전극은 전력선(R, E, N) 중 전위가 높은 전력선에 커플링된다.
적어도 하나 이상의 커패시터는 전력선(R, E, N) 사이에 커플링되고 다이오드와 병렬로 커플링되어 전력선(R, E, N) 사이에 누설 전류가 발생하는 경우 누설 전류에 의한 전하를 충전한다.
적어도 하나 이상의 저항은 전력선(R, E, N) 사이에 커플링되고 다이오드 및 커패시터와 병렬로 커플링되어 전력선(R, E, N) 사이에 누설 전류가 발생하는 경우 설 전류에 의한 전압을 강하시킨다.
또한, 누전 보호기(310, 320)는 전력선(R, E, N) 사이에 다이오드와 직렬로 커플링되는 저항을 더 포함할 수 있다.
누설 전류 발생 검출부(210, 220)는 누전 보호기(310, 320)로부터 누설 전류가 검출되는 경우 누설 발생 신호를 출력한다. 일례로, 누설 전류 발생 검출부(210, 220)는 포토커플러를 포함한다. 포토커플러는 누전 보호기(310, 320)로부터 검출되는 누설 전류가 기준 값 이상으로 흐르는 경우 발광 소자가 발광되고 이를 수신하여 흐르는 전류에 의해 발생되는 누설 발생 신호를 송신부(400)에 출력할 수 있다.
다른 일례로, 누설 전류 발생 검출부(210, 220)는 전계효과 트랜지스터를 포함한다. 전계효과 트랜지스터는 누전 보호기(310, 320)로부터 검출되는 누설 전류가 기준 값 이상으로 흐르는 경우 통전되어 누설 발생 신호를 송신부(400)에 출력할 수 있다.
이와 같이 누설 전류 발생 검출부(210, 220)는 누전 보호기(310, 320)로부터 검출되는 누설 전류가 기준 값 이상으로 흐르는 경우 누설 발생 신호를 송신부(400)에 출력한다.
송신부(400)는 누설 전류 발생 검출부(210, 220)의 누설 발생 신호에 응답하여 스위치 신호를 송신한다. 일례로, 송신부(400)는 누설 발생 신호에 응답하여 스위치 신호(SW1, SW2)를 출력하는 릴레이를 포함할 수 있다.
누설 전류 발생 알람부(500)는 송신부(400)의 스위치 신호(SW1, SW2)에 응답하여 누설 전류 발생을 사용자가 인지할 수 있도록 청각적 또는 시각적으로 알람한다.
일례로, 누설 전류 발생 알람부(500)는 알람 신호 생성부, 부저 회로, 발광 회로를 포함한다. 알람 신호 생성부는 송신부(400)의 스위치 신호(SW1, SW2)에 응답하여 알람 신호(RX, NX)를 생성한다. 부저 회로는 알람 신호(RX, NX)에 응답하여 신호음을 발생시킨다.
일례로, 부저 회로는 알람 신호(RX, NX)에 응답하여 턴-온하는 스위치, 및 스위치의 턴-온에 의해 신호음을 발생시키는 부저를 포함할 수 있다. 발광 회로는 알람 신호(RX, NX)에 응답하여 램프를 발광시킨다. 일례로, 발광 회로는 알람 신호(RX, NX)에 응답하여 턴-온하는 스위치, 및 스위치의 턴-온에 의해 발광하는 발광 소자를 포함할 수 있다.
다른 일례로, 전기 안전 커넥터는 변압기(100) 2차측 1개 이상의 전력선과 전력선과 전위차가 있는 선로에 병렬로 커플링되며, 전력선의 일부 또는 완전 지락 시 이를 감지하여 누설 전류 값이 낮추어지도록 하는 한편, 누설 발생 신호를 출력하는 누설 전류 발생 검출부(200)와, 누설 전류 발생 검출부(200)의 제어에 응하여 누설 전류가 미리 설정된 제한된 누설 전류를 공급시키는 누전 보호기(300)와, 누설 전류 발생 검출부(200)의 출력단에 커플링되어 있으며, 누설 전류 발생 검출부(200)의 누설 발생 신호를 출력하는 송신부(400)와, 송신부(400)의 누설 발생 신호에 응하여 외부로 누설 전류 발생 알림신호를 외부로 표출시키는 누설 전류 발생 알람부(500)로 이루어진다.
누전 보호기(300)는 선로 각각에 설치되며, 본 실시 예에서는 2개의 선로에 설치되는 실시 예를 통해 설명하였기에 제 1 누전 보호기(310), 제 2 누전 보호기(320)로 이루어지며, 누전보호를 해야 하는 선로가 늘어나는 경우 누전 보호기도 상대적으로 증설되어야 한다.
누설 전류 발생 검출부(200) 및 송신부(400) 또한 누전 보호기(300)에 일대일 매칭되어 설치되어야 한다.
누설 전류 발생 알람부(500)는 선로 개수만큼 알림 램프를 구성하고 있으며, 누설 전류 발생 알람부(500)의 알림램프는 대응하여 설치되어 있는 송신부(400)의 신호에 응하여 점등 또는 멸등되어, 사용자, 작업자, 관리자 등 누설 전류 발생 알람부(500)를 확인하는 사람이 실시간으로 위험 상황을 인지하고 조치를 취하는데 있어서 용이하도록 한다.
누설 전류 발생 알람부(500)는 누설 전류 발생 알림신호를 통신을 통해 실시간으로 전송하여, 누설 전류 모니터링 어플리케이션이 마련되어 있는 경우 누설 전류 발생 알림신호를 누설 전류 모니터링 어플리케이션을 통해 원격지에 있는 관리자에게 송출하여 현장의 상황을 즉시 인지하고 조치를 취할 수 있도록 지원한다.
누설 전류 발생 검출부(210)(220)는 포토커플러를 이용한 스위칭 회로로 이루어지며, 송신부(400)는 릴레이로 이루어진다.
누설 전류 발생 검출부(210)(220)는 스위칭 회로로 누설 전류를 검출하고 발생되는 누설 전류를 인축에 유해하지 않는 제한 값[한국전기설비규정(KEC)-113.2 감전에 대한보호와 IEC TS 60479-1 인체를 통해 교류전류(주파수: 15Hz~100Hz)가 흘렀을 때의 인체 반응에 대한 보호]으로 억제한다. 여기서, 누설 전류의 검출 지점은 임의의 지점이 아닌 [도 1]과 같이 누전 보호 변압기 2차측부터 부하 말단까지 에서 발생하는 누설 전류를 검출하며, 여기서의 누설 전류 값을 제한한다.
누설 전류 발생부(210)(220) 및 송신부(400)에 대해서 [도 2]를 참조하여 상세히 설명하면, 송신부(400)의 릴레이는 포토커플러를 이용한 스위칭 회로(210)(220)의 출력단 신호에 의해 작동된다. 즉, 포토커플러를 이용한 스위칭 회로(210)(220)가 누설 전류 발생으로 인해 스위칭 되어 출력단으로 일정 값 이상의 전류가 공급되면, 이 전류에 의해 송신부(400)의 릴레이(RX 또는 NX)가 작동되어 연결된 부저(BUZZER) 및 해당 선로에 커플링되는 램프(Lamp)가 점등될 뿐만 아니라, 동작 릴레이 접점을 공급해 사용 중인 자동제어 시스템 등을 활용하여 누설 전류가 발생하였음을 알려주게 된다.
상기와 같이 구성된 전기안전 커넥터의 작동에 대해서 설명하면 다음과 같다.
선로가 정상적으로 동작하다가 선로에 이상이 발생하여 누설 전류가 발생되면, 누설 전류 검출부(200)가 이를 감지하게 되고, 누전 보호기(300)를 작동시켜 차단기를 통해 실 부하측으로 공급되는 전력은 정상적으로 공급되도록 하는 한편, 누설 전류는 누전 보호기(300)릍 통해 인축에 안정하게 설정된 값[한국전기설비규정(KEC)-113.2 감전에 대한보호와 IEC TS 60479-1 인체를 통해 교류전류(주파수: 15Hz~100Hz)가 흘렀을 때의 인체 반응에 대한 보호]만큼 낮추어진 상태에서 공급된다.
따라서, 전력선에 이상이 발생하는 경우에는 누설 전류에 의해 사람이 감전되지 않도록 한다. 본 발명이 적용된 전기안전 커넥터의 누전 보호기는 누설 전류로 인한 전기화재, 정전사고 등을 미연에 막을 수 있도록 한다.
송신부(400)를 통해 누설 전류 발생 알림신호를 출력하고, 송신부(400)는 누설 전류 발생 알람부(500)로 누설 전류 알림신호를 한다. 그러면 누설 전류 발생 알람부(500)는 해당 램프를 점등시키고 부저를 울려서 전기를 사용하고 있는 사용자, 작업 현장의 작업자, 관리자 등이 부저음으로 일단 전기를 공급하는 선로에 이상이 있음을 인지하도록 하고 점등된 램프를 통해 이상이 발생한 선로의 위치를 정확하게 인지할 수 있도록 한다.
또한, 본 발명이 적용된 누설 전류 제한 및 알람장치는 IoT 기술을 접목시켜, 누설 전류 발생 검출부(200)의 누설 전류 발생 신호를 이동통신망 등과 같은 통신망을 통해 원격지에서도 확인할 수 있도록 지원한다.
변압기(100) 2차측 1개 이상의 전력선과 상기 전력선과 전위차가 있는 선로에 병렬로 커플링되며, 상기 전력선의 일부 또는 완전 지락 시 이를 감지하여 누설 전류 값이 낮추어지도록 하는 한편, 누설 발생 신호를 출력하는 누설 전류 발생 검출부(200); 상기 누설 전류 발생 검출부(200)의 제어에 응하여 누설 전류가 미리 설정된 제한된 누설 전류를 공급시키는 누전 보호기(300); 상기 누설 전류 발생 검출부(200)의 출력단에 커플링되어 있으며, 누설 전류 발생 검출부(200)의 누설 발생 신호를 출력하는 송신부(400); 및 상기 송신부(400)의 누설 발생 신호에 응하여 외부로 누설 전류 발생 알림신호를 외부로 표출시키는 누설 전류 발생 알람부(500)를 포함한다.
또한, 본 발명에 관련된 실시 예로서, 누전 보호기(300), 누설 전류 발생 검출부(200) 및 송신부(400)는 각 선로마다 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관련된 실시 예로서, 누설 전류 발생 알람부(500)는 선로 개수만큼 알림 램프를 구성하고 있으며, 점등된 램프의 식별정보를 통해 이상 선로를 시각적으로 확인하도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관련된 실시 예로서, 누설 전류 발생 알람부(500)는 누설 전류 발생 알림신호를 통신을 통해 실시간으로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 관련된 실시 예로서, 누설 전류 발생 검출부(210)(220)는 기존에 많이 사용되던 고전력 SSR이 가지고 있는 단점인 미세 누설 전류가 흐르는 경우를 예방하기 위해 포토커플러를 이용한 스위칭회로로 구성되며, 송신부(400)는 릴레이로 알람부(500)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 누설 전류 저감 기능이 있는 전기 안전 커넥터는, 적어도 둘 이상의 전력선(R, E, N) 사이에 커플링되며, 지락 또는 침수에 의해 누설 전류가 발생되는 경우 누설 전류를 검출하고 누설 전류를 일정 값 이하로 제한하는 누전 보호기(310, 320), 누전 보호기(310, 320)로부터 누설 전류가 검출되는 경우 누설 발생 신호를 출력하는 누설 전류 발생 검출부(210, 220), 누설 전류 발생 검출부(210, 220)의 누설 발생 신호에 응답하여 스위치 신호를 송신하는 송신부(400), 및 송신부(400)의 스위치 신호에 응답하여 누설 전류 발생을 알람하는 누설 전류 발생 알람부(500)를 포함한다.
일례로, 누전 보호기(310, 320)는, 전력선(R, E, N) 사이에 커플링되어 누설 전류의 흐름을 제한하는 다이오드, 다이오드와 병렬로 커플링되어 누설 전류에 의한 전하를 충전하는 적어도 하나 이상의 커패시터, 및 커패시터와 병렬로 커플링되어 누설 전류에 의한 전압을 강하하는 적어도 하나 이상의 저항을 포함한다.
일례로, 누전 보호기(310, 320)의 다이오드는 전력선(R, E, N) 사이에서 적어도 둘 이상이 직렬로 커플링된다.
일례로, 누전 보호기(310, 320)의 다이오드는 전력선(R, E, N) 중 전위가 낮은 전력선에 애노드 전극이 커플링되고 전위가 높은 전력선에 캐소드 전극이 커플링된다.
일례로, 누전 보호기(310, 320)는 전력선(R, E, N) 사이에서 다이오드와 직렬로 커플링되는 저항을 더 포함한다.
일례로, 누설 전류 발생 검출부(210, 220)는 누전 보호기(310, 320)로부터 검출되는 누설 전류가 기준 값 이상으로 검출되는 경우 누설 발생 신호를 출력하는 포토커플러 및 전계효과 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함한다.
일례로, 송신부(400)는 누설 발생 신호에 응답하여 스위치 신호를 출력하는 릴레이를 포함한다.
일례로, 누설 전류 발생 알람부(500)는 송신부(400)의 스위치 신호에 응답하여 알람 신호(RX, NX)를 생성하는 알람 신호 생성부, 알람 신호(RX, NX)에 응답하여 신호음을 발생시키는 부저 회로, 및 알람 신호(RX, NX)에 응답하여 램프를 발광시키는 발광 회로를 포함한다.
이와 같이 실시예들에 따르면, 누설 전류 저감 기능이 있는 전기 안전 커넥터는, 대지와 절연되어 전기를 공급하는 전력선과 대지 사이에 흐르는 누설 전류를 제한함으로써, 누설 전류로 인한 감전사고, 전기화재, 정전사고를 방지하는 효과가 있다.
또한, 침수, 누전, 지락 등에 의해 누설 전류가 흐를 시, 고장을 접점을 통하거나 IOT 기술로 실시간으로 통보함으로써, 전기가 정상적이지 않고 고장인 것을 알려 빠른 대처가 가능하게 하여 사고를 미연에 방지하는 효과가 있고, 별도의 장치를 추가하지 않고 기존 운영 시스템에 접목이 가능한 기능으로 설치 운영비용이 절감되도록 하는 효과가 있다.
또한, 누전, 침수, 지락 등에 의해 누설 전류가 발생하여도 누설 전류를 위험하지 않는 값 이하로 제한하며 전기 안전 커넥터가 동작함으로써 원활한 전기 공급의 결과로 설치 시 전기 공급이 끊기면 피해가 생기는 시설, 정전사고에 따른 피해를 방지하는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 특수 변압기(KEC 신규 적용 IT 접지포함)
200: 누설 전류 발생 검출부
300: 누전 보호기
400: 송신부
500: 누설 전류 발생 알람부
200: 누설 전류 발생 검출부
300: 누전 보호기
400: 송신부
500: 누설 전류 발생 알람부
Claims (3)
- 제1 전력선(R) 및 제2 전력선(E) 사이에 커플링되는 제1 누전 보호기 및 제3 전력선(N) 및 제2 전력선(E) 사이에 커플링되는 제2 누전 보호기를 포함하고, 지락 또는 침수에 의해 누설 전류가 발생되는 경우 누설 전류를 일정 값 이하로 제한하는 누전 보호기; 상기 제1 전력선(R) 및 제2 전력선(E) 사이의 상기 제1 누전 보호기에 커플링되는 제1 누설 전류 발생 검출부 및 상기 제3 전력선(N) 및 상기 제2 전력선(E) 사이의 상기 제2 누전 보호기에 커플링되는 제2 누설 전류 발생 검출부를 포함하며, 상기 제1 누전 보호기 및 상기 제2 누전 보호기에 의해 누설 전류가 저감된 이후에도 상기 제1 전력선(R) 및 제2 전력선(E) 사이 또는 상기 제3 전력선(N) 및 상기 제2 전력선(E) 사이에 누설 전류가 기준 값 이상으로 검출되는 경우 제1 누설 발생 신호 또는 제2 누설 발생 신호를 출력하는 누설 전류 발생 검출부; 상기 제1 누설 전류 발생 검출부의 상기 제1 누설 발생 신호에 응답하여 제1 스위치 신호를 송신하는 제1 송신부, 및 상기 제2 누설 전류 발생 검출부의 상기 제2 누설 발생 신호에 응답하여 제2 스위치 신호를 송신하는 제2 송신부; 및 상기 제1 송신부의 상기 제1 스위치 신호에 응답하여 상기 제1 전력선(R) 및 제2 전력선(E) 사이의 누설 전류 발생을 알람하는 제1 누설 전류 발생 알람부, 및 상기 제2 송신부의 상기 제2 스위치 신호에 응답하여 상기 제3 전력선(N) 및 상기 제2 전력선(E) 사이의 누설 전류 발생을 알람하는 제2 누설 전류 발생 알람부를 포함하고, 상기 제1 누전 보호기 및 상기 제2 누전 보호기 각각은, 상기 제1 전력선(R) 및 상기 제2 전력선(E) 사이 또는 상기 제3 전력선(N) 및 상기 제2 전력선(E) 사이에 연결되어 상기 제1 전력선(R) 및 상기 제2 전력선(E) 사이 또는 상기 제3 전력선(N) 및 상기 제2 전력선(E) 사이의 누설 전류에 의한 전하를 강하하고 흐름을 제한하는 직렬 연결된 저항 및 다이오드; 상기 직렬 연결된 저항 및 다이오드 사이의 노드와 상기 제2 전력선(E) 사이에 연결되고, 상기 다이오드와 병렬로 연결되며, 상기 제1 전력선(R) 및 상기 제2 전력선(E) 사이 또는 상기 제3 전력선(N) 및 상기 제2 전력선(E) 사이에 누설 전류가 발생하는 경우 상기 저항에 의해 강하된 전하를 충전하는 적어도 하나 이상의 커패시터; 및 상기 커패시터와 병렬로 연결되고, 상기 제1 전력선(R) 및 상기 제2 전력선(E) 사이 또는 상기 제3 전력선(N) 및 상기 제2 전력선(E) 사이의 누설 전류에 의한 전압 및 상기 커패시터에 의해 충전된 전하를 강하하는 적어도 하나 이상의 저항을 포함하고, 상기 제1 누설 전류 발생 검출부 및 상기 제2 누설 전류 발생 검출부는, 상기 직렬 연결된 저항 및 다이오드, 상기 커패시터 및 상기 적어도 하나 이상의 저항에 의해 강하되는 전압이 상기 기준 값 이상으로 검출되는 경우 상기 제1 누설 발생 신호 및 상기 제2 누설 발생 신호를 상기 제1 송신부 및 상기 제2 송신부에 출력하는 포토커플러 및 전계효과 트랜지스터 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 포토커플러 및 상기 전계효과 트랜지스터 중 적어도 하나는, 상기 다이오드, 상기 커패시터, 및 상기 저항과 병렬로 연결되며, 상기 포토커플러 및 상기 전계효과 트랜지스터 중 적어도 하나는, 상기 다이오드, 상기 커패시터, 및 상기 저항의 양단의 전압이 상기 기준 값 이상으로 검출되는 경우 상기 제1 누설 발생 신호 또는 상기 제2 누설 발생 신호를 출력하고, 상기 제1 송신부는 상기 제1 누설 발생 신호에 응답하여 상기 제1 스위치 신호를 출력하는 제1 릴레이, 및 상기 제2 송신부는 상기 제2 누설 발생 신호에 응답하여 상기 제2 스위치 신호를 출력하는 제2 릴레이를 포함하고, 상기 누설 전류 발생 알람부는, 상기 제1 전력선(R) 및 상기 제3 전력선(N) 사이에 연결되고, 상기 제1 릴레이의 상기 제1 스위치 신호에 응답하여 구동하는 제3 릴레이, 및 상기 제3 릴레이의 구동에 의해 제1 알람 신호를 생성하는 상기 제3 릴레이에 직렬 연결된 제1 알람 신호 생성부; 상기 제1 전력선(R) 및 상기 제3 전력선(N) 사이에 연결되고, 상기 제2 릴레이의 상기 제2 스위치 신호에 응답하여 구동하는 제4 릴레이, 및 상기 제4 릴레이의 구동에 의해 제2 알람 신호를 생성하는 상기 제4 릴레이에 직렬 연결된 제2 알람 신호 생성부; 상기 제1 전력선(R) 및 상기 제3 전력선(N) 사이에 병렬 연결되고 상기 제1 알람 신호에 응답하여 구동하는 제5 릴레이 및 상기 제2 알람 신호에 응답하여 구동하는 제6 릴레이를 포함하고, 상기 제5 릴레이 및 상기 제6 릴레이 중 적어도 하나가 구동하는 경우 신호음을 발생시키는 부저 회로; 상기 제1 전력선(R) 및 상기 제3 전력선(N) 사이에 연결되고, 상기 제1 알람 신호에 응답하여 구동하는 제7 릴레이 및 상기 제7 릴레이의 구동에 의해 상기 제1 전력선(R) 및 제2 전력선(E) 사이의 누설 전류 발생을 발광하여 알람하는 제1 램프, 상기 제2 알람 신호에 응답하여 구동하는 제8 릴레이 및 상기 제8 릴레이의 구동에 의해 상기 제3 전력선(N) 및 상기 제2 전력선(E) 사이의 누설 전류 발생을 발광하여 알람하는 제2 램프를 포함하는 발광 회로를 포함하고, 상기 누전 보호기는 상기 제1 전력선(R) 및 상기 제2 전력선(E) 사이 또는 상기 제3 전력선(N) 및 상기 제2 전력선(E) 사이에 누설 전류가 발생하는 경우 누설 전류를 상기 기준 값 미만으로 낮추어진 상태에서 차단기를 통해 실 부하측으로 전력을 공급하며, 상기 기준 값은 교류전류(주파수: 15Hz~100Hz)가 흘렀을 때의 인체 반응에 대한 보호되는 레벨로 설정되는 누설 전류 저감 기능이 있는 전기 안전 커넥터에 있어서,
상기 다이오드는 전력선(R, E, N) 사이에서 적어도 둘 이상이 직렬로 커플링될 수 있다. 다이오드의 애노드 전극은 전력선(R, E, N) 중 전위가 낮은 전력선에 커플링되고 다이오드의 캐소드 전극은 전력선(R, E, N) 중 전위가 높은 전력선에 커플링되며, 적어도 하나 이상의 커패시터는 전력선(R, E, N) 사이에 커플링되고 다이오드와 병렬로 커플링되어 전력선(R, E, N) 사이에 누설 전류가 발생하는 경우 누설 전류에 의한 전하를 충전하도록 형성되며, 적어도 하나 이상의 저항은 전력선(R, E, N) 사이에 커플링되고 다이오드 및 커패시터와 병렬로 커플링되어 전력선(R, E, N) 사이에 누설 전류가 발생하는 경우 설 전류에 의한 전압을 강하시키도록 형성되고, 누전 보호기(310, 320)는 전력선(R, E, N) 사이에 다이오드와 직렬로 커플링되는 저항을 더 포함할 수 있는 것을 특징으로 하는 누설 전류 저감 기능이 있는 전기 안전 커넥터.
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