KR102626097B1 - 텍트스위치방식의 누전테스트회로부를 포함하는 인쇄회로모듈이구성된 누전차단기 - Google Patents

텍트스위치방식의 누전테스트회로부를 포함하는 인쇄회로모듈이구성된 누전차단기 Download PDF

Info

Publication number
KR102626097B1
KR102626097B1 KR1020230106448A KR20230106448A KR102626097B1 KR 102626097 B1 KR102626097 B1 KR 102626097B1 KR 1020230106448 A KR1020230106448 A KR 1020230106448A KR 20230106448 A KR20230106448 A KR 20230106448A KR 102626097 B1 KR102626097 B1 KR 102626097B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
earth leakage
test
pin
printed circuit
circuit module
Prior art date
Application number
KR1020230106448A
Other languages
English (en)
Inventor
유인기
Original Assignee
주식회사 시티온
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 시티온 filed Critical 주식회사 시티온
Priority to KR1020230106448A priority Critical patent/KR102626097B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102626097B1 publication Critical patent/KR102626097B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3271—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
    • G01R31/3272—Apparatus, systems or circuits therefor
    • G01R31/3274—Details related to measuring, e.g. sensing, displaying or computing; Measuring of variables related to the contact pieces, e.g. wear, position or resistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R15/00—Details of measuring arrangements of the types provided for in groups G01R17/00 - G01R29/00, G01R33/00 - G01R33/26 or G01R35/00
    • G01R15/14—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks
    • G01R15/18—Adaptations providing voltage or current isolation, e.g. for high-voltage or high-current networks using inductive devices, e.g. transformers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16576—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing DC or AC voltage with one threshold
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R27/00—Arrangements for measuring resistance, reactance, impedance, or electric characteristics derived therefrom
    • G01R27/02—Measuring real or complex resistance, reactance, impedance, or other two-pole characteristics derived therefrom, e.g. time constant
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G01R31/3271—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers of high voltage or medium voltage devices
    • G01R31/3275—Fault detection or status indication
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/56—Testing of electric apparatus
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/02—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by earth fault currents
    • H01H83/04—Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by earth fault currents with testing means for indicating the ability of the switch or relay to function properly

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Breakers (AREA)

Abstract

본 발명은 누전차단기의 누전시 정상동작 상태를 테스트하기 위한 누전 테스트 회로부가 구성된 누전차단기에 관한 것이다.
보다 자세하게는, 전원이 공급되는 경우에 누전 테스트버튼을 눌러 전원을 차단하는 누전 테스트회로부를 텍트스위치를 방식으로 서브인쇄회로모듈에 포함시켜 구성한 누전차단기에 관한 것이다.
또한, 누전 테스트버튼을 누르더라도 AC상용전류가 누전테스트회로부에 구성되는 테스트저항으로 흐르지않아 AC상용전원의 전압이 클 경우에 발생하던 테스트저항의 소손을 방지할수 있도록 구성된 누전차단기에 관한 것이다.

Description

텍트스위치방식의 누전테스트회로부를 포함하는 인쇄회로모듈이 구성된 누전차단기{An earth leakage breaker composed of a printed circuit module including a tact switch type earth leakage test circuit}
본원 발명은 전동기，그 밖에 각종 부하가 접속된 배전 계통에 발생한 누전을 검출하고 파급되는 사고를 미연에 막기 위한 누전테스트회로부를 텍트스위치 방식의 테스트버튼을 사용하면서 인쇄회로패턴을 형성한 서브인쇄회로모듈에 연결시켜 구성한 누전차단기에 관한 것이다.
보다 자세하게는, 전원이 공급되는 경우에 누전 테스트버튼을 눌러 전원을 차단하는 누전 테스트회로부를 텍트스위치를 방식으로 서브인쇄회로모듈에 포함시켜 구성한 누전차단기에 관한 것이다.
또한, 누전 테스트버튼을 누르더라도 AC상용전류가 누전테스트회로부에 구성되는 테스트저항으로 흐르지않아 AC상용전원의 전압이 클 경우에 발생하던 테스트저항의 소손을 방지할수 있도록 구성된 누전차단기에 관한 것이다.
누전차단기는 전기 회로에서 과부하 또는 단락으로 인한 피해를 막기 위해 수동 또는 자동 조작에 의해 전기선로의 개폐동작을 신속하게 전환시켜 선로에서 발생하는 과부하 및 단락사고로 인해 부하측에 연결된 기기 및 선로의 파손을 방지하기 위한 안전장치이다.
도 1은 종래 누전차단기의 구조를 도시한 사시도이다.
종래의 누전차단기는, 양측으로 전원측 단자부(40)와 부하측 단자부(50)가 구비되고, 상기 전원측 단자부(40)와 부하측 단자부(50) 사이에는 트립동작에 의해 선로가 개폐되는 고정접촉자(15)와 가동접촉자(38)가 구비된 베이스(11)와, 상기 베이스(11)의 상부에 착탈 가능하게 구비되는 커버(12)로 구성된 몸체(10)와; 상기 부하측의 누설전류를 감지하는 영상변류기(21)와, 누설전류 발생시 트립동작을 구현하기 위한 트립회로부가 실장된 인쇄회로기판(22)으로 이루어진 트립회로 어셈블리(20); 및 상기 트립회로 어셈블리(20)에서 부하측의 과전류를 감지한 경우 누전차단기가 트립되어 부하측으로 공급되는 전원이 차단되도록 작동하는 트립작동부(30)를 포함하여 구성된다.
상기 커버(12)의 상단 일측에는 누전차단기의 정상 작동 여부를 시험하기 위한 누전 테스트회로부를 구성하는 테스트버튼(13)이 커버(12)의 상측으로 돌출되도록 설치되고, 커버(12)의 양측에는 터미널스크류 삽입구(15,15a)가 형성되어, 그 내측으로 터미널스크류(41,51)가 관통되어 베이스(11)에 커버(12)가 결합되도록 구성되어 있다.
상기 누전 테스트회로부는 누전 발생시 누전차단기가 제대로 작동되는지를 테스트하기 위해서 누전차단기에 포함되어 구성된다.
부연설명하면, 테스트버튼(13)을 누르게 되면, 테스트버튼(13)은 판스프링재질의 플레이트(14)를 누르게 되고, 다시 플레이트(14)는 테스트핀(25)을 누르면서 테스트회로부에는 전류가 흐르게 되는 원리이다.
도 2 내지 도 4는 누전차단기와 누전차단기의 누전테스트회로부의 동작상태를 설명한 도면이다. 도 2 내지 도 4를 참조하여, 누전 테스트회로부에 대해 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면 인입되는 전원은 누전차단기의 개폐부(10)가 닫히는 경우에 한 쌍의 전원인입라인을 통해 누전차단기를 통해 부하로 공급되며, 상기 전원인입라인을 통해 누전검출IC(20)로 제어전원이 공급된다.
누전검출IC(20)는 제어전원을 공급받아 작동되면서 영상변류기(ZCT)를 관통하는 전원인입라인에 흐르는 전류의 벡터합을 통해 전류의 누전상태를 감지하게 된다.
영상변류기(ZCT)에 관통되는 전류 i1과 i2 의 벡터합이 제로가 되지 않는다면 누전되는 전류가 발생되는 상태로서, 영상변류기가 이를 감지하게 되면 상기 누전검출IC(20)의 누전발생을 나타내는 출력신호에 의하여 솔레노이드 코일인 트립코일(40)에 전압이 인가되면서 트립장치(미도시)를 작동시켜 개폐부(10)를 오픈시키게 되고, 상기 개폐부(10)가 오픈되는 경우에는 인입되는 전원이 차단된다.
도 3 내지 도 4는 전원이 인입되는 누전차단기의 경우에 있어 누전테스트 회로부의 동작에 따른 전원공급상태를 간략화하여 도시한 것이다. 도시된 바처럼, 테스트전류가 흐르는 테스트 전류라인이 영상변류기(ZCT)를 관통하고 있다.
도 3은 누전차단기에 구성된 누전 테스트 버튼을 닫았을 경우에 전원공급상태를 도시한 작동상태도로서, 누전 테스트버튼이 온(on)되면 누전 테스트회로부(30)에 테스트전원이 공급되면서 별도의 테스트전류라인을 통해 인위적으로 영상변류기를 관통하는 테스트 전류 i3 가 흐르게 된다.
상기 테스트 전류 i3 가 영상변류기를 관통하는 경우에는 i1, i2, i3 의 벡터합이 제로가 되지 않기 때문에 누설전류가 흐르는 것으로 감지되면서, 상기 누전검출제어부(20)의 누전발생을 나타내는 출력신호에 의하여 트립코일(40)에 전압이 인가되면서 트립장치(미도시)를 작동시켜 개폐부(10)를 오픈시키게 되고, 상기 개폐부(10)가 오픈되는 경우에는 전원측 단자에서 부하기기로 인입되는 전원이 차단된다.
도 4에 도시된 바처럼, 트립코일(40)에 전압이 인가되면서 트립장치를 구동하여 개폐부(10)가 오픈되면, 누전차단기로 전원이 공급되지 않게 되므로 트립코일(40)이나 누전테스트회로부(30)의 테스트저항(R)에는 더 이상의 전압이 걸리지 않게 된다.
도 2 내지 도 4에 도시된 누전테스트회로부(30)의 접점의 on/ff는 기구적으로는 앞서 기술한 테스트버튼(13)을 누르는 경우에 플레이트(14)와 테스트핀(25)의 접하면서 on 상태로, 반대로 테스트버튼(13)을 놓는 경우에 플레이트(14)와 테스트핀(25)이 떨어지는 경우에 off 상태로 변환된다.
그러나 이와 같이 테스트 버튼(13)이 커버(12)의 상측으로 돌출된 구조에 의하면, 누전차단기의 테스트 중이 아닌 상황에서 부주의로 인한 외부 접촉이나 테스트 버튼(13)에 물체가 떨어져 테스트 버튼(13)이 아래로 눌려질 경우에는 누전차단기가 트립됨으로써 누전상태가 아님에도 불구하고 부하측으로 공급되는 전원이 차단되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 누전차단기에 구성된 테스트회로부를 구성하기 위해서는, 플레이트와 테스트핀을 인쇄회로기판에 반드시 장착해야 하는데, 이를 위해서는 수작업으로 플레이트(14)와 테스트핀(25)을 별도로 사출하여, 인쇄회로기판에 장착해야 하는 불편함이 있고, 이로인한 공정시간이 길어지는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 누전차단기에 구성된 테스트 버튼(13)을 누르는 경우에, 테스트 버튼(13)이 눌러졌는지, 다시말해 테스트버튼(13)을 제대로 눌렀는지 스스로 확인이 불가능하다는 문제점이 있다. 다시말해, 테스트 버튼(13)을 누르는 경우, 판스프링재질의 플레이트(13)는 내려가게 되고, 반대로 테스트 버튼(13)에서 손을 떼는 경우 다시 플레이트(13)가 복원되면서 테스트 버튼(13)이 위로 올라오게 된다.
그러나, 실제로 테스트 버튼(13)을 누르고 떼는 경우, on/off 상태에 있어 아무런 소리가 없고, 손가락에 느껴지는 on/off 에 대한 감각이 전혀 느껴지지 않는다는 사용상의 문제점이 있다.
이에 실제로 사용자가 테스트 버튼(13)을 누르는 경우에, 과도하게 오랜시간을 누르거나 강하게 누르게 되는 경향이 있으며, 또한 테스트 버튼(13)을 확실하게 누르기 위해 드라이버 등의 끝단을 이용해서 테스트 버튼(13)을 누르는 경우도 발생하게 되면서, 기구적 결함과 테스트회로에 구성되는 테스트저항의 전기적 소손발생을 야기하게 되는 문제점이 있다.
또 다른 종래의 누전테스트회로부의 문제점으로서, 실제 누전차단기에 누전테스트회로부를 장착하여 테스트전류를 흐르게 하면 테스트저항(R)에 흐르는 전류가 높아 소비전력이 상대적으로 최소 10W급 이상이 필요한데, 실제로 10W급 이상의 크기의 저항은 규격이 커져서 누전차단기 내부의 협소한 공간상 장착이 어렵다.
따라서, 누전차단기의 내부공간이 부족하여 전세계 차단기 메이커가 실제보자 낮은 소비전력의 테스트 저항을 사용함으로써 누전테스트회로부를 구동하는 경우에 테스트저항의 소손이 빈번이 발생하는 문제점이 있다.
예를 들어, 누전 동작전류가 30mA 인 경우, 즉, 30mA가 흐를때 누전으로 설정되는 경우에 누전 테스트 전류는 최저/최대 공급전압(88V ~ 242V)에서 각각 30mA 이상의 전류가 흘러야 한다.
다시말해, AC상용전선라인의 최저전압(88V)에서 3KΩ의 테스트저항은 최대전압(242V)에서도 견뎌야 하므로 최대전압 공급시 소비전력은,
P(최대전력) = V2/R 으로 정의되니,
(242)2 / 3k = 19.5W 가 필요하다.
그러나, 실제 사용하는 테스트 저항은 3K에 1W 급을 사용하므로 테스트버튼을 0.1초 이상 길게 누르게 되면 소손이 발생한다. 그러나 누전차단기의 차단시간은 30ms 이내이므로 정상적 누전차단기 제품에서는 소손현상은 없으나, 차단시간이 100ms 이상의 누전차단기에서는 즉시 소손현상이 발생하는 문제점이 있다.
국내 특허공개문헌 제10-1995-0012081호(공개일 1995.05.16) 국내 특허공고문헌 제10-1326418호(공고일: 2013.11.11) 국내 특허공고문헌 제10-1801729호(공고일: 2017.11.28)
상기의 문제점을 개선하기 위하여, 본 발명은 누전 테스트회로부의 테스트 버튼(13)을 누르는 경우 on/off 상태에 대하여 감각적으로 느껴지도록 구성되어, 종래의 무감각 테스트버튼의 특성상 무리하게 테스트버튼을 누르면서 발생했던 기구적 결함을 방지하도록 구성된 누전 테스트회로부가 구성된 누전차단기를 제시하는 것을 목적으로 한다.
또한, 앞서와 같은 이유로 누전 테스트버튼을 길게 누르게 되면서 AC상용전류가 누전테스트회로부에 장착된 테스트저항으로 흐르면서 테스트저항의 소손을 야기시켰던 문제점을 개선한 누전차단기의 테스트회로부가 구성된 누전차단기를 제시하는 것을 목적으로 한다.
보다 자세하게는, 누전 테스트버튼을 누르더라도 AC상용전류가 누전테스트회로부에 구성되는 테스트저항으로 흐르지않아 AC상용전원의 전압이 클 경우에 발생하던 테스트저항의 소손을 방지할수 있도록 구성된 누전테스트회로부가 구성된 누전차단기를 제시하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로는, 본 발명은 기존의 AC상용전원 의존형 누전차단기의 누전 테스트회로부의 구성을 대신하여 누전검출제어부를 통해 DC전압 의존형 누전 테스트회로부를 구성하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 영상변류기(ZCT)와 트립코일이 장착되는 메인인쇄회로모듈이 구성된 누전차단기에 있어서, 누전검출제어부를 구동하는 전자소자가 장착된 서브인쇄회로모듈이 상기 메인인쇄회로모듈에 장착되며, 상기 서브인쇄회로모듈에는 누전테스트회로부를 구동하기 위한 전자소자와 테스트회로패턴이 형성되고, 상기 테스트회로패턴에는 누전테스트회로부를 ON/OFF 하기 위하여 누전테스트버튼과 연결되는 한쌍의 접점부가 형성되고, 상기 누전테스트버튼은 상기 서브인쇄회로모듈에 장착되는 텍트스위치로 구성된 것을 특징으로 하는 텍트스위치방식의 누전테스트회로부를 포함하는 인쇄회로모듈이 구성된 누전차단기를 제시한다.
상기 서브인쇄회로모듈의 위치는 상기 트립코일과 이격된 거리를 유지하면서 상기 메인인쇄회로모듈의 가장자리에 위치하도록 구성된다.
상기 텍트스위치에는 누름버튼과 제1커넥터와 제2커넥터가 구성되며, 상기 제1커넥터와 제2커넥터는 각각 상기 서브인쇄회로모듈에 형성된 테스트회로패턴의 한쌍의 접점부에 각각 매칭되면서 상기 서브인쇄회로모듈에 장착되며, 상기 텍트스위치의 누름버튼을 누르는 경우에, 상기 한쌍의 접점부가 전기적으로 연결되면서 상기 테스트회로패턴에는 테스트전류가 흐르도록 구성된다.
상기 누전테스트회로부의 테스트버튼을 누르는 경우에 영상변류기(ZCT)의 2차코일을 통해 흐르는 DC 테스트전류를 발생시켜, 누전검출제어부 내부의 차동증폭기의 두개의 핀간 전압이 설정된 차동증폭기의 구동전압 이상이 되면서 누전테스트회로부가 동작하도록 구성된다.
또한, 누전차단기에 전원이 공급되면서 누전검출제어부 내부의 차동증폭기의 기준핀(1번핀)에 설정된 기준전압(2V)이 인가되며, 상기 차동증폭기의 기준핀(1번핀)은 영상변류기의 2차코일을 통해 접지와 연결되도록 구성하여, 누전테스트버튼을 누르는 경우에, 누전검출제어부의 기준전압(2V)과 상기 접지간에 전압차로 인해 상기 차동증폭기의 기준핀(1번핀)에서 영상변류기의 2차코일을 통해 상기 접지 및 상기 차동증폭기의 타핀(2번핀, Vin)으로 각각 흐르는 DC테스트전류가 생성되면서, 누전검출제어부 내부의 차동증폭기의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)간에 전압이 설정된 누전검출전압 이상으로 인가되면 누전테스트회로부가 동작하도록 구성된다.
상기 차동증폭기의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)간에 인가되는 전압은 테스트저항의 크기를 조절하여 차동증폭기의 구동전압 이상이 되도록 구성된다.
본 발명인 텍트스위치를 누전테스트버튼으로 구성한 누전차단기에 의해 다음과 같은 효과를 달성할 수 있다.
본 발명은 누전 테스트회로부의 테스트버튼을 누르는 경우 on/off 상태에 대하여 감각적으로 느껴지도록 구성되어, 종래의 무감각 테스트버튼의 특성상 무리하게 테스트버튼을 누르면서 발생했던 기구적 결함을 방지할 수가 있다.
다시말해, 본 발명은 누전테스트회로부에서 테스트버튼으로 텍트스위치 방식의 스위치를 사용하여 테스트버튼을 누르는 경우에 감각적으로 테스트버튼의 누름여부를 즉각적으로 인지하도록 하여, 테스트버튼에 불필요한 압력이나 오랜시간 테스트버튼을 누름에 따른 부작용을 방지할 수가 있다.
또한, 본 발명에 의한 누전차단기의 누전테스트회로부는 누전 테스트버튼을 누르더라도 AC상용전류가 누전테스트회로부에 구성되는 테스트저항으로 흐르지않아 AC상용전원의 전압이 클 경우에 발생하던 테스트저항의 소손을 방지할수 있게 된다.
다시말해, 기존의 AC상용전원 의존형 누전차단기의 누전 테스트회로부의 구성을 대신하여 테스트버튼을 누르는 경우에 영상변류기(ZCT)의 2차코일로 흐르는 DC 테스트전류를 생성하는 방식, 2차코일 양단에 차동증폭기의 구동전압 이상의 유기된 전압이 생성되어 차동증폭기의 두개의 핀간 구동전압이 발생하도록 구성된 DC전압 의존형 누전 테스트회로부를 구성하게 된다.
도 1은 종래 누전차단기의 구조를 도시한 사시도이다.
도2 내지 도 4는 누전차단기와 누전차단기의 누전테스트회로부의 동작상태를 설명한 도면이다.
도 5은 본 발명에 의한 누전차단기의 메인인쇄회로모듈에 장착되는 서브인쇄회로모듈에 텍트스위치로써 누전테스트버튼을 구성한 도면이다.
도 6은 본 발명에 의한 텍트스위치의 구성도이다.
도 7은 상용화되고 있는 누전차단기 내부 회로 구성도의 일예이다.
도 8은 누전시 누전차단기 내부의 누전차단 동작원리를 설명한 도면이다.
도 9는 누전시 누전차단기 내부의 초기 단계의 누전차단 메카니즘을 설명한 회로 도면이다.
도 10은 종래의 테스트회로부가 구성된 누전차단기 내부 회로 구성도의 일예이다.
도 11은 종래의 누전차단기에 있어, 누전테스트 버튼을 눌렀을 경우에 있어 누전테스트 회로부의 동작에 따른 전원공급상태를 간략화하여 도시한 작동상태도이다.
도 12는 본 발명에 의한 누전테스트회로부가 구성된 누전차단기의 내부 회로 구성도이다.
도 13 내지 도 15는 본 발명에 의한 실시예에 따른 누전테스트회로부의 원리를 설명한 도면이다.
도 16 내지 도 17는 본 발명에 의한 다른 실시예에 따른 누전테스트회로부의 원리를 설명한 도면이다.
이하, 본 발명인 텍트스위치방식의 누전테스트회로부를 포함하는 인쇄회로모듈이 구성된 누전차단기에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명한다.
도 5는 본 발명에 의한 누전차단기의 메인인쇄회로모듈에 장착되는 서브인쇄회로모듈에 텍트스위치로써 누전테스트버튼을 구성한 도면이다. 도 6은 본 발명에 의한 텍트스위치의 구성도이다. 도 7은 본 발명에 의한 누전테스트회로부가 구성된 누전차단기의 내부 회로 구성도이다.
도 5에 도시된 바를 참조하면, 누전차단기의 내부에는 영상변류기(ZCT)와 트립코일(300) 및 바리스터(Variable Resistor)가 장착되는 메인인쇄회로모듈(M)이 구성된다.
본 명세서에서 기술되는 메인인쇄회로모듈(M)와 서브인쇄회로모듈(S)은 모두 인쇄회로패턴이 형성되는 인쇄회로기판을 의미한다.
또한, 서브인쇄회로모듈(S)은 메인인쇄회로모듈(M)에 장착되어 연결되며, 도7을 참조할때, 서브인쇄회로모듈(S)에는 앞서 기술한 영상변류기(ZCT)와 트립코일(300) 및 바리스터(Variable Resistor)를 제외한 누전차단기의 누전검출과 테스트회로구동에 필요한 부품과 소자를 포함하고 있는 인쇄회로모듈이다.
구체적으로는, 서브인쇄회로모듈(S)에는 누전검출제어부(IC) 및 누전검출제어부(IC)와 누전테스트회로부를 구동하기 위하여 필요한 부품들, 이를테면, 사이리스터(SCR), 다이오드, 콘덴서, 저항, CAP 등의 장착되며, 누전검출제어부(IC)와 누전테스트회로부를 구동하기 위한 인쇄회로패턴이 형성된다.
본 발명의 누전차단기의 메인인쇄회로모듈(M)에 장착되는 서브인쇄회로모듈(S)에는 누전테스트회로부를 구동하기 위한 테스트회로패턴이 형성되고, 테스트회로패턴에는 누전테스트회로부를 ON/OFF 하기 위하여 누전테스트버튼(700)과 연결되는 한쌍의 접점부가 형성되며, 누전테스트버튼(700)은 텍트스위치로 구성될 수 있다.
즉, 본 발명은 서브인쇄회로모듈(S)에 테스트회로패턴을 형성하고 텍트스위치를 장착하도록 구성하여, 기존의 누전차단기의 테스트회로부에 구성된 테스트핀과 플레이트를 대체하게 된다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 텍트스위치(700)에는 누름버튼(B)과 제1커넥터(C1)와 제2커넥터(C2)가 구성된다.
제1커넥터(C1)와 제2커넥터(C2)는 각각 서브인쇄회로모듈(S)에 형성된 테스트회로패턴의 한쌍의 접점부(J1, J2)에 각각 매칭되면서 상기 서브인쇄회로모듈에 장착된다.
텍트스위치의 누름버튼(B)을 누르는 경우에, 한쌍의 접점부(J1, J2)가 전기적으로 연결되면서 서브인쇄회로모듈(S)에 형성된 테스트회로패턴에는 테스트전류가 흐르도록 구성된다.
본 발명은 서브인쇄회로모듈(S)에 테스트회로패턴을 형성하고 텍트스위치를 장착하도록 구성하여, 기존의 누전차단기의 테스트회로부에 구성된 테스트핀과 플레이트를 대체하게 된다.
다시말해, 본 발명은 텍트스위치를 이용하여 테스트버튼을 구성함으로써, 종래의 누전차단기에 구성된 테스트회로부를 구성시에 플레이트와 테스트핀을 별도로 사출하여 메인인쇄회로모듈(M)에 장착해야 하는 불편함과 이로인한 공정시간의 문제점을 해결하게 된다.
또한, 본 발명은 누전 테스트회로부의 테스트 버튼을 텍트스위치로 구성함으로써, 텍트스위치를 누르는 경우 on/off 상태를 손가락을 통해 감각적으로 느낄수가 있게되어, 종래의 무감각 테스트버튼의 특성상 무리하게 테스트버튼을 누르면서 발생했던 기구적 결함을 방지할 수가 있다.
다시말해, 본 발명은 누전테스트회로부에서 테스트버튼을 텍트스위치 방식의 스위치를 사용하여 테스트버튼을 누르는 경우에 감각적으로 테스트버튼의 누름여부를 즉각적으로 인지하도록 하여, 테스트버튼에 불필요한 압력이나 오랜시간 테스트버튼을 누름에 따른 부작용을 방지할 수가 있다.
이하 누전테스트 회로부의 테스트저항의 소손을 방지하도록 ZCT 권선을 이용한 누전테스트회로부가 구성된 누전차단기에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.
누전차단기의 동작에 대한 규격을 정해놓은 법령 KS IEC 60947-2: 2009(산업용)와 KS C IEC 61009-1: 2013(주거용)를 통해 테스트 장치의 규격을 보면 다음과 같이 규정하고 있다.
KS IEC 60947-2: 2009(산업용)의 B.7.2.6 의 테스트장치 규정을 보면, "CBR(산업용 차단기)은 그것의 동작 능력을 주기적으로 시험할 수 있도록, 누설전류를 모의한 전류가 검출장치를 통해서 흐를 수 있게 하는 테스트 장치를 갖추고 있어야 한다"라고 규정하고 있으며, "테스트 장치는 단지 트립 기능을 확인하기 위한 것이고, 정격감도전류 및 차단시간과 관련하여 그 기능이 효력을 갖는 값을 확인하고자 하는 것은 아니다"라고 규정하고 있다.
또한, KS C IEC 61009-1: 2013(주거용)의 8.11의 시험장치 규정을 보면 "RCBO(주택용 차단기)는 그 누설전류장치가 동작하는 능력을 주기적으로 시험해 보기 위해, 누설전류가 검출장치를 통해 흐르도록 모의하는 시험장치를 구비해야 한다."라고 규정하고 있으며, "시험장치는 트립 기능을 확인하기 위한 것으로, 정격감도전류와 차단시간에 대해 유효한 값을 확인하기 위한 것이 아니다."라고 규정하고 있다.
이를 요약하면, 누전차단기의 테스트장치를 구성하는 경우에, 누설전류의 검출장치, 다시 말해 영상변류기(ZCT)에 누설전류를 모의한 전류가 흐르도록 구성된다면, 법령 KS IEC 60947-2: 2009(산업용)와 KS C IEC 61009-1: 2013(주거용)규정상 문제가 없다고 해석할 수 있다.
이를 바탕으로 본 발명은, 기존의 AC상용전원 의존형 누전차단기의 누전 테스트회로부의 구성 대신에 DC전압 의존형 누전 테스트회로부를 구성하면서, 누전테스트회로부에 DC전류가 테스트전류로 흐르는 방식을 제안한다.
다시말해, 종래의 누전테스트장치의 방식은 누설전류를 모의한 전류, 다시말해 AC 상용라인전류가 검출장치인 영상변류기의 1차코일을 통하여 흐르도록 구성한 방식이라면, 본 발명은 누설전류를 모의한 전류로서 누전검출제어부의 기준전압인 DC 2V로부터 비롯된 전류가 검출장치인 영상변류기의 2차코일을 통하여 흐르는 방식이다.
종래 및 본 발명의 테스트회로부의 구성 방식은 앞서 기술한 KS IEC 60947-2: 2009(산업용)와 KS C IEC 61009-1: 2013(주거용)에 기준하여 적합하도록 구성되었음을 밝히고, 이하 본 발명의 구성에 대해 기술하도록 한다.
일반적으로, 영상변류기(ZCT)의 2차측 권선은 보통 1000 Turn의 감고, 5KΩ의 테스트저항에서 1차측에서 20mA가 통전시에 영상변류기(ZCT)의 2차측 코일 양단에 누전검출제어부의 차동증폭기의 구동전압, 이를테면 13mV의 신호가 생성되면서 누전검출제어부의 차동증폭기 반도체가 동작하게 되는 특성을 갖고 있다.
즉, 차동증폭기의 구동전압은 차동증폭기를 구동하는 전압으로서, 누전검출전압으로 설정된 값으로 정의될 수 있다. 누전검출제어부의 차동증폭기의 구동전압은 누전검출제어부(IC)의 종류마다 조금씩 다를 수 있으며, 여기서는 13mV에서 구동하는 차동증폭기를 예시로 설명한다.
이와 같은 특성을 근거로, 본 발명은 ZCT 2차측의 권선된 코일에 DC전류를 흘려서 누전검출제어부의 차동증폭기 반도체가 구동전압을 생성하는 것을 발명의 기본 특징으로 한다.
본 발명의 구성을 기술하기 전에 누전차단기의 작동원리에 대해 간단하게 설명하면 다음과 같다.
도 7에 도시된 바를 참조하면, 누전차단기에 공급되는 상시전원(L1, L2)을 정류회로를 통해 정류시켜 사용하는 누전차단기를 도시하고 있다. 도 8은 누전시 누전차단기 내부의 누전차단 동작원리를 설명한 도면이다.
누전차단기로 공급되는 정류된 전원은 누전검출제어부(100)를 구동하는 제 어전원으로서 8번핀으로 입력되면서 영상변류기(ZCT)가 누전을 감지하도록 구동전압을 공급하게 된다. 이를 통해 누전검출제어부(100)는 영상변류기(ZCT)의 누전검출코일을 통한 출력전류로부터 누전발생의 유무를 판정하게 된다.
다음으로, 상기 누전검출제어부(100)에서 누전을 감지하면, 7번핀을 통해서 반도체 스위치인 사이리스터(SCR, 200)에 게이트신호를 보내고, 누전차단기 내부의 솔레노이드 코일인 트립코일(300)에 전압을 인가하여 상시전원(L1, L2)와 연결된 누전차단기의 접점을 차단하도록 구성된다.
도 8에 도시된 바와 같이, 상기 사이리스터(SCR, 200)로 게이트신호가 보내지면, 사이리스터(200)가 스위칭되면서 통전되어 도시된 굵은 선처럼 전류가 흘러, 트립코일(300)에 전압이 인가되게 되고, 이를 통해 트립장치(500)가 구동되면서 누전차단기의 접점이 오픈되어 AC상용전원은 차단된다.
도 9는 누전시 누전차단기 내부의 초기 단계의 누전차단 메카니즘을 설명한 회로 도면이다.
영상변류기(ZCT)를 통해 흐르는 누설전류가 누전검출제어부(100)에서 누전이라 판단하기 위해서는, 영상변류기(ZCT)에서 누전검출제어부(100)의 내부의 차동증폭기(110)의 두핀으로 연결되는 라인간에 로드저항(400)으로 620Ω의 저항이 장착되는 경우에, 누전검출제어부(100)의 내부의 차동증폭기(110)의 두핀사이에 전압값이 설정값, 이를 테면 13mV 이상이 되어야만 한다.
다시말해, 차동증폭기(110)의 두핀사이에 전압값이 설정값인 13mV 이상만 되면, 누전검출제어부(100)는 내부회로를 통해 7번 핀을 통해 반도체 스위치인 사이리스터(SCR, 200)에 게이트신호를 보내게 된다.
다시말해, 영상변류기(ZCT)를 통한 누설전류가 로드저항(400)에서 전압강하로 인하여 누전검출제어부(100)의 차동증폭기(110)의 핀간 전압이 설정값인 30mA 이상만 되면, 도시된 펄스파형을 누전검출제어부(100)의 4번핀으로 발생시키게 되면서 누전차단 동작이 진행하게 된다.
도 10은 종래의 테스트회로부가 구성된 누전차단기 내부회로 구성도의 일예이다. 도 11은 종래의 누전차단기에 있어, 누전테스트 버튼을 눌렀을 경우에 있어 누전테스트 회로부의 동작에 따른 전원공급상태를 간략화하여 도시한 작동상태도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 누전테스트 회로부의 동작에 따른 전원공급상태를 간략화하여 도시한 것이다. 도시된 바처럼, 테스트전류가 흐르는 테스트 전류라인이 영상변류기(ZCT)를 관통하고 있다.
도 11은 누전차단기에 구성된 누전 테스트 버튼을 닫았을 경우에 전원공급상태를 도시한 작동상태도로서, 누전 테스트버튼이 온(on) 되면 누전테스트회로부에 테스트전원이 공급되면서 별도의 테스트전류라인을 통해 테스트저항(Rt)를 거쳐 인위적으로 영상변류기를 관통하는 테스트 전류가 흐르게 된다.
상기 테스트 전류가 영상변류기(ZCT)를 관통하는 경우에는 전류의 벡터합이 제로가 되지 않기 때문에 누설전류가 흐르는 것으로 감지되면서, 상기 누전검출제어부(100)의 누전발생을 나타내는 출력신호에 의하여 트립코일(300)에 전압이 인가되면서 트립장치(500)를 작동시켜 개폐부를 오픈시키게 되고, 전원측 단자에서 부하기기로 인입되는 전원이 차단된다.
그러나, 누전차단기에 누전테스트회로부를 장착하여 테스트전류를 흐르게 하면 테스트저항(Rt)에 흐르는 전류가 높아 소비전력이 상대적으로 최소 10W급 이상이 필요한데, 실제로 10W급 이상의 크기의 저항은 규격이 커져서 누전차단기 내부의 협소한 공간상 장착이 어렵다.
앞서 기술한 바와 같이, AC상용전선라인에서 전류가 흐를때 누전테스트회로부에 일반적으로 장착되는 3KΩ/1W의 테스트저항(Rt)은 AC상용전원의 최대전압(242V)에서도 견뎌야 하므로 최대전압 공급시 소비전력인 19.5W에도 소손이 되지 않아야 하지만,
실제 사용하는 3K에 1W 급의 테스트 저항(Rt)은 테스트버튼을 0.1초 이상 길게 누르게 되면 소손이 발생하며, 특히 누전차단기의 차단시간이 100ms 이상의 누전차단기에서는 즉시 소손현상이 발생하는 문제점이 있다.
다시말해, 누전테스트회로부에서 테스트버튼을 누를 경우에 영상변류기(ZCT)를 관통하는 테스트전류가 발생시키는 경우에, AC상용전원의 상태가 고전압, 이를테면 242V 에 가까운 경우는 테스트전류의 크기가 60~70mA가 흐르면서 테스트저항(Rt)의 소손을 야기시키게 되는 것이다.
이에 본 발명은 이러한 누전테스트회로부에서 테스트버튼을 누르더라도 일반적으로 장착되는 3KΩ/1W의 테스트저항(Rt)에 소손을 방지하면서 누전테스트회로부를 구동하는 방법을 찾고자 한다.
여기
도 12는 본 발명에 의한 누전테스트회로부가 구성된 누전차단기의 내부 회로 구성도이다.
도시된 바와 같이 영상변류기(ZCT)와 누전테스트회로부가 구성되는 누전차단기를 도시한 것으로서, 영상변류기(ZCT)에서 누전검출제어부(100) 내부의 차동증폭기(110)의 두개의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)으로 각각 연결되는 두개의 라인사이에 장착되는 로드저항(400)이 구성되며, 로드저항(400)은 일반적으로 620Ω의 저항을 사용할 수 있다.
누전차단기에 전원이 인가시에 누전검출제어부(100) 내부의 차동증폭기의 +핀인 기준핀(1번핀, Vr)에는 2V의 전압이 인가되면서 기준전압으로 존재한다.
따라서, 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)에 전압이 13mV가 걸리면 동작하게 되므로, 차동증폭기(110)의 타핀(2번핀, Vin)에 걸리는 전압이 2V - 13mV 인 1987mV 만 걸리게 하면 차동증폭기(110)는 동작을 하게 된다.
이런 누전검출제어부(100)의 차동증폭기(110)의 동작원리를 통해, 본 발명의 누전테스트회로부의 구성을 보면, 먼저 상기 영상변류기(ZCT)에서 상기 차동증폭기의 타핀(2번핀, Vin)으로 연결되는 라인에 일단이 연결되는 테스트전선라인(900)이 장착된다.
또한, 영상변류기(ZCT)에서 누전검출제어부 내부의 차동증폭기(110)의 두개의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)으로 각각 연결되는 영상변류기의 2차코일 라인에 각각 장착되는 저항R1, 저항 R2이 구성된다.
또한, 상기 테스트전선라인(900)의 타단과 연결되는 접지(800)가 구성되고, 상기 테스트전선라인(900)에 테스트저항(Rx, 600)이 구성된다.
또한, 상기 테스트전선라인(900)에 형성되는 테스트버튼(700)이 구성되면서, 상기 테스트버튼(700)을 누르는 경우에 상기 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)간의 전압이 설정된 누전검출전압 이상이 되면서 누전테스트회로부가 동작하도록 구성된다.
도 13 내지 도 15는 본 발명에 의한 실시예에 따른 누전테스트회로부의 원리를 설명한 도면이다. 도 12에 도시된 구성을 전자 회로적으로 분석하면 다음과 같다.
본 실시예에서는, 누전차단기에 전원이 공급되면서 누전검출제어부(100) 내부의 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀)에 설정된 기준전압, 이를테면 DC 2V가 인가되며, 누전테스트회로부의 테스트버튼(700)을 누르는 경우에 상기 영상변류기(ZCT)의 2차코일을 통해 흐르는 DC 테스트전류는 발생하며, 상기 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)간의 핀간 전압이 설정된 누전검출전압, 이를테면 13mV 이상으로 되면서 누전테스트회로부가 동작하도록 구성한 것이다.
보다 자세하게는, 본 발명에서 누전테스트회로부의 테스트버튼(700)을 누르는 경우에 누전검출제어부(100) 내부의 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀)에 설정된 기준전압인 DC 2V와 접지간 전압차로 DC전류가 접지(800)로 흐르게 되면서, 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀, Vr)으로부터 영상변류기(ZCT)의 2차코일을 통해 타핀(2번핀, Vin)으로 흐르는 DC 테스트전류가 생성된다.
부연하면, 누전 테스트버튼(700)을 누르는 경우에, 누전검출제어부(100) 내부의 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀)에 설정된 기준전압(2V)과 상기 접지(800)간에 전압차로 인해 상기 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀)에서 영상변류기의 2차코일을 통해 상기 접지 및 상기 차동증폭기의 타핀(2번핀, Vin)으로 각각 흐르는 DC테스트전류가 생성된다.
이때, 누전검출제어부(100) 내부의 차동증폭기(110)의 두개의 핀간 전압, 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)간의 전압이 설정된 누전검출전압, 이를테면 13mV 이상이 되면서 누전테스트회로부가 동작하도록 구성한 것이다.
영상변류기(ZCT)의 2차코일 양단에 13mV 이상의 유기된 전압이 생성되어 차동증폭기의 두개의 핀간 구동전압이 발생하도록 테스트저항(Rx, 600)의 크기를 조절하게 된다.
도 15에 도시된 바를 보면, 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀, Vr)과 접지(800)간의 폐회로를 구성할때, 영상변류기(ZCT)와 누전검출제어부(100)의 연결라인에 형성되는 로드저항(400)과 영상변류기(ZCT)의 내부저항은 병렬연결된다.
또한, 상기 로드저항(400)과 영상변류기(ZCT)의 내부저항의 합성저항은 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)의 사이에 위치함을 알 수 있다.
또한, 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀, Vr)과 접지(800)간의 폐회로를 구성할때, 테스트저항(Rx, 600)은 상기 로드저항(400)과 영상변류기(ZCT)의 내부저항의 합성저항과 직렬연결되도록 구성된다.
따라서, 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)에 전압이 13mV가 걸리면 동작하게 되므로, 차동증폭기(110)의 타핀(2번핀, Vin)에 걸리는 전압이 2V-13mV만 걸리게 하면 차동증폭기(110)는 동작을 하게 된다.
결국, 테스트저항(Rx, 600)의 크기를 조절하여 차동증폭기(110)의 타핀(2번핀, Vin)에 걸리는 전압이 2V-13mV가 되도록 구성한다.
다시말해, 영상변류기(ZCT)의 2차코일 양단에 13mV 이상의 유기된 전압이 생성되어 차동증폭기의 두개의 핀간 구동전압이 발생하도록 테스트저항(Rx, 600)의 크기를 조절하는 것이다.
결국, 본 발명에 의한 누전차단기의 누전테스트회로부는 누전 테스트버튼(700)을 누르더라도 전원인 AC상용전류가 누전테스트회로부에 구성되는 테스트저항(Rx, 600))으로 흐르지않아 AC상용전원의 전압에 무관해지므로 테스트저항(Rx, 600)의 소손을 방지할수 있게 된다.
다시말해, 누전차단기에 전원이 공급되면서 누전검출제어부(100) 내부의 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀)에 설정된 기준전압, 이를테면 2V가 인가되며, 누전테스트회로부의 테스트버튼(700)을 누르는 경우에 상기 상기 영상변류기(ZCT)의 2차코일을 통해 흐르는 DC 테스트전류가 생성되며, 테스트저항(Rx, 600)의 크를 조절하여 상기 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)간의 핀간 전압이 설정된 누전검출전압, 이를테면 13mV 이상으로 되면서 누전테스트회로부가 동작하도록 구성된 것이다.
본 발명은 종래의 누전테스트회로부에서 영상변류기(ZCT)를 관통하는 AC 상용전류를 테스트전류가 아닌, 누설전류를 모의한 전류로서 누전검출제어부의 기준전압인 DC 2V로부터 비롯되는 전류가 검출장치인 영상변류기의 2차코일을 통하여 흐르는 방식, 즉, ZCT 권선을 이용한 DC전압 의존형 누전테스트회로부를 구성하게 된다.
도 16 내지 도 17은 본 발명에 의한 다른 실시예에 따른 누전테스트회로부의 원리를 설명한 도면이다. 도시된 바를 회로적으로 분석하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이 영상변류기(ZCT)와 누전테스트회로부가 구성되는 누전차단기를 도시한 것으로서, 영상변류기(ZCT)에서 누전검출제어부(100) 내부의 차동증폭기(110)의 두개의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)으로 각각 연결되는 두개의 라인사이에 장착되는 로드저항(400)이 구성되며, 로드저항(400)은 일반적으로 620Ω의 저항을 사용할 수 있다.
누전차단기에 전원이 인가시에 누전검출제어부(100) 내부의 차동증폭기의 +핀인 기준핀(1번핀, Vr)에는 2V의 전압이 인가되면서 기준전압으로 존재한다.
따라서, 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)에 전압이 13mV가 걸리면 동작하게 되므로, 차동증폭기(110)의 타핀(2번핀, Vin)에 걸리는 전압이 2V - 13mV 인 1987mV 만 걸리게 하면 차동증폭기(110)는 동작을 하게 된다.
본 실시예의 이전 실시예와 차이점은 테스트전선라인(900)의 구성인데, 상기 영상변류기(ZCT)에서 상기 차동증폭기의 핀(1번핀, Vr)으로 연결되는 라인에 일단이 연결되는 테스트전선라인(900)이 장착된다.
또한, 상기 테스트전선라인(900)의 타단과 연결되는 접지(800)가 구성되고, 상기 테스트전선라인(900)에 테스트저항(Rx, 600)이 구성된다.
또한, 상기 테스트전선라인(900)에 형성되는 테스트버튼(700)이 구성되면서, 상기 테스트버튼(700)을 누르는 경우에 상기 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)간의 전압이 설정된 누전검출전압 이상이 되면서 누전테스트회로부가 동작하도록 구성된다.
도시된 바를 보면, 누전검출제어부(100)의 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)에 전압이 13mV가 걸리면 동작하게 되므로, 차동증폭기(110)의 타핀(2번핀, Vin)에 걸리는 전압이 2V-13mV만 걸리게 하면 차동증폭기(110)는 동작을 하게 된다.
본 실시예에서는, 누전차단기에 전원이 공급되면서 누전검출제어부(100) 내부의 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀)에 설정된 기준전압, 이를테면 DC 2V가 인가되며, 누전테스트회로부의 테스트버튼(700)을 누르는 경우에 상기 영상변류기(ZCT)의 2차코일을 통해 흐르는 DC 테스트전류가 발생하며, 상기 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)간의 핀간 전압이 설정된 누전검출전압, 이를테면 13mV 이상으로 되면서 누전테스트회로부가 동작하도록 구성한 것이다.
보다 자세하게는, 본 발명에서 누전테스트회로부의 테스트버튼(700)을 누르는 경우에 누전검출제어부(100) 내부의 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀)에 설정된 기준전압인 DC 2V와 접지간 전압차로 DC전류가 R1저항을 거쳐 접지(800)로 흐르게 되면서, 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀, Vr)으로부터 영상변류기(ZCT)의 2차코일을 통해 타핀(2번핀, Vin)으로 흐르는 DC테스트전류가 생성된다.
부연하면, 누전 테스트버튼(700)을 누르는 경우에, 누전검출제어부(100) 내부의 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀)에 설정된 기준전압(2V)과 상기 접지(800)간에 전압차로 인해 상기 차동증폭기(110)의 기준핀(1번핀)에서 영상변류기의 2차코일을 통해 상기 접지 및 상기 차동증폭기의 타핀(2번핀, Vin)으로 각각 흐르는 DC테스트전류가 생성된다.
이때, 누전검출제어부(100) 내부의 차동증폭기(110)의 두개의 핀간 전압, 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)간의 전압이 설정된 누전검출전압, 이를테면 13mV 이상이 되면서 누전테스트회로부가 동작하도록 구성한 것이다.
구체적으로는, 영상변류기(ZCT)의 2차코일 양단에 13mV 이상의 유기된 전압이 생성되어 차동증폭기의 두개의 핀간 구동전압이 발생하도록 테스트저항(Rx, 600)의 크기를 조절하게 된다.
다시말해, 상기 테스트저항(Rx, 600)의 크기를 조절하여 상기 차동증폭기의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)간에 인가되는 전압이 13mV 이상이 되도록 구성된다.
본 발명은 종래의 누전테스트회로부에서 영상변류기(ZCT)를 관통하는 AC 상용전류를 테스트전류가 아닌, 누설전류를 모의한 전류로서 누전검출제어부의 기준전압인 DC 2V로부터 비롯되는 전류가 검출장치인 영상변류기의 2차코일을 통하여 흐르는 방식, 즉, ZCT 권선을 이용한 DC전압 의존형 누전테스트회로부를 구성하게 된다.
결국, AC상용전류가 누전테스트회로부에 구성되는 테스트저항(Rx, 600))으로 흐르지않아 AC상용전원의 전압에 무관해지므로 AC상용전원에 의한 테스트저항(Rx, 600)의 소손을 방지할 수 있는 누전테스트회로를 구성한 것이다.
즉, 본 발명에 의한 누전차단기의 누전테스트회로부는 누전 테스트버튼(700)을 누르더라도 전원인 AC상용전류가 누전테스트회로부에 구성되는 테스트저항(Rx, 600))으로 흐르지않아 AC상용전원의 전압에 무관해지므로 테스트저항(Rx, 600)의 소손을 방지할수 있게 된다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 아래의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
M: 메인인쇄회로모듈 S: 서브인쇄회로모듈
100: 누전검출제어부 110: 차동증폭기
200: 사이리스터(SCR) 300: 트립코일
400: 로드저항 500: 트립장치
600: 테스트저항 700: 테스트버튼
800: 접지 900: 테스트전선라인

Claims (6)

  1. 영상변류기(ZCT)와 트립코일이 장착되는 메인인쇄회로모듈이 구성된 누전차단기에 있어서,
    누전검출제어부를 구동하는 전자소자가 장착된 서브인쇄회로모듈이 상기 메인인쇄회로모듈에 장착되며,
    상기 서브인쇄회로모듈에는 누전테스트회로부를 구동하기 위한 전자소자와 테스트회로패턴이 형성되고, 상기 테스트회로패턴에는 누전테스트회로부를 ON/OFF 하기 위하여 누전테스트버튼과 연결되는 한쌍의 접점부가 형성되고,
    상기 누전테스트버튼은 상기 서브인쇄회로모듈에 장착되는 텍트스위치로 구성되며,
    상기 텍트스위치에는 누름버튼과 제1커넥터와 제2커넥터가 구성되며,
    상기 제1커넥터와 제2커넥터는 각각 상기 서브인쇄회로모듈에 형성된 테스트회로패턴의 한쌍의 접점부에 각각 매칭되면서 상기 서브인쇄회로모듈에 장착되며,
    상기 텍트스위치의 누름버튼을 누르는 경우에, 상기 한쌍의 접점부가 전기적으로 연결되면서 상기 테스트회로패턴에는 테스트전류가 흐르도록 구성된 것을 특징으로 하는 텍트스위치방식의 누전테스트회로부를 포함하는 인쇄회로모듈이 구성된 누전차단기.
  2. 영상변류기(ZCT)와 트립코일이 장착되는 메인인쇄회로모듈이 구성된 누전차단기에 있어서,
    누전검출제어부를 구동하는 전자소자가 장착된 서브인쇄회로모듈이 상기 메인인쇄회로모듈에 장착되며,
    상기 서브인쇄회로모듈에는 누전테스트회로부를 구동하기 위한 전자소자와 테스트회로패턴이 형성되고, 상기 테스트회로패턴에는 누전테스트회로부를 ON/OFF 하기 위하여 누전테스트버튼과 연결되는 한쌍의 접점부가 형성되고,
    상기 누전테스트버튼은 상기 서브인쇄회로모듈에 장착되는 텍트스위치로 구성되며,
    상기 누전테스트회로부의 테스트버튼을 누르는 경우에 영상변류기(ZCT)의 2차코일을 통해 흐르는 DC 테스트전류를 발생시켜, 누전검출제어부 내부의 차동증폭기의 두개의 핀간 전압이 설정된 차동증폭기의 구동전압 이상이 되면서 누전테스트회로부가 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 텍트스위치방식의 누전테스트회로부를 포함하는 인쇄회로모듈이 구성된 누전차단기.
  3. 영상변류기(ZCT)와 트립코일이 장착되는 메인인쇄회로모듈이 구성된 누전차단기에 있어서,
    누전검출제어부를 구동하는 전자소자가 장착된 서브인쇄회로모듈이 상기 메인인쇄회로모듈에 장착되며,
    상기 서브인쇄회로모듈에는 누전테스트회로부를 구동하기 위한 전자소자와 테스트회로패턴이 형성되고, 상기 테스트회로패턴에는 누전테스트회로부를 ON/OFF 하기 위하여 누전테스트버튼과 연결되는 한쌍의 접점부가 형성되고,
    상기 누전테스트버튼은 상기 서브인쇄회로모듈에 장착되는 텍트스위치로 구성되며,
    누전차단기에 전원이 공급되면서 누전검출제어부 내부의 차동증폭기의 기준핀(1번핀)에 설정된 기준전압(2V)이 인가되며,
    상기 차동증폭기의 기준핀(1번핀)은 영상변류기의 2차코일을 통해 접지와 연결되도록 구성하여,
    누전테스트버튼을 누르는 경우에, 누전검출제어부의 기준전압(2V)과 상기 접지간에 전압차로 인해 상기 차동증폭기의 기준핀(1번핀)에서 영상변류기의 2차코일을 통해 상기 접지 및 상기 차동증폭기의 타핀(2번핀, Vin)으로 각각 흐르는 DC테스트전류가 생성되면서,
    누전검출제어부 내부의 차동증폭기의 기준핀(1번핀, Vr)과 타핀(2번핀, Vin)간에 전압이 설정된 누전검출전압 이상으로 인가되면 누전테스트회로부가 동작하도록 구성된 것을 특징으로 하는 텍트스위치방식의 누전테스트회로부를 포함하는 인쇄회로모듈이 구성된 누전차단기.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
KR1020230106448A 2023-08-14 2023-08-14 텍트스위치방식의 누전테스트회로부를 포함하는 인쇄회로모듈이구성된 누전차단기 KR102626097B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230106448A KR102626097B1 (ko) 2023-08-14 2023-08-14 텍트스위치방식의 누전테스트회로부를 포함하는 인쇄회로모듈이구성된 누전차단기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020230106448A KR102626097B1 (ko) 2023-08-14 2023-08-14 텍트스위치방식의 누전테스트회로부를 포함하는 인쇄회로모듈이구성된 누전차단기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102626097B1 true KR102626097B1 (ko) 2024-01-18

Family

ID=89716091

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020230106448A KR102626097B1 (ko) 2023-08-14 2023-08-14 텍트스위치방식의 누전테스트회로부를 포함하는 인쇄회로모듈이구성된 누전차단기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102626097B1 (ko)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950012081A (ko) 1993-10-08 1995-05-16 김회수 누전차단기의 누전 테스트방법
KR20040099982A (ko) * 2003-05-21 2004-12-02 형제전기주식회사 누전차단기
KR200381335Y1 (ko) * 2005-01-18 2005-04-12 주식회사 텔코코리아 전자식 누전 차단기
JP2008103083A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd 漏電遮断器
KR101326418B1 (ko) 2012-06-05 2013-11-11 엘에스산전 주식회사 결상시 동작가능한 누전차단기의 테스트회로
KR101801729B1 (ko) 2017-04-14 2017-11-28 주연숙 3상 선로의 결상에도 구동되는 전원회로 및 누전테스트회로가 내장된 누전차단기

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950012081A (ko) 1993-10-08 1995-05-16 김회수 누전차단기의 누전 테스트방법
KR20040099982A (ko) * 2003-05-21 2004-12-02 형제전기주식회사 누전차단기
KR200381335Y1 (ko) * 2005-01-18 2005-04-12 주식회사 텔코코리아 전자식 누전 차단기
JP2008103083A (ja) * 2006-10-17 2008-05-01 Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd 漏電遮断器
KR101326418B1 (ko) 2012-06-05 2013-11-11 엘에스산전 주식회사 결상시 동작가능한 누전차단기의 테스트회로
KR101801729B1 (ko) 2017-04-14 2017-11-28 주연숙 3상 선로의 결상에도 구동되는 전원회로 및 누전테스트회로가 내장된 누전차단기

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8072718B2 (en) Protective device
US7751161B2 (en) Leakage current detection and interruption circuit
US7212386B1 (en) GFCI with miswire lockout
US6724590B1 (en) Ground fault circuit interrupter with indicator lamp and protective circuit powered from hot bus bar
US7733617B2 (en) Self testing digital fault interrupter
US7692904B2 (en) Ground fault circuit interrupter
US7940498B2 (en) Circuit interrupting device with high voltage surge protection
US6590753B1 (en) Ground fault circuit interrupter with indicator lamp powered from hot bus bar of interrupting contacts
US7133266B1 (en) Electrical wiring device
US7295410B1 (en) Protective device with miswire protection
US8437108B1 (en) Protective device with separate end-of-life trip mechanism
US8183869B2 (en) Circuit interrupter with continuous self-testing feature
US11257649B2 (en) Voltage protective device having a resettable circuit interrupter that is trippable in an overvoltage condition
US6587319B1 (en) Ground fault circuit interrupter with indicator lamp
KR102626097B1 (ko) 텍트스위치방식의 누전테스트회로부를 포함하는 인쇄회로모듈이구성된 누전차단기
DK2548214T3 (en) Fault current circuit breaker
US5737167A (en) Residual current safety switch
WO2018099902A1 (en) A modular system for protecting an electrical circuit
KR102626099B1 (ko) Zct 권선을 이용한 누전테스트회로부가 구성된 누전차단기
CA2797411C (en) Power-on reset gfci
JP3157386B2 (ja) 地絡検出装置
GB2566059A (en) A system for protecting an electrical circuit
KR20240029688A (ko) 테스트저항의 소손을 방지하기 위한 누전테스트회로부가 구성된 누전차단기
US11329476B1 (en) Testguard circuit with auto monitoring and end-of-life circuitry
CA2458785C (en) Ground fault circuit interrupter with reverse wiring protection

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant