KR20010088890A

KR20010088890A - 누설전류차단기의 서지 오동작 방지회로

Info

Publication number: KR20010088890A
Application number: KR1020010007557A
Authority: KR
Inventors: 유인기
Original assignee: 유인기; (주)코브 테크놀로지
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2001-09-29
Also published as: KR100408427B1

Abstract

본 발명은 낙뢰와 같은 단발적인 서지전압 유입에 의해 누설전류차단기가 오작동되는 것을 방지하도록 하는 누설전류차단기의 서지 오동작 방지회로에 관한 것으로, 종래에는 낙뢰와 같은 서지전압에 의한 일시적인 누설전류가 발생되어도 누전차단기가 오작동되어 부하로의 전원공급을 차단하는 문제점이 있었다.

본 발명은 전원선로(10a)(10b)에 설치되는 영상변류기(16)의 출력단에 로우패스필터(24)를 통해 검출비교기(26)가 연결되고, 상기 검출비교기(26)의 출력단에는 적분기(28), 지연회로(30) 및 래치회로(32)를 차례로 통해 앤드게이트(AND1)의 한 입력단이 연결됨과 아울러 상기 래치회로(32)의 출력단에는 원샷타이머(34)를 통해 앤트게이트(AND2)의 한 입력단이 연결되고 상기 검출비교기(26)의 출력단에는 앤트게이트(AND2)의 다른 입력단이 연결되어 앤트게이트(AND2)의 출력단이 상기 앤트게이트(AND1)의 다른 입력단에 연결되며, 앤트게이트(AND1)의 출력단에는 SCR구동회로(36)를 통해 실리콘제어정류기(SCR)의 게이트가 연결된 발명임.

Description

누설전류차단기의 서지 오동작 방지회로{Circuit for Preventing a Earth Leakage Circuit Breaker from Miss-operating by Serge Voltage}

본 발명은 전원공급부에서 부하측으로 설정치 이상의 누설전류가 흐르면 부하측으로의 전원공급을 차단하도록 하는 누설전류차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지속적인 누설전류가 아니라 번개와 같은 단발적인 서지전압 유입에 의해 누설전류차단기가 오작동되는 것을 방지하도록 하는 누설전류차단기의 서지 오동작 방지회로에 관한 것이다.

누전차단기는 옥내로 전원이 인입되는 분전반에 설치되어 옥내에 누전이 발생될 경우, 전기를 0.03초 이내에 차단하여 감전이나 화재를 미리 예방할 수 있도록 하는 안전장치이다. 따라서 누전차단기가 작동되면 일단 옥내 어디선가 누전이 발생되는 것으로 의심을 하고 집안 곳곳을 세밀히 조사하여야 한다. 그러나 간혹 천둥과 번개 혹은 정전기 등에 의한 충격으로도 작동하는 경우가 있으며, 이러한 경우에는 스위치를 위로 올리면 전기가 통하게 된다.

즉, 누전차단기가 떨어지면 우선 누전차단기의 정상 작동여부를 먼저 점검하여야 하며, 이때 먼저 분전반에 있는 개폐기의 스위치를 내리고 누전차단기의 시험용 단추를 누른다(누전 및 과전류 겸용 누전 차단기의 시험용 단추는 적색이며 일반 누전차단기는 녹색이다). 그 결과 누전차단기 스위치가 아래로 떨어지면 정상이고 떨어지지 않으면 불량이다.

도 1은 상기와 같은 종래 누전차단기의 구성도를 도시한 것이다.

통상 누전차단기는 분전반의 출력단에 연결되며, 분전반과 부하 사이의 전원선로(10a)(10b)에는 트립코일(12)에 의해 작동되는 트립스위치(12a)가 직렬로 연결됨과 아울러 누전차단기의 각 구성부에 공급될 전류를 정류하는 정류기(14)가 연결된다.

또한 전원선로(10a)(10b)의 일측이 영상변류기(16)를 관통하도록 설치되어 전원선로(10a)(10b)상의 전류변동을 감지하게 된다. 즉, 전원에서 부하측으로 통하는 전원선로(10a)(10b)에서 회로가 정상인 경우에는 영상변류기(16)에 발생한 자속이 서로 상쇄되어 전류가 발생하지 않으나, 회로에 전류의 누전이 발생하면 영상변류기(16)의 철심에 누전전류에 의한 자속이 발생되어 2차 권선에 전압이 유기되어 저항(R1)에 의해 전압으로 전환된다. 상기 저항(R1)에 의해 전환된 전압은 검출증폭기(18)를 통해 증폭되고, 검출증폭기(18)에서는 이 전환된 전압과 기준전압과 비교하여 기준전압보다 큰 전압인 경우 콘덴서(C1)에 저장된다. 콘덴서(C1)에 저장된 전압의 크기가 래치회로(20)의 문턱전압보다 커지게 되면 래치회로(20)는 트립신호를 발생시키게 되고, 이 신호는 실리콘제어정류기(SCR)의 게이트에 트리거신호로 인가되어 실리콘제어정류기(SCR)를 턴온시키며, 이에 따라 트립코일(12)이 트립스위치(12a)를 작동시키게 된다. 미설명부호 22는 검출증폭기(18)와 래치회로(20) 등에 구동전압을 공급하는 정전압발생기이다.

그러나 이러한 종래의 누전차단기에서는 서지전압과 같은 일시적인 과전압이 유입되어도 트립스위치(12a)가 작동되어 부하측으로의 전원공급을 차단하게 되는 문제점이 있었고, 분전반으로부터의 입력전원이나 부하의 비정상적인 상태에 따라다이오드(D3∼D6)로 이루어진 정류기(14)에 잡음이 발생하여 회로의 오동작을 유도하고 이에 따라 전술한 동작에 의거 실리콘제어정류기(SCR)가 턴온되어 누전차단기를 트립시키게 되는 문제점이 있었으며, 트립코일(12)에 의해 발생되는 임펄스성 전압신호에 실리콘제어정류기(SCR)의 게이트를 통해 게이트구동회로가 소손되기도 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 개선하기 위하여 발명한 것으로, 전파장애에 의한 오작동을 방지하는 한편 영상변류기에서 전원선로의 전류변동을 검출하면 일정시간 지연시킨후 다시 검출전압과 비교하여 단발성 서지전압인지 혹은 누설전류인지 여부를 판단하도록 함으로써 서지전압에 의한 누전차단기의 오동작을 방지할 수 있도록 된 누설전류차단기의 서지 오동작 방지회로를 제공하고자 함에 발명의 목적이 있다.

도 1은 종래 누전차단기 제어회로의 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 누전차단기 제어회로의 구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10a,10b -- 전원선로, 12 -- 트립코일,

12a -- 트립스위치, 14 -- 정류기,

16 -- 영상변류기, 24 -- 로우패스필터,

26 -- 검출비교기, 28 -- 적분기,

30 -- 지연회로, 32 -- 래치회로,

34 -- 원샷타이머, 36 -- SCR구동회로,

38 -- 트립코일임펄스제거기.

이하 본 발명의 구성 및 작용을 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 누설전류차단기의 서지 오동작 방지회로는, 전원선로(10a)(10b)에 영상변류기(16)가 설치되고, 상기 영상변류기(16)의 출력단에 검출증폭기(18)와 래치회로(20), 실리콘제어정류기(SCR) 및 트립코일(12)이 차례로 연결되어 전원선로(10a)(10b)의 전류변동에 따라 트립코일(12)이 작동되어 트립스위치(12a)가 전원선로(10a)(10b)의 전원공급을 차단하도록 이루어진 누전차단기에 있어서, 상기 영상변류기(16)의 출력단에 로우패스필터(24)를 통해 검출비교기(26)가 연결되고, 상기 검출비교기(26)의 출력단에는 적분기(28), 지연회로(30) 및 래치회로(32)를 차례로 통해 앤드게이트(AND1)의 한 입력단이 연결됨과 아울러 상기 래치회로(32)의 출력단에는 원샷타이머(34)를 통해 앤트게이트(AND2)의 한 입력단이 연결되고 상기 검출비교기(26)의 출력단에는 앤트게이트(AND2)의 다른 입력단이 연결되어 앤트게이트(AND2)의 출력단이 상기 앤트게이트(AND1)의 다른 입력단에 연결되며, 앤트게이트(AND1)의 출력단에는 SCR구동회로(36)를 통해 실리콘제어정류기(SCR)의 게이트가 연결된 구조로 되어 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에 따른 누설전류차단기의 서지 오동작 방지회로는 상기 SCR구동회로(36)와 실리콘제어정류기(SCR)의 게이트 사이에 트립코일 임펄스제거기(38)가 연결된 것을 특징으로 한다.

아울러, 본 발명의 또다른 실시예에 따른 누설전류차단기의 서지 오동작 방지회로는 영전류변환기(16)와 검출비교기(26) 사이에 120 ㎐이상의 고주파를 차단하는 로우패스필터(24)가 연결된 것을 특징으로 한다.

도 2는 본 발명의 구성도를 도시한 것이다.

영상변류기(16)를 관통하고 있는 전원선로(10a)(10b)에서 누설전류가 발생되면 영상변류기(16)의 2차측에 전압이 유기되어 저항(R1)에 의해 전압으로 전환된다. 상기 저항(R1)에 의해 전환된 전압은 로우패스필터(24)를 통해 검출비교기(26)로 인가되는데, 예컨대 로우패스필터(24)에서는 120 ㎐ 이상의 고주파를 제거함으로써 휴대전화기 등과 같은 무선전파나 부하측에 연결되는 인버터부하 등에 의한 오동작을 방지하도록 한다.

한편, 검출비교기(26)에서는 로우패스필터(24)를 통해 인가되는 검출전압과 기준 비교 문턱 전압을 비교하여 상기 문턱 전압보다 큰 전압인 경우에는 적분기(28)와 함께 앤드게이트(AND2)의 한 입력단으로 인가된다.

적분기(28)로 인가된 전압은 적분기(28)에 의해 적분된 후 지연회로(30)에 의거 일정시간 지연된다음 래치회로(32)에 인가되어지게 되는데 지연회로(30)를 통해 인가되는 전압이 래치회로(32)의 입력 문턱 전압보다 높아지게 되면 래치회로(32)가 동작하여 래치되어 그 출력이 SCR구동회로(36)를 동작시키기 위한 앤드게이트(AND1)의 로직입력으로 작용한다.

이때 검출비교기(26)에 의해 출력되는 검출전압이 낙뢰 등에 의해 일시적으로 발생되는 서지신호인지 아닌지 여부를 판단하기 위해 원샷타이머(34)와 앤드게이트(AND1)(AND2)로 이루어진 회로가 작용하게 된다.

즉, 낙뢰에 의해 일시적으로 발생된 서지전압인 경우 검출비교기(26)에서 출력되는 검출전압이 적분기(28)와 지연회로(30), 래치회로(32) 그리고 원샷타이머(34)를 거쳐 일정시간 지연된다음에 앤드게이트(AND2)의 한 입력단으로 입력되었을때에는 처음 검출비교기(26)에서 앤드게이트(AND2)로 인가된 검출전압이이미 사라진 뒤이기 때문에 앤드게이트(AND2)의 출력은 로우레벨이되고 이에 따라 앤드게이트(AND1)의 출력도 로우레벨이 된다.

그에따라 앤드게이트(AND1)가 SCR구동회로(36)를 구동시키지 못하여 실리콘제어정류기(SCR)는 턴오프상태를 유지하게 되며 트립코일(12) 또한 트립스위치(12a)를 트립시키지 못하므로써 분전반에서 부하측으로는 계속 전원이 공급되어지게 된다.

그러나, 일반적인 누전전류가 발생되고 있는 경우에는 누전전류는 계속적으로 발생된다. 따라서 검출비교기(26)에서 처음 출력되는 누전검출신호에 의해 적분기(28)와 지연회로(30) 및 래치회로(32)를 통해 앤드게이트(AND1)의 한 입력단에 하이레벨의 신호가 입력되어 있고, 이와 동시에 상기 래치회로(32)가 원샷타이머(34)를 작동시켜 앤드게이트(AND2)의 한 입력단에 하이레벨의 신호가 입력되어 있게 되며, 이와 같은 상태에서 검출비교기(26)에서 재차 발생되는 누전검출신호가 앤드게이트(AND2)의 다른 입력단으로 입력됨으로써 앤드게이트(AND2)에 하이레벨의 신호가 출력되어 결국 앤드게이트(AND1)의 출력을 하이레벨로 만든다.

이에 따라 SCR구동회로(36)가 동작되어 실리콘제어정류기(SCR)를 트리거 시키게 되고 트립코일(12)이 트립스위치(12a)를 트립시킴으로써 분전반으로부터 부하측으로 공급되는 전원을 차단하게 된다.

한편, 분전반으로부터 유입되는 전원선로(10a)(10b)에 연결되는 정류기(14)의 출력단에는 저항(R1)과 콘덴서(C4)를 차례로 통해 접지단이 연결되어 있고, 콘덴서(C4)와 저항(R4)간의 연결부위에는 전원잡음검출기(40)가 연결되어 전원잡음검출기(40)의 출력을 각 회로부의 구동전원으로 사용하도록 되어 있다. 따라서 전원선로(10a)(10b)에서 잡음이 발생되면 전원잡음검출기(40)에 의해 필터링되고, 이를 통해 잡음외의 정상적인 오동작신호가 입력되면 SCR구동회로(36)를 구동시켜 실리콘제어정류기(SCR)를 턴온시킴으로써 트립코일(12)이 트립스위치(12a)를 트립시키게 된다.

마지막으로, 트립코일(12)이 파괴되는 경우 쇼트되어 흐르는 과전류가 실리콘제어정류기(SCR)의 게이트를 통해 SCR구동회로(36)로 유입되어 SCR구동회로(36)를 소손시키는 것을 방지할 수 있도록 SCR구동회로(36)와 실리콘제어정류기(SCR)의 게이트 사이에는 트립코일임펄스제거기(38)가 설치되어 있다.

상기한 바와 같이 본 발명은 누전검출신호가 발생되었을 때 낙뢰 등에 의한 일시적인 서지전압인지 혹은 지속적인 누설전류인지 여부를 판단하여 트립코일을 작동시키도록 함으로써 낙뢰에 의한 누전차단기의 오동작을 방지할 수 있고, 전원단 잡음으로 인한 오동작을 방지할 수 있으며, 트립코일의 파괴로 쇼트되어 실리콘제어정류기의 게이트를 통해 SCR구동회로로 과전류가 유입됨에 따라 SCR구동회로가 소손되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.

Claims

전원선로(10a)(10b)에 영상변류기(16)가 설치되고, 상기 영상변류기(16)의 출력단에 검출증폭기(18)와 래치회로(20), 실리콘제어정류기(SCR) 및 트립코일(12)이 차례로 연결되어 전원선로(10a)(10b)의 전류변동에 따라 트립코일(12)이 작동되어 트립스위치(12a)가 전원선로(10a)(10b)의 전원공급을 차단하도록 이루어진 누전차단기에 있어서, 상기 영상변류기(16)의 출력단에 로우패스필터(24)를 통해 검출비교기(26)가 연결되고, 상기 검출비교기(26)의 출력단에는 적분기(28), 지연회로(30) 및 래치회로(32)를 차례로 통해 앤드게이트(AND1)의 한 입력단이 연결됨과 아울러 상기 래치회로(32)의 출력단에는 원샷타이머(34)를 통해 앤트게이트(AND2)의 한 입력단이 연결되고 상기 검출비교기(26)의 출력단에는 앤트게이트(AND2)의 다른 입력단이 연결되어 앤트게이트(AND2)의 출력단이 상기 앤트게이트(AND1)의 다른 입력단에 연결되며, 앤트게이트(AND1)의 출력단에는 SCR구동회로(36)를 통해 실리콘제어정류기(SCR)의 게이트가 연결되어 이루어진 누설전류차단기의 서지 오동작 방지회로.
제1항에 있어서, 상기 SCR구동회로(36)와 실리콘제어정류기(SCR)의 게이트 사이에 트립코일 임펄스제거기(38)가 연결된 것을 특징으로 하는 누설전류차단기의 서지 오동작 방지회로.
제1항에 있어서, 영전류변환기(16)와 검출비교기(26) 사이에 120 ㎐이상의 고주파를 차단하는 로우패스필터(24)가 연결된 것을 특징으로 하는 누설전류차단기의 서지 오동작 방지회로.