KR20020060314A - 누전차단기 시험장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 누전차단기 시험장치에 관한 것으로 특히, 시험을 위한 2열 시험 스위치와; 상기 시험 스위치의 접점신호 입력시 채터링을 방지해 주는 RS 플립플롭회로부와; 상기 RS 플립플롭회로부로부터 입력펄스 신호를 받아 일정시간 동안 구형파 펄스를 발생시키는 타이머부와; 상기 타이머부에서 출력되는 구형파 펄스형 전류를 일정레벨로 증폭시켜 주는 전류증폭부와; 상기 전류증폭부의 출력신호에 의해 선택적으로 구동되어 감도전류를 단속시키는 스위칭부와; 선택 스위치의 가동단자 위치에 연결된 감도저항값에 부응하는 시험전류를 상기 스위칭부측으로 출력시켜 주는 시험전류 선택부와; 교류전압을 직류전압으로 정류시켜 상기 시험전류 선택부에 공급시켜 주는 정류부와; 상기 정류부와 정전압 정류부 사이에 설치되어 램프의 점등상태로 접지선이 접속되어 있는지, 극성이 바뀌었는지 등의 여부를 확인해 주는 접지시험부와; 상기 접지시험부의 중성선상에 항상 일정한 직류전압을 공급시켜 주는 정전압 정류부로 구성하여, 감전 및 전기화재예방을 위해 설치된 누전차단기가 정상적으로 작동하는가, 콘센트의 배선이 올바르게 접속되어 있는가 등을 안전관계자나 전기에 관한 전문지식이 없는 사람도 쉽고 간단하게 확인할 수 있도록 한 것이다.

Description

누전차단기 시험장치{Earth leakage detector testing device}

본 발명은 누전차단기 시험장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 산업현장에서 전기에너지를 사용하는 생산설비의 작동, 보수, 유지관리등의 업무 수행시 누전 등으로 인한 감전재해를 예방하기 위한 사용되는 안전장치 즉, 누전차단기 및 접지설비의 적정 작동여부를 시험할 수 있도록 발명한 것이다.

다시말해서, 본 발명은 감전 및 전기화재예방을 위해 널리 보급되어 사용하고 있는 누전차단기가 정격감도전류에서 정상적으로 작동하는지를 누전차단기 외부의 감도저항을 통해 인위적으로 누전회로를 구성하여 시험할 수 있는 기능과, 콘센트을 해체하지 않고도 전압선, 중성선, 접지선이 올바르게 결선되어 있는지를 확인할 수 있는 기능, 전기설비가 누전 또는 전압이 인가되어 있는지를 확인할 수 있는 검전기능을 갖추고 소형이면서도 밧데리가 필요 없도록 발명한 다목적 시험장치로써의 누전차단기 시험장치에 관한 것이다.

일반적으로 누전차단기는 설치 및 사용장소의 먼지, 습도, 온도 등의 환경조건, 유지보수상태, 과전류에 노출빈도 등에 따라 영상변류기(ZCT) 포화특성의 변화, 차단접점의 고착 내지는 융착, 테스트저항의 고장 등의 원인으로 외관상 정상적으로 보이나 누전시 트립되지 않은 경우가 발생하는데, 더욱이 시험버튼에 의한 시험에서는 정상적으로 작동하나 누전차단기가 설치된 회로의 부하측에서 누전 발생시 트립되지 않는 경우도 있다.

또한, 벽면 매입형이나 육안으로 배선상태를 확인할 수 없는 콘센트의 접지여부 및 배선의 결선상태을 확인하기 위해서는 콘센트를 해체해야만 가능하며 단상110(V)의 콘센트의 전원 차단극을 전압선(Hot Line)이 아닌 중성선(Neutral Line)에 잘못 설치할 경우 전원차단 이후에도 부하측에는 전압이 인가되어 있어 콘센트의 트래킹현상(유기물의 탄화도전화현상)에 의한 전기화재 위험이 높은 문제점이 있다.

또, 현재 산업현장에서 사용하고 있는 누전차단기 시험기는 누전차단기의 정격감도전류, 작동시간 등을 측정하는 정밀형 기기로서 고가의 가격에 수입 또는 주문생산에 의해 판매되고 있으며, 휴대하기가 불편한 관계로 널리 활용되지 못하고 누전차단기 제조회사나 일부 시험기관에서만 보유하고 있는 실정이다.

외국 수입품의 경우 110(V) 전용으로서 220(V)의 누전차단기가 설치된 우리나라의 산업현장이나 주택, 아파트 등의 일반적인 장소에서는 사용할 수 없는 문제점이 있다.

본 발명은 이와같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 기 설치되어 있는 누전차단기 및 콘센트 접지의 성능불량이나 설치불량으로 인한 감전재해를 예방하기 위해 기술지도, 점검시 그 성능을 간단한 방법으로 시험할 수 있도록 하여 궁극적으로 감전재해 및 누전화재를 예방할 수 있는 누전차단기 시험장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 본 발명의 목적은, 시험을 위한 2열 시험 스위치와; 상기 시험 스위치의 접점신호 입력시 채터링을 방지해 주는 RS 플립플롭회로부와; 상기 RS 플립플롭회로부로부터 입력펄스 신호를 받아 일정시간 동안 구형파 펄스를 발생시키는 타이머부와; 상기 타이머부에서 출력되는 구형파 펄스형 전류를 일정레벨로 증폭시켜 주는 전류증폭부와; 상기 전류증폭부의 출력신호에 의해 선택적으로 구동되어 감도전류를 단속시키는 스위칭부와; 선택 스위치의 가동단자 위치에 연결된 감도저항값에 부응하는 시험전류를 상기 스위칭부측으로 출력시켜 주는 시험전류 선택부와; 교류전압을 직류전압으로 정류시켜 상기 시험전류 선택부에 공급시켜 주는 정류부와; 상기 정류부와 정전압 정류부 사이에 설치되어 램프의 점등상태로 접지선이 접속되어 있는지, 극성이 바뀌었는지 등의 여부를 확인해 주는 접지시험부와; 상기 접지시험부의 중성선상에 항상 일정한 직류전압을 공급시켜 주는 정전압 정류부로 구성하므로써 달성할 수 있다.

따라서, 감전 및 전기화재예방을 위해 설치된 누전차단기가 정상적으로 작동하는가, 콘센트의 배선이 올바르게 접속되어 있는가 등을 안전관계자나 전기에 관한 전문지식이 없는 사람도 쉽고 간단하게 확인할 수 있어 누전차단기의 작동불량에 의한 감전 및 전기화재를 예방할 수 있는 것이다.

도 1은 본 발명 장치의 블럭 구성도.

도 2는 본 발명 장치를 이용한 누전차단기의 작동시험 원리도.

도 3은 본 발명 장치를 이용한 접지시험 원리도.

도 4는 본 발명 장치를 이용한 접지시험시 나타날 수 있는 각 상태의 램프점등 상세도.

* 도면 중 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 시험 스위치2 : RS 플립플롭회로부

3 : 타이머부4 : 전류증폭부

5 : 스위칭부6 : 시험전류 선택부

7 : 정류부8 : 접지시험부

9 : 정전압 정류부

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명 장치의 블럭 구성도를 나타낸 것이고, 도 2는 본 발명 장치를 이용한 누전차단기의 작동시험 원리도를 나타낸 것이며, 도 3은 본 발명 장치를이용한 접지시험 원리도를 나타낸 것이고, 도 4는 본 발명 장치를 이용한 접지시험시 나타날 수 있는 각 상태의 램프점등 상세도를 나타낸 것이다.

이에 따르면, 사용자가 선택적으로 시험에 임할 수 있도록 설치된 시험 스위치(1)와;

두개의 저항(R7,R8)과 낸드게이트(U1,U2)로 구성되어 상기 시험 스위치(1)의 작동시 발생되는 접점신호에 의해 채터링이 발생되는 것을 방지하는 RS 플립플롭회로부(2)와;

타이머IC(U3)와 저항(R16) 및 콘덴서(C2)로 구성되어 상기 RS 플립플롭회로부(2)로부터 입력펄스 신호가 입력되면 일정시간(예를들어 0.3초) 동안 구형파 펄스를 발생시키는 타이머부(3)와;

저항(R10,R11)과 트랜지스터(Q1) 및 다이오드(D3)로 구성되어 상기 타이머부(3)에서 출력되는 구형파 펄스 전류를 일정레벨로 전류증폭시켜 주는 전류증폭부(4)와;

저항(R9)과 SCR(Q2)로 구성되어 상기 전류증폭부(4)의 출력신호에 의해 선택적으로 스위칭 작동되어 시험전류 선택부(6)에서 출력되는 감도전류를 단속시켜 주는 스위칭부(5)와;

수개의 병렬저항(R1-R6)과 선택 스위치(S1)로 구성되어 상기 선택 스위치(S1)의 가동단자 위치에 연결된 감도 저항값에 부응하는 시험전류를 스위칭부(5)측으로 출력시켜 주는 시험전류 선택부(6)와;

교류전압을 직류전압으로 정류시켜 상기 시험전류 선택부(6)로 공급시켜 주는 정류부(7)와;

수개의 램프(LP1-LP3)와 저항(R13-R15)으로 구성되는 형태를 갖고 상기 정류부(7)와 정전압 정류부(9) 사이에 설치되어 접지선이 접속되어 있는지, 극성이 바뀌었는지 등의 여부를 램프의 점등상태를 통해 확인해 주는 접지시험부(8)와;

저항(R12), 다이오드(D1), 제너다이오드(D2) 및 콘덴서(C1)로 구성되어 상기 접지시험부(8)의 중성선에 항상 일정한 직류전압을 공급시켜 주는 정전압 정류부(9)로 구성한 것을 특징으로 한다.

이와같이 구성된 본 발명 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 장치를 이용하여 누전차단기가 정상적으로 작동되는지를 시험하고자할시에는 현장에 설치되어 있는 누전차단기의 출력단자에 본 발명 장치를 도 2와 같이 간단히 연결한 후 시험전류 선택부(6)에 설치되어 있는 선택 스위치(S1)를 적절히 조작하여 시험할 전류를 선택하고 접지선에 누전시킴으로 누전차단기의 트립 유무를 확인할 수 있는데, 단 입력 전원은 단상이어야 한다.

이때, 누전차단기 내부의 전압선(HOT)과 중성선(NEU)에 전류 검출회로를 두어 두 선의 전류 검출치를 증폭 한 후 두 값을 컴퍼레이터를 통해 비교하여 그 차 신호가 항상 0(ZERO) 값을 유지하나 누전이 되면 + 또는 -값이 컴퍼레이터를 거처 누전 차단기를 트립시키는 구조로 되어 있다.

상기와 같은 원리를 이용하여 누전차단기 외부에 시험전류에 적합한 저항을 전압선과 접지선에 연결하여 누전이 되게 하므로써 누전차단기는 트립시키게 된다.

또한, 도 2에서 스위칭부(5)의 구성품인 SCR이 작동(ON)상태에서 저항을 통과하는 전류가 누전차단기의 정격감도전류 이상이면 트립되는 구조로 여러개의 저항(R1-R6)을 선택 스위치(S1)로 전환되도록 하였고, SCR의 케이트에 타이머부(3)와 채터링 방지용 RS플립플롭회로부(2)를 이용하였다.

한편, 콘센트(특히 매입형)의 접지선(GND)이 올바르게 접속되어 있는지, 전압선(HOT)과 중성선(NEU)이 바뀌었는지(특히 단상110V)를 콘센트를 분해하지 않고 플러그만을 꽂아 판별하기 위한 시험에는 도 3과 같이 작동전류가 매우 낮고 110V와 220V를 공용으로 사용할 수 있도록 접지시험부(8)에 네온램프를 적용한다.

이와같이 본 발명 장치를 이용하여 접지시험을 한 결과 정상 배선일 경우에는 도 4와 같이 램프(LP1)와 램프(LP3)가 발광되며 전선이 단선 되었을 경우와 그리고 바뀌었을 경우에는 램프(LP1-LP3)의 발광조건이 바뀌게 된다.

즉, 중성단자가 단선일 경우는 3개의 램프(LP1-LP3) 중 램프(LP1)만 점등되고, 전압선과 접지선이 바뀐 경우는 램프(LP1,LP2)가 점등되며, 전압선이 단선일 경우는 3개의 램프(LP1-LP3)가 모두 소등되고, 접지선이 단선인 경우는 3개의 램프(LP1-LP3)가 모두 점등되며, 전압선과 중성선이 바뀐 경우는 2개의 램프(LP2,LP3)가 점등되므로써 이들 램프(LP1-LP3)의 점,소등 상태 확인을 통해 각각의 콘센트 접지선이 올바르게 접속되어 있는지, 전압선과 중성선이 바뀌었는지를 콘센트를 분해하지 않고도 간단히 확인할 수 있는 것이다.

이를 좀더 상세히 설명하기 위해 도 1을 중심으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명 장치를 콘센트에 접속시키면 정류부(7)의 입력선인 전원선(HOT)과 접지선(GND)을 포함하여 접지시험부(8)의 중성선(NEU)이 해당 콘센트내의 단자들과 접속된다.

이와같은 상태에서 시험 스위치(1)를 조작하면 두개의 저항(R7,R8)과 낸드게이트(U1,U2)로 구성된 RS 플립플롭회로부(2)에서 상기 시험 스위치(1)의 작동에 부응하는 출력신호를 발생시키게 된다.

따라서, 상기 RS 플립플롭회로부(2)의 출력신호를 입력받는 타이머부(3)가 작동하게 되어 일정시간(예를들어 0.3초) 동안 구형파 펄스를 발생하게 되는데, 이때 상기 타이머부(3)의 출력신호는 스위칭부(5)내의 SCR(Q2)을 구동시키기에는 미약한 전류를 가지므로 저항(R10,R11)과 트랜지스터(Q1) 및 다이오드(D3)로 구성된 전류증폭부(4)에서 상기 구형파 펄스 전류를 일정레벨로 전류증폭시킨 후 스위칭부(5)로 출력시켜 주게 된다.

그러므로, 저항(R9)과 SCR(Q2)로 구성된 스위칭부(5)가 상기 전류증폭부(4)의 출력신호에 의해 스위칭 작동되어 시험전류 선택부(6)에서 출력되는 감도전류를 단속시켜 주게 되는 것이다.

이때, 상기 시험전류 선택부(6)는 수개의 병렬저항(R1-R6)과 선택 스위치(S1)로 구성되어 있으므로 사용자에 의해 조작되는 상기 선택 스위치(S1)의 가동단자 위치에 부응하여 연결된 감도 저항값에 부응하는 시험전류를 스위칭부(5)측으로 출력시켜 주게 된다.

한편, 교류전압을 직류전압으로 정류시켜 상기 시험전류 선택부(6)로 공급시켜 주는 정류부(7)의 전압선(HOT)과 접지선(GND) 및 접지시험부(8)의 중성선(NEU) 사이에는 램프(LP1,LP2)가 저항(R15,R13)을 통해 연결됨과 동시에 두 전압선(HOT)과 접지선(GND) 사이에는 램프(LP3)가 저항(R14)을 통해 연결되어 있고, 또 상기 접지시험부(8)의 중성선(NEU)에는 저항(R12), 다이오드(D1), 제너다이오드(D2) 및 콘덴서(C1)로 구성된 정전압부(9)의 출력단자가 연결된 상태에 있다.

따라서, 상기 접지시험부(8)에서 전압선(NEU)과 접지선(GND) 및 중성선(NEU)의 접속상태(즉, 극성 연결상태) 및 단선상태 등을 정확히 판단하여 각각의 상태에 부응하여 도 4와 같은 형태로 각각의 램프(LP1-LP3)를 점등 또는 소등시키게 되므로 사용자가 이들 램프의 점소등상태 확인을 통해 각 선의 연결상태 및 단선상태를 정확히 알 수 있는 것이다.

다시말해서, 본 발명 장치는 감전 및 전기화재예방을 위해 설치된 누전차단기가 정상적으로 작동하는가, 콘센트의 전압선, 중성선, 접지선이 올바르게 접속되어 있는가, 전기설비가 누전되고 있는지 또는 전압이 인가되어 있는지를 시험 리드봉이나 콘센트에 플러그를 꼽아서 간단하게 확인할 수 있다.

또한, 110(V), 220(V) 50∼60㎐ 겸용으로 시험장치를 사용하기 위한 별도의 내부전원(밧데리 등)이 필요 없으며 전원이 정상적으로 공급된 상태에서 즉, 활선상태에서 시험이 가능하고 정밀형 누전차단기 시험장치의 단점을 보완함과 동시에 휴대가 편리하도록 소형으로 제작하여 보급형 시험장치로 사용할 수 있도록 하였다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 감전 및 전기화재예방을 위해 설치된 누전차단기가 정상적으로 작동하는가, 콘센트의 배선이 올바르게 접속되어 있는가 등을 안전관계자나 전기에 관한 전문지식이 없는 사람도 쉽고 간단하게 사용할 수 있어 감전 및 전기화재예방을 위한 안전장치로서 누전차단기의 중요성을 재인식시키고 누전차단기의 작동불량에 의한 감전 및 전기화재를 예방시킬 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 사용자가 선택적으로 시험에 임할 수 있도록 설치된 시험 스위치(1)와;

   상기 시험 스위치(1)의 작동시 발생되는 접점신호에 의해 채터링이 발생되는 것을 방지하는 RS 플립플롭회로부(2)와;

   상기 RS 플립플롭회로부(2)로부터 입력펄스 신호가 입력되면 일정시간 동안 구형파 펄스를 발생시키는 타이머부(3)와;

   상기 타이머부(3)에서 출력되는 구형파 펄스 전류를 일정레벨로 전류증폭시켜 주는 전류증폭부(4)와;

   상기 전류증폭부(4)의 출력신호에 의해 선택적으로 스위칭 작동되어 시험전류 선택부(6)에서 출력되는 감도전류를 단속시켜 주는 스위칭부(5)와;

   선택 스위치(S1)의 가동단자 위치에 연결된 감도 저항값에 부응하는 시험전류를 스위칭부(5)측으로 출력시켜 주는 시험전류 선택부(6)와;

   교류전압을 직류전압으로 정류시켜 상기 시험전류 선택부(6)로 공급시켜 주는 정류부(7)와;

   상기 정류부(7)와 정전압 정류부(9) 사이에 설치되어 접지선이 접속되어 있는지, 극성이 바뀌었는지 등의 여부를 램프(LP1-LP3)의 점,소등 상태를 통해 확인해 주는 접지시험부(8)와;

   상기 접지시험부(8)의 중성선에 항상 일정한 직류전압을 공급시켜 주는 정전압 정류부(9)로 구성한 것을 특징으로 하는 누전차단기 시험장치.