KR20020083697A

KR20020083697A - 배선계통 선간의 전기 화재 징후를 경보 및 누전차단기가작동하도록 하는 보조장치

Info

Publication number: KR20020083697A
Application number: KR1020010023270A
Authority: KR
Inventors: 김동림
Original assignee: 김동림
Priority date: 2001-04-28
Filing date: 2001-04-28
Publication date: 2002-11-04

Abstract

본 발명은 저압 옥내배선 계통에서의 각종 사고시(접속 불량으로 인한 과열ㆍ아아크 발생 순단 단락 등) 누전차단기가 인식하지 못하는 순간의 선간(,) 고장시, 즉 전기화재의 징후가 있을 시 기존의 누전차단기의 기능을 활용하여 사고 해당 배선의 전원공급을 원천적으로 차단하기 위한 장치이다. 따라서, 본 발명의 장치를 점검시 누전차단기도 점검된다.

교류용 콘덴서(C1)를 사용하여 감압(減壓)하는 방식으로 정류회로(D1∼D4)는 브리지회로를 구성하고, 저항(R1) 또는 초크코일 입력형 평활회로(C2) 및 정전압회로(D5)를 구성하며, 이 전원을 이용하여 제어용 회로를 동작시키는데, 감압하는 콘덴서(C1)를 통하여 흐르는 전원파형에 따라 전류가 급상승하는데 이 변화에 따라 평활회로 전단(前端)의 전압(V1)이 급상승하는 특성을 이용하여, 정상적인 전압일 때와 이상전압일 때를 비교(IC1)하여 경보와 동시에 누전전류를 흐르게하여 누전차단기가 작동하도록 하는 장치이다.

Description

배선계통 선간의 전기 화재 징후를 경보 및 누전차단기가 작동하도록 하는 보조장치{Auxiliary apparatus for operating alarm and leak-breaker the electric fire indications of wiring system lines}

본 발명은 배선계통 선간의 전기화재 징후를 경보하며 누전차단기가 작동하도록 하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전기화재는 대부분 누전화재로 발표되고 있으나, 사실상 누전시에는 누전차단기의 동작으로 전기화재의 대다수의 원인은 아니나 주기적인 점검이 필요하다.

주로, 접촉불량으로 인한 아아크, 옥내배선의 접속저항에 의한 발열로 절연체의 탄화현상에 의한 절연불량과 각종 불량 배선기구에 의한 사고로 가스폭발 사고의 원인을 초래하는 경우도 있다.

본 발명은 기존 누전차단기의 미비점을 보완하는 장치로서, 누전차단기가 감지하기 어려운 선간(,)에서 일어나는 불안정한 전압이 있을 시 이를 차단할 수 있도록하여 전기화재는 물론 각종 전기사용기구의 보호에 까지도 활용할 수 있다.

기존의 누전차단기는 누전 또는 정격 이상의 전류가 일정시간 이상 흘러야 작동하는데, 대체로 일반적인 누전차단기는 열동형으로서, 정격의 5배 전류로 1(초)이상 흐르거나 20배의 전류로 0. 1초 이상 흘러야 차단동작이 된다.

현실적으로, 저압 옥내배선회로 종단까지의 집속ㆍ접촉저항과 노후 또는 불량배선 기기류 등에 의한 사고원인 유발로 화재 발생후 차단기가 동작하게 되므로, 전기화재의 대다수가 이에 속한다고 할 수 있다. 특히, 저압 옥내 배선에서 배관을 합성수지관(PVC)을 사용할 시 배관내부에서의 전선간 절연불량 등이 누전으로 나타나지 않는 것이 문제점으로, 각종 점검 및 절연저항 측정시 측정이 되지 않는다.

그러므로, 누전차단기는 차단기 정격이하의 전류가 흐르는 접속점의 발열과접촉불량시의 아아크에는 장시간 경과되어도 동작하지 않으므로, 전기화재의 대부분이 이에 속한다 할 수 있고, 이러한 사유시에 누전차단기가 동작할 수 있도록 하면 0.1(초) 이내에 차단이 가능해 지며, 이와 같은 문제점을 기술적으로 더욱 보완을 한다면 전기화재의 대부분을 충분히 예방할 수 있을 것이다.

도 1은 일반적인 가정이나 사무실 또는 공장에서 사용되고 있는 누전차단기의 블록도이다. 이러한 전원복구 작업시 감전 등에 의한 인명의 보호 또는 화재를 방지하기 위한 누전차단기 등이 상용화되어 설치되고 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 누전차단기(3)은 계량기(1)과 부하(5) 사이에 설치되어 있다. 계량기(1)과 부하(5) 사이에 설치된 누전차단기(3)은 인체에 치명적인 20㎃이상의 누전전류가 발생하였을 때 작동되도록 설정되어 인명을 보호하고 있으나, 누전차단기(3)은 기계식으로 구성되어 있기 때문에 20mA이상의 누전전류가 발생해도 민감하게 작동하지 못하는 경우가 있으며, 또한 장시간 누전차단기(3)이 개폐되지 않을 경우에는 개폐부에 이상이 발생하여 오동작하는 경우가 종종 발생하여 인명피해를 입는 문제점이 있었다.

또한, 기존의 누전차단기는 누전 또는 정격 이상의 전류가 일정시간 이상 흘러야 작동하는데, 대체로 일반적인 누전차단기는 열동형으로서, 정격의 5배 전류로 1(초)이상 흐르거나 20배의 전류로 0. 1초 이상 흘러야 차단동작이 된다.

현실적으로, 저압 옥내배선회로 종단까지의 집속ㆍ접촉저항과 노후 또는 불량배선 기기류 등에 의한 사고원인 유발로 화재 발생 후 차단기가 동작하게 되므로, 전기화재의 대다수가 이에 속한다고 할 수 있다. 특히, 저압 옥내 배선에서 배관을 합성수지관(PVC)을 사용할 시 배관내부에서의 전선간 절연불량 등이 누전으로 나타나지 않는 것이 문제점으로, 각종 점검 및 절연저항 측정시 측정이 되지 않는다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안해서 안출된 것으로서, 기존의 보호장치 즉 누전차단기와 접목하여 차단기의 기능 보완에 목적을 두며, 저압 옥내 배선간(ㆍ)의 정상적인 파형이 아닌 부분을 감지하여 대지간(ㆍㆍ)의 누전으로 변환시켜 누전차단기로 하여금 보호동작을 하도록 한다.

설치 방법 또한 간단하여 기존의 저압 분전반등 저압 옥내배선의 상태에서 변경 공사없이 분기배선 최종단에 간단히 설치(콘센트에 삽입)가 가능하며, 분기 누전차단기 회로별로 설치하면 대다수의 전기화재 예방이 가능하다.

본 발명의 기능을 보다 더 효과적으로 사용하려면, 보호할 부분의 전단에 직렬로 리액터를 장치하면 더욱 우수한 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 통상의 누전차단기의 블럭도,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 배선계통 선간의 전기 화재 징후를 경보 및 누전차단기가 작동하도록 하는 회로도.

〈도면의 주요부호의 설명〉

,: 교류전원 접속단자

: 접지단자(그라운드)

V1, V2, E: 설명을 위한 도면상 위치부호

C1: 전원전압 감압용 콘덴서

D1∼D4 : 정류용 다이오드

VR1 : 과전압 보호 배리스터

R1 : 평활용 저항 또는 초크코일

C2 : 동작전압 평활용 콘덴서

D5 : 정전압 다이오드

R2, R3 : 감도설정용 반고정 저항기

S1 : 감도설정/시험용 버튼스위치

IC1 : 비교용 앰프

R4, R5 : 기준전압 설정용 저항기

C3 : 초기전원 지연용 콘덴서

R6 : 출력지연용 저항기

C4 : 출력지연용 콘덴서

IC2 : 비교/출력 유지앰프

D6, D7 : 출력유지 궤환용 저항기

TR : 출력 트랜지스터

LED : 표시등

BZ : 경보음 발생기

BL1 : 접지(차단) 출력용 릴레이

R8 : 접지전류 제어용 저항기

S2 : 경보, 차단 복구스위치

S3 : 접지(차단) 스위치

BZ : 경보음 부져

본 발명을 첨부된 도면에 따라 상세하게 기술한다.

대표도는 발명을 설명하기 위한 기본적인 회로도로ㆍ은 전원단자를 말하며,는 접지단자를 의미한다.

1) C1은 정류용 다이오드(D1∼D4)의 교류전원단자ㆍ양단에 각각 접속하고 정류용 다이오드(D1∼D4)의 교류단자와 직렬로 접속되어 제어회로용 동작전원을 감압하기 위한 전류제어용 콘덴서로서, 정류회로와 직렬로 구성되며, 60(Hz)에서 120(%) 정도의 전류에 해당하는 용량값으로 설정하고, 60(Hz)의 정현파가 아닌 경사각이 급한 변형된 파형일 때에는 콘덴서(C1)의 충방전 속도가 증가하므로 전류가 증가한다. 즉, 콘덴서의 전류에 비례하여 전압이 상승(E, V1)한다.

2) VR1은 정류회로 교류측에 접속되어 과전압으로부터 회로를 보호하기 위한 바리스터로서, 규격전압 이상의 부분은 방전(by-pass)되도록 한다.

3) R1, C2, D5는 회로용 전원의 평활 및 정전압 회로로서, E-V2간의 전압을 안정시킨다.

4) IC1은 V2와 V1의 비교앰프로서, 다시금 R4, R5에 의한 기준전압과 R2, R3에 설정한 변동전압을 비교하는데 기준전압보다 큰 부분에서 "H", 작은 부분에서 "L"로 출력하는데, C3은 초기전원 투입시 기준전압의 지연동작 시정수로 사용한다.

5) IC2는 IC1에서 출력한 "H" 또는 "L"을 R6과 C4에 의하여 충격계수(duty factor)에 따른 전압이 형성되고, 이 전압을 기준전압과 비교하여 크면 "H"로 출력되며, R7, D6을 통하여 귀환하면 "H"를 계속 유지한다.

6) TR1은 출력용으로 부져, 릴레이, 표시 등을 스위칭한다.

7) S1은 기능테스트 스위치로서, 버튼을 누를 때 경보음 또는 전원이 차단되어야 하며 감도설정시에도 누르고 설정한다.

8) S2는 경보음 동작시 복구시키는 버튼으로서, 배선계통에 이상이 있으면 복구가 되지 않으므로 배선계통의 점검 및 보수가 필요하다.

9) BZ : 경보음 부저

10) LED : 경보 표시램프

11) R8은 접지로 접지전류를 흘려 누전차단기가 작동하도록 하는 온도특성이 있는 PTC 또는 필라멘트식 전구류의 저항기

12) S3은 접지출력용 스위치로서, 이상전압 발생시 스위치를 OFF에서는 경보만 되고 ON에서는 R8의 값에 해당되는 전류를 RL1의 접점을 통하여 접지로 흐르게하여 누전차단기를 작동시킨다.

본 발명은 저압 옥내배선에 설치되어 사용되는 누전차단기의 취약점이 선간(ㆍ)의 접촉불량, 순간 합선 등 여러 가지 전기화재의 징후가 있는 고장을 경보 또는 대지간의 절연불량 상태로 변환하여 누전차단기로 하여금 차단하도록 하는 발명으로서 화재의 대다수인 전기화재 사고의 예방에 효과적이며, 옥내 전기기기의 보호에도 효과가 있다.

Claims

저압 옥내 배선계통 선간에 콘덴서를 접속하고, 콘덴서를 통하여 흐르는 전류의 변화량으로 배선계통의 이상 유무를 판별하는 방법.
청구항 제1항의 방법으로 배선계통 선간(,)의 이상 유무를 판별하고, 경보 및 누전전류를 흐르게하여 누전차단기가 작동하도록 하는 누전차단기 보조장치.
청구항 제1항, 제2항의 동작전원으로,양단에 콘덴서를 정류회로에 직렬 접속하여 콘덴서를 이용하여 감압, 정류하는 방식의 제어용 전원회로.
청구항 제1항, 제2항의 전원정류회로 및 제어회로의 보호를 위하여, 바리스터로 정류회로에 인가되는 과전압 부분을 방전시키는 과전압에 대한 보호회로.