KR200310458Y1 - 인체감전 보호용 욕실 분기반 - Google Patents

Abstract

토글스위치 및 비상등 스위치, 영상변류기, Trip Coil로 구성된 누전 차단부, 전원부, 제어부, 표시램프, 비상등으로 구성되어 인입되는 전원을 인체감전 보호용 욕실 분기반을 거쳐 인체가 젖어서 인체의 전기적 임피던스가 낮아지는 특수한 장소에 전원을 공급하며, 전원부는 교류 입력전원을 정류, 평활하여 축전지에 전하를 축전하며, 제어부는 인입전원 상태감시 및 접지측 인입선로 결상시 전원부의 축적된 전하로 누전차단부에 기동 전원을 공급하며, 누설전류 발생시 정격감도전류와 비교하여 누설전류가 정격감도 전류 이상일 경우 Trip Coil을 Trip시켜 토글스위치의 접점을 이동시켜 교류전원 인입을 차단하며, 표시램프는 제어부의 상태 검지에 따라 정상, 정전, 접지측 인입선 결상, 누전을 표시하며, 누전 차단부는 영상변류기의 누설전류 검지에 따라 Trip Coil을 구동하며, 토글 스위치는 이중 접점으로 평상시에는 교류전원을 공급하나 정격감도전류 이상의 누설전류 발생시 Trip Coil을 Trip시켜 접점을 이동하여 교류 인입전원을 차단 및 비상등 스위치 접점을 ON시켜 비상등을 점등시키는 구조로, 축전지로 구성된 전원부를 통해 접지측 인입선로 결상시 누전차단부에 기동전원 공급 및 누전시 비상등을 점등하는 인체감전 보호용 욕실 분기반

Description

인체감전 보호용 욕실 분기반{ An electric device of bathroom }

기존의 가정용 분전반의 누전차단기는 일반적으로 현재의 누전차단기 설치기준에 적합한 정격감도전류 30mA, 동작시간 30msec 이하의 성능을 갖는 누전차단기를 적용하고 있다.

상기 누전차단기는 보통의 경우에는 안전상에 문제가 없으나 인체가 물에 젖어 있는 상태에서는 인체의 전기적 임피던스가 보통의 약 1725Ω에서 약 500Ω으로 떨어져 기존의 정격감도전류 30mA의 누전차단기로는 위험할 수 있다.

일본에서는 특수한 장소의 경우 정격감도전류 15mA, 미국의 UL규격에서는 정격감도전류 6mA 규격을 적용하는 추세로 국내에서도 특수한 장소(욕실 등)에서는 정격감도전류를 30mA 미만으로 적용하는 것을 검토·제안(인체감전보호용 누전차단기 설치기준 개선에 관한 연구과제 중간발표, 서울산업대 정재희교수, 한국전기산업신문)하는 추세이다.

분전반 내에 정격감도전류가 각기 다른 누전차단기를 설치하여 적용할 경우에는 배관·배선을 별도로 시공하여야하며, 정격감도전류 15mA의 꽂음식 누전차단기를 적용할 경우 해당 콘센트 이후에만 한정되는 문제가 있어 꽂음식 누전차단기 전단 매입선로 전선의 피복이 벗겨져 있는 상태에서 습도가 높아져 누전 되거나 못 등의 외력에 의해 누전 되는 경우 등에 대해 효과적인 누전 대책이 되지를 못한다.

또한, 현재 우리나라에서 사용하고 있는 누전차단기는 결상시에는 지락사고가 방지되지 않는 전자식 누전차단기로써, 접지측 인입선 단선에 의한 결상시에 일어나는데, 접지측 인입선 접속불량 또는 단선시 누전차단기가 동작되지 않아 전력은 공급되지 않으나 비접지측 인입선과 그에 연결된 부하에는 전원 전압이 인가되고 있으므로, 그 부위에서 누전이 발생할 수 있어 화재가 발생한다든가, 인체가 접촉될 때에는 감전사고가 발생한다.

그래서, 출원번호 실1994-0002101 '결상시 보호가능한 누전차단기', 출원번호 20-2002-0009159 '결상시 지락보호 가능한 전자식 누전차단기'가 있으나, 상기 고안은 누전차단기에 작동 전원이 끊겼을 때 부가적인 방법으로 전원을 공급하여 결상시에도 누전차단기에 동작전원을 공급하는 고안으로 전원 트랜스는 한쪽 전원 라인이 접지되어 있고, 다른 한쪽 전원 라인은 비접지되어 있으므로, 여기에 맞춰서 전원 인입 단자를 정확히 연결해야 했으며, 특히 접지측 인입선 단선시 이를 대신할 지중전류 통로를 구성해야 한다.

즉, 접지전원 인입단자에는 접지단자임을 명시하는 기호를 표기하는 등의 방법으로 접지와 비접지 라인의 결선이 정확하게 이루어질 수 있게 해주어야 하며, 접지전원 인입단자는 인입전원 선로의 접지측 선로를 연결하고, 비접지전원 인입단자는 인입전원 선로의 비접지전원 인입단자에 정확히 연결해야 하는 문제점 및 지중회로의 전기적 특성이 수많은 조건에 의해 크게 변화하기 때문에 지중회로를 누전차단기(ELB) 회로로부터 즉각 분리되도록 했으나, 지중회로의 특성에 따라 오작동의 가능성이 있다.

본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위한 고안으로 분전반의 누전차단기 정격감도전류는 인체가 마른 상태에 심실세동전류를 기준으로 한 정격감도전류의 누전차단기를 적용하되, 욕실과 같은 특수한 장소(인체가 젖어 있는 상태)에 인입되는 전원에는 인체가 젖어서 전기적 임피던스가 낮아 졌을 때 심실세동전류를 기준으로 한 정격감도전류를 적용한 누전차단기가 적용되게 하는 것으로, 콘센트에 별도의 GFCI(Ground Fault Circuit Interrupter) 또는 ALCI(Appliance Leakage Circuit Interrupter), IDCI(Immersion Detection Circuit Interrupter)등의 별도설치 없이 욕실입구 욕실등 전원스위치 옆에 설치되는 것으로 인체가 젖거나 물 속에 있을 때 심실세동전류를 기준으로 한(정격감도전류 6mA 권장) 누전차단기를 적용한 누전차단부 및 비상등, 제어부, 전원부, 누전상태 및 결상상태 표시램프를 구비하고, 접지측 인입선 결상시 전원부의 축전지에서 누전차단부에 전원을 공급하여 누설전류을 감시하며, 누설전류가 정격감도전류 이상 발생시 토글스위치 접점을 이동하여 인입전원을 차단하며 전원부에서 비상등을 점등하는 인체감전 보호용 욕실 분기반을 기술적 과제로 한다.

도 1은 본 고안의 블록도도 2는 제어부 제어순서도 일 실시 예

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞

10 : 인체감전 보호용 욕실 분기반 20 : 제어부

30 : 누전차단부 40 : 비상등 스위치

50 : 비상등 60 : 표시램프

70 : 토글스위치 80 : 전원부

분전반내 누전차단기의 정격감도전류(인체가 건조한 상태의 심실세동전류를 기준으로 한 정격감도전류 30mA)보다 더 정격감도전류가 예민한(인체가 젖거나 물 속에 있을 때 심실세동전류를 기준으로 한 정격감도전류 15mA, 6mA) 누전차단부(30), 제어부(20), 비상등 스위치(40), 비상등(50), 표시램프(60), 토글스위치(70), 전원부(80)로 구성된 인체감전 보호용 욕실 분기반(10)으로써, 도 1과 같이 특수한 장소(인체가 물에 젖을 확률이 높은 욕실 등)로 인입되는 입구에 설치되는 것이 바람직한 인체감전 보호용 욕실 분기반(10)을 통해 특수한 장소내 전등 및 전열 콘센트에 배선된다.

제어부는 평상시 인입전원을 검출하다 접지측 인입선 결상시 전압의 비검출에 따라, 전원부에서 누전차단부(30)에 전원을 공급하여 누전차단부(30)를 기동하며, 누전차단부(30)의 토글스위치(70)가 작동할 경우 비상등(50)에 전원을 공급하는 제어를 한다.제어부(20)는 마이크로프로세서(MicroProcessor)로 구성되어 접지측 인입선로 결상으로 전원 공급이 차단될 경우 전원부(80)의 축전지에 축적된 전하를 누전차단부에 공급하여 누전차단부에 기동 전원을 공급하고, 정격감도전류 이상의 누설전류 검지시 Trip Coil을 Trip 시키는 제어 및 비상등에 전원을 공급하여 비상등을 점등하는 제어를 실시하는 마이크로프로세서로 한 개의 IC칩으로 16비트 마이크로프로세서(인텔사의 8086 또는 모토롤라사의 68000 등) 또는 그 이상의(인텔사의 80386과 80486, 모토롤라사의 68020과 68030, 68040등의 32비트 마이크로프로세서) 마이크로프로세서로 프로그래밍하여 제어부를 구성하는 것으로 전원부(80)는 상용 교류전원을 받아 정류, 평활 후 축전지에 전원을 충전하고 누설전류 발생시 영상변류기(ZCT)에서 검지 및 인입선 결상시 전압 불검출에 따라 마이크로프로세서 내의 프로그램된 비교기에서 결상 판단하고, Trip Coil에 전원공급 및 비상등 점등제어 및 영상변류기(ZCT)에 정격감도전류 이상의 누설전류를 검지하면 Trip Coil을 Trip 시켜 토글스위치의 접점을 이동시키는 것으로 도 2는 제어순서도의 일 실시 예 이다.

전원부(80)는 교류 인입전원을 받아 정류, 평활 후 축전지에 전원을 충전하고 접지측 인입선 결상시 누전차단부에 기동전원 공급 및 정격감도전류 이상의 누설전류 발생시 Trip Coil에 전원공급 및 토글스위치 작동 후 욕실과 같은 특수한장소 인입전원이 차단될 경우 비상등에 전원을 공급한다.

비상등(50)은 특수한 장소에 인입되는 교류전원과 달리, 전원부의 축적된 저전압의 직류전원을 이용한 고휘도 LED램프를 점등한다. 비상등 선로 및 등기구(LED 램프)는 직류 저전력(12V 이하)을 사용함에 따라 누전시 감전사를 예방한다.

누전차단부(30)는 전원부(80)의 직류전원을 받아 구동하며, 영상변류기(ZCT)에서 정격감도전류 이상의 누설전류를 검지하면 Trip Coil을 Trip 시켜 토글스위치의 접점을 이동시킨다.

토글스위치(70)는 이중접점 구조로 평상시에는 인체감전 보호용 욕실 분기반 이후의 욕실과 같은 특수한 장소의 전원 인입선로에 전원을 공급하나 누설전류가 발생할 경우 스위치 접점을 비상등 스위치(40) 접점으로 바꾸어 비상등에 전원을 공급한다.

표시램프는 접지측 인입선의 결상, 정전상태 표시, 정상상태 표시 및 누설전류 발생으로 누전차단부 작동시 누전 표시램프로 구성되어 각 상태를 전원부(80)의 전원을 공급받아 점등 표시한다.

일실시 예로, 도 1 에서 전원부가 생략되어 누전차단부 작동시 제어부는 인체감전보호용 욕실 분기반 전단의 상용 교류전원을 비상등에 공급하며, 비상등은 백열등으로 구성하는 실시 예가 가능하다.

일 실시 예로, 비상등을 생략하고 접지측 인입선로 결상시 전원부에서 누전차단부에 기동 전원을 공급하여 누설전류 검지 및 정격감도전류 이상의 누설전류 검지시 Trip Coil을 Trip시키는 단독 구성이 가능하다.

일 실시 예로, 분전반내 누전차단기는 인체가 건조한 상태에서 일반적으로 안전한 정격감도전류 30mA의 특성을 갖는 누전차단기가 적용되고 인체감전 보호용 욕실 분기반(10) 내의 누전차단부(30)의 경우 인체가 젖은 상태에서도 안전성을 확보하기 위하여 정격감도전류 15mA 또는 6mA의 정격감도전류 특성을 갖는 누전차단기를 적용하는 실시 예가 바람직하다.

일 실시 예로, 본 인체감전 보호용 욕실 분기반은 욕실입구 전등스위치와 같이 매입 설치하거나 분전반 내에 설치 후 인체감전 보호용 욕실 분기반을 통해 나온 전원은 욕실과 같은 장소로 독립배관을 형성하여 시공할 수 있으며, 비상등은 욕실내 또는 거실과 같이 배관배선에 따라 복수의 장소에 복수로 설치가 가능하다.

일 실시 예로, 제어부는 마이크로프로세서로 접지측 인입선로 결상으로 전원 공급이 차단될 경우 전원부의 축적된 전하를 누전차단부에 공급하여 누전차단부에 기동 전원을 공급하고, 정격감도전류 이상의 누설전류 발생시 Trip Coil을 Trip 시키는 제어 및 비상등에 전원을 공급하여 비상등을 점등하는 실시 예가 가능하다.

접지측 인입선 결상시 누전차단부에 기동전원 공급 및 누설전류에 의해 누전차단부가 작동시 비상등에 전원을 공급하는 전원부 및 비상등을 갖는 인체감전 보호용 욕실 분기반으로써 인체가 욕실내 에서는 젖어 있을 수 있음에 따라 인체가 젖어 있을 때 심실세동전류를 기준으로 한 누전차단부를 적용하며, 누전차단부 작동시 비상등에 전원을 공급할 수 있는 전원부 구성을 통하여 욕실 등과 같은 특수한 장소 전체의 전등, 콘센트에 차등성 있는 정격감도전류를 기준으로 지중전류 통로의 구성없이 누전차단기가 작동해 누전차단기의 오동작방지, 인입선 결상에 따른 지락사고 방지 및 비상등의 점등을 원활히 하는 고안이다.

Claims (3)

1. 토글스위치 및 비상등 스위치, 영상변류기, Trip Coil로 구성된 누전 차단부, 전원부, 제어부, 표시램프, 비상등으로 구성되어 인입되는 전원을 인체감전 보호용 욕실 분기반을 거쳐 인체가 젖어서 인체의 전기적 임피던스가 낮아지는 특수한 장소에 전원을 공급하며, 전원부는 교류 입력전원을 정류, 평활하여 축전지에 전하를 축전하며, 제어부는 인입전원 상태감시 및 접지측 인입선로 결상시 전원부의 축적된 전하로 누전차단부에 기동 전원을 공급하며, 누설전류 발생시 정격감도전류와 비교하여 누설전류가 정격감도전류 이상일 경우 Trip Coil을 Trip시켜 토글스위치의 접점을 이동시켜 교류전원 인입을 차단하며, 표시램프는 제어부의 상태 검지에 따라 정상, 정전, 접지측 인입선 결상, 누전을 표시하며, 누전 차단부는 영상변류기의 누설전류 검지에 따라 Trip Coil을 구동하며, 토글 스위치는 이중 접점으로 평상시에는 교류전원을 공급하나 정격감도전류 이상의 누설전류 발생시 Trip Coil을 Trip시켜 접점을 이동하여 교류 인입전원을 차단 및 비상등 스위치 접점을 ON시켜 비상등을 점등시키는 구조로, 축전지로 구성된 전원부를 통해 접지측 인입선로 결상시 누전차단부에 기동전원 공급 및 누전시 비상등을 점등하는 인체감전 보호용 욕실 분기반
2. 제 1 항에 있어서, 제어부는 마이크로프로세서로 접지측 인입선로 결상으로 전원 공급이 차단될 경우 전원부의 축적된 전하를 누전차단부에 공급하여 누전차단부에 기동 전원을 공급하고, 정격감도전류 이상의 누설전류 발생시 Trip Coil을 Trip 시키는 제어 및 비상등에 전원을 공급하여 비상등을 점등하는 제어를 특징으로 하는 인체감전 보호용 욕실 분기반
3. 제 1 항에 있어서, 제어부는 토글스위치 접점이동으로 비상등 점등시 인체감전 보호용 욕실 분기반내 누전차단부 전단에서 상용 교류전원을 비상등에 공급하여 백열등을 점등하는 것을 특징으로 하는 인체감전 보호용 욕실 분기반