KR200340933Y1

KR200340933Y1 - 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치

Info

Publication number: KR200340933Y1
Application number: KR20-2003-0032532U
Authority: KR
Inventors: 안동준
Original assignee: 안동준
Priority date: 2003-10-17
Filing date: 2003-10-17
Publication date: 2004-02-11

Abstract

본 고안은 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치에 관한 것으로, 특히 가로등에 누전 및 과전류가 유입될 시 이를 검출하여 가로등에 공급되는 전원을 자동으로 차단된 다음 누전 및 과전류가 해지되면 자동으로 복귀시켜줄 수 있도록 구비된 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치에 관한 것이다.

본 고안의 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치는, 외부의 전원으로부터 복수개의 가로등에 공급되는 선로에서 누전이 발생할 경우, 선로에 공급되는 전원을 투입/차단하는 스위칭부, 상기 스위칭부를 구동시키는 스위칭구동부 및 전원공급부를 포함하는 누전차단장치에 있어서, 선로에 설치되고, 가로등에 전원의 투입/차단 시 누전을 검출하여 누전검출값을 출력하는 누전검출부; 상기 누전검출값을 제공받아 누전 발생여부에 따라 상기 스위칭구동부를 선택적으로 제어하는 누전검출제어부; 가로등측 선로 중 어느 한 선로에 설치되고, 가로등에 흐르는 과전류를 검출하여 과전류검출값을 출력하는 과전류검출부 및 상기 과전류검출값을 제공받아 과전류 발생여부에 따라 상기 스위칭구동부를 선택적으로 제어하는 과전류검출제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치{AUTOMATIC RETURN TYPE OVER CURRENT AND ELECTRIC LEAKAGE CUTOFF APPARATUS OF A STREET LIGHT}

일반적으로, 도로나 공원 등에 소정의 간격으로 설치된 가로등은 야간에 서민들의 자유로운 활동을 보장하기 위한 조명수단으로서, 상기 각각의 가로등마다 점등 스위치를 달아 많은 가로등의 점등을 제어하기에는 많은 인력과 시간이 소요되기 때문에 대부분이 다수개의 가로등을 하나의 집단으로 묶어 별도로 마련된 제어반에서 점등을 제어한다.

상기 제어반의 내부에는 통상적으로 전력용 계량기(WHM), 상시/격등용 가로등자동점멸기, 전자개폐기 및 누전차단기 등이 설치되어 홍수 등으로 인해 가로등에 누전이 발생할 경우에 상기 누전차단기가 작동하여 가로등으로 공급되는 전원을 차단하도록 되어 있다.

이러한 종래의 제어반에 구비된 누전차단기는 전원측과 가로등측에 각각 전자석 릴레이(Relay)와 영상변류기(ZCT)를 설치하고, 상기 영상변류기(ZCT)에 의해 감지된 전류차를 검출하여 이상이 발생될 경우 상기 전자석 릴레이를 제어하는 것에 의해 가로등을 보호하도록 하고 있다.

그러나, 상기와 같은 이상전류로 인해 상기 누전차단기가 동작된 다음에 누전요인이 해소되면 원래의 상태로 복귀시켜 전력을 공급해야되는데, 종래에는 관리자가 일일이 상기 제어반으로 가서 수동으로 조작하여 통전시켜야 하므로 번거로울 뿐만 아니라 상기 누전차단기를 원래의 상태로 복귀시키는데 많은 시간이 소요되는 문제점이 있다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 외부의 전원으로부터 가로등에 공급되는 선로에서 누전 및 과전류의 발생여부를 판단하여 누전 및 과전류가 발생한 경우에는 가로등에 공급되는 전원을 자동으로 차단함과 아울러 누전 및 과전류가 해지된 상태에서는 전원의 공급을 자동으로 복귀할 수 있도록 구비된 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치를 제공하는데 있다.

전술한 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치는, 외부의 전원으로부터 복수개의 가로등에 공급되는 선로에서 누전이 발생할 경우, 선로에 공급되는 전원을 투입/차단하는 스위칭부, 상기 스위칭부를 구동시키는 스위칭구동부 및 전원공급부를 포함하는 누전차단장치에 있어서, 선로에 설치되고, 가로등에 전원의 투입/차단 시 누전을 검출하여 누전검출값을 출력하는 누전검출부; 상기 누전검출값을 제공받아 누전 발생여부에 따라 상기 스위칭구동부를 선택적으로 제어하는 누전검출제어부; 가로등측 선로 중 어느 한 선로에 설치되고, 가로등에 흐르는 과전류를 검출하여 과전류검출값을 출력하는 과전류검출부 및 상기 과전류검출값을 제공받아 과전류 발생여부에 따라 상기 스위칭구동부를 선택적으로 제어하는 과전류검출제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

전술한 구성에서, 상기 과전류검출부는, 가로등측 선로에 설치되어 가로등에 과전류가 흐르는 경우 소정의 자력을 발생하는 전자석 및 상기 발생된 자력에 의해 과전류검출값을 출력하는 홀소자로 구성함이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 과전류검출제어부는, 비반전입력단에 입력되는 상기 과전류검출값과 소정의 분할저항을 통하여 반전입력단에 입력되는 기준전압값을 비교하여 소정의 제어신호를 출력하는 비교기; 상기 제어신호가 인가될 경우 오프되어 상기 스위칭구동부에 전원을 차단하고, 상기 제어신호가 인가되지 않을 경우 온되어 상기 스위칭구동부에 전원을 투입하는 트랜지스터 및 상기 제어신호가 인가될 경우 점등되는 과전류표시용 발광다이오드로 구성한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치의 구성을 개략적으로 나타낸 기능 블록도,

도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치의 구성을 구체적으로 나타낸 회로도이다.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 ***

110 : 전원측 누전검출부, 120 : 가로등측 누전검출부,

130 : 과전류검출부, 140 : 전원측 누전검출제어부,

150 : 가로등측 누전검출제어부, 160 : 과전출검출제어부,

170 : 스위칭부, 180 : 스위칭구동부,

190 : 전원공급부

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 실시예는 본 고안의 권리범위를 한정하는 것은 아니고, 단지 예시로 제시된 것이다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 따른 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치의 구성을 개략적으로 나타낸 기능 블록도이고, 도 2는 본 고안의 일 실시예에 따른 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치의 구성을 구체적으로 나타낸 회로도로서, 먼저, 본 고안의 일 실시예에서 선로(10)(10')(11)(11')는 각각 후술하는 스위칭부(170)인 릴레이(Relay)의 접점(170a)(170a')를 기준으로 전원측에 연결된 선로(10)(11)를 "전원측 선로"라 정의하고, 가로등측에 연결된 선로(10')(11')를 "가로등측 선로"라 정의한다.

도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 본 고안의 일 실시예에 따른 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치는, 외부의 교류 전원(AC 220V)으로부터 복수개의 가로등(20)에 공급되는 선로(10)(10')(11)(11')에 있어서, 전원측 누전검출부(110), 가로등측 누전검출부(120), 과전류검출부(130), 전원측 누전검출제어부(140), 가로등측 누전검출제어부(150), 과전류검출제어부(160), 스위칭부(170), 스위칭구동부(180) 및 전원공급부(190)를 포함하여 이루어진다.

전술한 구성에서, 전원측 누전검출부(110)는 통상의 영상변류기(ZCT)로 이루어지는 바, 영상변류기(ZCT)는 전원측 선로(10)(11)에 설치되어 있으며, 가로등측 선로(10')(11')에 연결된 가로등(20)에 전원이 공급되어 있는 상태에서 누전이 발생할 경우 전류차에 따른 누전검출값을 출력하는 역할을 수행한다.

가로등측 누전검출부(120)는 선로(10)(10')(11)(11')에 각각 설치되는 바, 차례로 직렬 연결된 저항(R2), 다이오드(D1), 누전표시용 제 2발광다이오드(LED2) 및 포토 커플러(PHOTO1)가 한 조로 이루어져 선로(10)(10')에 결합된 릴레이(Relay)(170)의 접점(170a)에 병렬 연결되어 있으며, 차례로 직렬 연결된 저항(R3), 다이오드(D2), 누전표시용 제 3발광다이오드(LED3) 및 포토 커플러(PHOTO2)가 다른 한 조로 이루어져 선로(11)(11')에 결합된 릴레이(170)의 접점(170a')에 병렬 연결되어 있다.

상기와 같이 구성된 가로등측 누전검출부(120)에서는 가로등(20)에 전원이 공급되지 않은 상태 즉, 릴레이(170)의 접점(170a)(170a')이 개방된 상태에서 누전이 발생할 경우 이를 검출하여 누전검출값을 출력하는 역할을 수행한다.

과전류검출부(130)는 가로등(20)에 과전류가 흐를 경우, 소정의 자력을 발생하도록 가로등측 선로(11')에 전자석(131)을 결합함과 아울러 상기 발생된 자력에 의해 소정의 과전류검출값을 출력하도록 홀소자(132)로 이루어진다.

전원측 누전검출제어부(140)는 통상의 집적회로(Integrated Circuit, IC)(이하, '누전검출 IC'라 칭한다.)로 이루어지는 바, 상기 누전검출 IC(IC1)에서는 영상변류기(ZCT)로부터 전류차에 따른 누전검출값을 전달받아 누전 발생여부를 판단하고, 상기 판단결과 누전이 발생하였을 경우에 사이리스터(SCR1)의 게이트에 트리거 전압을 인가하여 스위칭구동부(180)의 트랜지스터(TR3)의 베이스로 흐르는 전원을 차단하여 릴레이(170)의 구동을 정지시키는 동시에 누전표시용 제 1발광다이오드(LED1)를 점등시키도록 제어한다.

가로등측 누전검출제어부(150)는 트랜지스터(TR2), 콘덴서(C7) 및 저항(R8)~(R10)로 이루어지는 바, 가로등측 누전검출제어부(150)에서는 전원측 누전검출제어부(140)를 통한 동작전원과 가로등측 누전검출부(120)의 포토 트랜지스터(PTR1)(PTR2)의 콜렉터-에미터를 통한 전류값에 의한 누전검출값을 전달받아 트랜지스터(TR2)를 선택적으로 턴-온(Turn-On)시키면서 트랜지스터(TR3)의 베이스로 흐르는 전원을 차단하여 릴레이(170)의 구동을 정지시키면서 릴레이(170)의 접점(170a)(170a')을 오프(OFF)시키도록 제어한다.

과전류검출제어부(160)는 통상의 비교기(Comparator)(이하, '과전류비교기'라 칭한다.)(IC2)로 이루어지는 바, 과전류검출제어부(160)에서는 상기 과전류비교기(IC2)의 비반전입력단(+)에 입력되는 과전류검출부(130)의 과전류검출값이 분할저항(R17)(R18)을 통하여 반전입력단(-)에 입력되는 기준전압값보다 큰 경우에 트랜지스터(TR4)의 베이스로 흐르는 전원을 차단함에 따라 트랜지스터(TR3)의 베이스로 흐르는 전원을 차단하여 릴레이(170)의 구동을 정지시키면서 릴레이(170)의 접점(170a)(170a')을 오프(OFF)시키는 동시에 과전류표시용 발광다이오드(LED5)를 점등시키도록 제어하고, 과전류검출부(130)에서 과전류비교기(IC1)의 비반전입력단(+)에 입력되는 상기 과전류검출값이 분할저항(R17)(R18)을 통하여 반전입력단(-)에 입력되는 기준전압값보다 작은 경우에 트랜지스터(TR4)의 베이스에 동작전원이 흐르도록 제어함에 따라 전원공급부(190)를 통하여 공급되는 전원에 의해 트랜지스터(TR3)가 턴-온(Turn-On)되면서 전원공급 표시용 발광다이오드(LED4)를 점등시키는 동시에 릴레이(170)를 구동시켜 릴레이(170)의 접점(170a)(170a')을 온(ON)시키도록 제어한다.

스위칭부(170)는 통상의 유접점 스위칭 소자인 릴레이(Relay)로 구성됨이 바람직하지만, 이에 국한하지 않으며, 무접점 스위칭 소자(예컨대, 전력용 트랜지스터, 전력용 다이오드, SCR 및 TRIAC 등)로 구성될 수도 있다. 한편, 릴레이(170)의 접점(170a)(170a')은 각각 선로(10)(10')(11)(11')에 하나씩 설치되어 있다.

스위칭구동부(180)는 트랜지스터(TR3), 저항(R11)(R12) 및 전원공급 표시용 발광다이오드(LED4)로 이루어지는 바, 전원측 누전검출제어부(140), 가로등측 누전검출제어부(150) 및 과전류검출제어부(160)로부터 출력된 구동제어값에 의해 트랜지스터(TR3)의 베이스로 흐르는 전원을 차단하여 릴레이(170)의 구동을 정지시키면서 릴레이(170)의 접점(170a)(170a')을 오프(OFF)시키며, 선로(10)(10')(11)(11')에 누전이나 과전류가 흐르지 않을 경우에는 전원공급부(190)를 통하여 공급되는 전원에 의해 트랜지스터(TR3)가 턴-온(Turn-On)되면서 전원공급 표시용 발광다이오드(LED4)를 점등시킴과 아울러 릴레이(170)를 구동시켜 릴레이(170)의 접점(170a)(170a')을 온(ON)시키도록 한다.

전원공급부(190)는 전원측 선로(10)(11)로부터 전달받은 교류전원(AC 220V)을 저항(R1)을 통해 공급받아 브릿지 다이오드(BD1)~(BD4)에서 정류하고, 콘덴서(C1)(C2)와 트랜지스터(TR1)를 경유하는 중에 전압 강하가 이루어진 동작전원이 상기 각 부에 공급되도록 이루어진다.

이하에는 전술한 구성을 가지는 본 고안의 일 실시예에 따른 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치의 동작에 대해서 상세하게 설명한다.

먼저, 전원공급부(160)로부터 상기 각 부에 동작전원이 공급된 상태에서 선로(10)(10')(11)(11')에 누전이나 과전류가 발생하지 않을 경우에는 상기 동작전원에 의해 트랜지스터(TR3)가 턴-온(Turn-On)되면서 전원공급 표시용 발광다이오드(LED4)를 점등시킴과 아울러 릴레이(170)를 구동시켜 릴레이(170)의 접점(170a)(170a')을 온(ON)시킴으로써, 가로등(20)에 외부의 교류전원(AC 220V)을 정상적으로 투입시키게 된다.

한편, 가로등(20)에 교류전원(AC 220V)이 정상적으로 투입된 상태에서선로(10)(10')(11)(11')에 누전이 발생할 경우, 전원측 누전검출부(110)의 영상변류기(ZCT)에서는 전류차에 따른 누전을 검출하고, 상기 검출된 누전검출값은 전원측 누전검출제어부(140)의 누전검출 IC(IC1)에서 전달받아 누전 발생여부를 판단하며, 상기 판단결과 누전이 발생하였을 경우에는 사이리스터(SCR1)의 게이트에 트리거 전압을 인가하여 스위칭구동부(180)의 트랜지스터(TR3)의 베이스로 흐르는 전원을 차단하여 릴레이(170)의 구동을 정지시키는 동시에 누전표시용 제 1발광다이오드(LED1)를 점등시킨다.

다른 한편, 가로등(20)에 교류전원(AC 220V)이 차단된 상태 즉, 릴레이(170)의 접점(170a)(170a')이 개방된 상태에서 선로(10)(10')(11)(11')에 누전이 발생할 경우, 가로등측 누전검출부(120)에서는 저항(R2)과 다이오드(D1)를 거쳐 흐르는 전원이 누전표시용 제 2발광다이오드(LED2)를 점등시키는 포토 커플러(PHOTO1)의 포토 다이오드(PD1)를 온(ON)시키는 상태에 의해 포토 트랜지스터(PTR1)의 콜렉터-에미터를 통해 전원이 흐르게 되거나 저항(R3)과 다이오드(D2)를 거쳐 흐르는 전원이 누전표시용 제 3발광다이오드(LED3)를 점등시키는 포토 커플러(PHOTO2)의 포토 다이오드(PD2)를 온(ON)시키는 상태에 의해 포토 트랜지스터(PTR2)의 콜렉터-에미터를 통해 전원이 흐르게 된다.

이때, 포토 트랜지스터(PTR1)(PTR2)의 콜렉터-에미터를 통해 흐르는 전원을 전달받은 가로등측 누전검출제어부(150)에서는 트랜지스터(TR2)를 선택적으로 턴-온(Turn-On)시키면서 트랜지스터(TR3)의 베이스로 흐르는 전원을 차단하여 릴레이(170)의 구동을 정지시키면서 릴레이(170)의 접점(170a)(170a')을 오프(OFF)시키게 된다. 즉, 작업자가 선로에 누전이 발생되었는지 모르고 가로등(20)에 교류전원(AC 220V)을 투입시키려고 하는 것을 미리 방지할 수 있게 된다.

또 다른 한편, 가로등(20)에 교류전원(AC 220V)이 정상적으로 투입된 상태에서 선로(10)(10')(11)(11')에 과전류가 발생할 경우, 과전류검출부(130)의 전자석(131)에서는 소정의 자력이 발생하면서 상기 발생된 자력에 의해 홀소자(132)에서 과전류검출값을 과전류검출제어부(160)에 출력하고, 과전류검출부(130)로부터 출력된 과전류검출값을 전달받은 과전류검출제어부(160)에서는 과전류비교기(IC2)의 비반전입력단(+)에 입력되는 상기 과전류검출값이 분할저항(R17)(R18)을 통하여 반전입력단(-)에 입력되는 기준전압값보다 큰 경우에 트랜지스터(TR4)의 베이스로 흐르는 전원을 차단함에 따라 트랜지스터(TR3)의 베이스로 흐르는 전원을 차단하여 릴레이(170)의 구동을 정지시키면서 릴레이(170)의 접점(170a)(170a')을 오프(OFF)시키는 동시에 과전류표시용 발광다이오드(LED4)를 점등시킨다.

전술한 본 고안에 따른 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치에 대한 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 고안은 이에 한정되는 것이 아니고 실용신안등록청구범위와 고안의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 고안에 속한다.

예를 들면, 본 발명에서의 전원공급부(190)는 전원측 선로(10)(11)로부터 교류전원(AC 220V)을 공급받아 이를 정류하여 각 부의 공급전원으로 사용하였지만, 이에 국한하지 않으며, 전원공급부(190)는 별도로 마련된 밧데리(Battery)에 의해각 부의 공급전원으로 사용할 수도 있다.

이상에서 설명한 바와 같은 본 고안의 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치에 따르면, 외부의 전원으로부터 가로등에 공급되는 선로에서 누전 및 과전류의 발생여부를 판단하여 누전 및 과전류가 발생한 경우에는 가로등에 공급되는 전원을 자동으로 차단함과 아울러 누전 및 과전류가 해지된 상태에서는 전원의 공급을 자동으로 복귀할 수 있도록 구비됨으로써, 가로등의 정전시간을 최소화할 수 있을 뿐만 아니라 작업자가 일일이 누전차단장치가 작동된 현장에 가서 수동으로 복귀시키지 않아도 되므로 관리가 간편하며 인력을 효과적으로 절감할 수 있는 이점이 있다.

Claims

외부의 전원으로부터 복수개의 가로등에 공급되는 선로에서 누전이 발생할 경우, 선로에 공급되는 전원을 투입/차단하는 스위칭부, 상기 스위칭부를 구동시키는 스위칭구동부 및 전원공급부를 포함하는 누전차단장치에 있어서,

선로에 설치되고, 가로등에 전원의 투입/차단 시 누전을 검출하여 누전검출값을 출력하는 누전검출부;

상기 누전검출값을 제공받아 누전 발생여부에 따라 상기 스위칭구동부를 선택적으로 제어하는 누전검출제어부;

가로등측 선로 중 어느 한 선로에 설치되고, 가로등에 흐르는 과전류를 검출하여 과전류검출값을 출력하는 과전류검출부 및

상기 과전류검출값을 제공받아 과전류 발생여부에 따라 상기 스위칭구동부를 선택적으로 제어하는 과전류검출제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치.
제 1항에 있어서, 상기 과전류검출부는,

가로등측 선로에 설치되어 가로등에 과전류가 흐르는 경우 소정의 자력을 발생하는 전자석 및

상기 발생된 자력에 의해 과전류검출값을 출력하는 홀소자로 구성함을 특징으로 하는 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치.
제 1항에 있어서, 상기 과전류검출제어부는,

비반전입력단에 입력되는 상기 과전류검출값과 소정의 분할저항을 통하여 반전입력단에 입력되는 기준전압값을 비교하여 소정의 제어신호를 출력하는 비교기;

상기 제어신호가 인가될 경우 오프되어 상기 스위칭구동부에 전원을 차단하고, 상기 제어신호가 인가되지 않을 경우 온되어 상기 스위칭구동부에 전원을 투입하는 트랜지스터 및

상기 제어신호가 인가될 경우 점등되는 과전류표시용 발광다이오드로 구성함을 특징으로 하는 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치.