KR200358428Y1 - 누전차단 교통신호제어기 - Google Patents

Abstract

교통신호제어기내 등기구동부의 제어단자대 배선 R(RED), Y(YELLOW), A(ARROW), G(GREEN), C(COM)는 공통으로 세 개의 누전차단기로 공통 배선된 후 각 누전차단기가 영상변류기로 검지하여 기준초과 누설전류 발생시 전원을 차단하는 구성으로 각 세개의 차량등 램프에 각각 배선되어 누전차단기 이후 일부 한 선로에 누설전류가 발생되어도 해당하는 누전차단기의 차량등만 소등되고 나머지 차량등은 정상 점등되는 것을 특징으로 하는 누전차단 교통신호제어기

Description

누전차단 교통신호제어기 { Traffic signal controller with breaking function of electric leakage }

현재는 교통신호등 램프를 점등하기 위해 교통신호제어기에서 교류 220V 전원선의 1선을 공급하고 나머지 1선은 공통 접지하여 사용하고 있다.

상기 방법은 누전, 낙뢰사고 발생시 신호등 주변에 인체감전 사고를 쉽게 유발할 수 있으며, 기존의 교통신호제어기 내부에 누전차단기가 설치되어 있으나, 교통신호 제어기 및 선로, 등기구등의 누전 또는 상시누설전류 등에 의해 누전차단기가 작동할 경우 교차로내 모든 교통신호등이 소등되는 문제가 발생해 교통흐름에 막대한 지장을 초래하는 문제점이 있어 왔다.

기존의 교통신호 보호기는 수동으로 복구하거나 자동으로 일정시간 경과 후 자동으로 복구되는 두 가지 형태가 있어왔다.

누전차단기는 누전에 의해 누전차단기가 작동할 경우 관리자가 현장에서 수동으로 복구를 시켜야하는 문제점이 있어왔다.

또한 선 출원된 출원번호 20-2000-0008428 가로등용 감전보호기, 20-2003-0032532 가로등의 자동복귀형 과전류 및 누전차단장치 등이 있으며, 누전차단기 자동복구장치가 있어 낙뢰나 임펄스성 노이즈 등의 일회성 원인에 의해 누전차단기가 작동될 경우 일정시간 경과 후 자동으로 복구되는 기술이 있어왔다.

또한, 선 출원된 교통신호등 분전반(2004년 5월 17일 출원)은 누전사고의 일부 문제를 해결하는 고안이나, 교통신호등 분전반이 도로를 점유하거나 교통신호등에서 교통신호등 분전반까지 지중선로의 누설전류에 대한 대책이 미미한 문제점을 가지고 있다.

본 고안은 상기 문제점을 해결하는 것으로, 누설전류의 감지를 교통신호제어기 내부에서 검지하는 방식으로 모든 전로에 걸쳐 누설전류에 대한 보호가 가능하며, 교통 신호제어기 내부에 누전차단기를 적용하여 별도의 분전반을 추가 설치하지 않으며, 도로를 점유하거나 핸드홀 내에 설치되지 않는 것을 특징으로 누설전류로 인한 고장범위의 축소 및 고장선로의 손쉬운 확인, 유지점검 보수가 편리한 것을 특징으로 하는 것을 기술적 과제로 한다.

도 1은 누전차단 교통신호제어기 주요 부분의 간단한 블록도

도 2는 누전차단 교통신호제어기의 일 실시 예

도 3은 네거리 교차로 신호체계의 간략도

＜ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ＞

10 : 전원부 11 : 누전차단기

20 : 주제어부 21 : 신호구동부(SCU : Signal Control Unit)

22 : 등기구동부(LSU : Load Switch Unit)

30 ~ 31 : 차량신호등주 40 : 차량등1(배면등)

41 : 차량등2 42 : 차량등3

교통신호제어기의 누전에 대한 대책으로 누전차단기가 설치되어 있으나 누전차단기가 작동할 경우 모든 교통신호등 램프가 소등되는 문제점을 갖고 있으며, 누전차단기가 교통신호제어기 자체를 보호하기 위한 것으로 설치할 경우 선로상의 누전에 의한 인체감전보호의 기능을 하지 못하였다.

본 고안은 교통신호제어기에 관한 것으로 선로상에 누설전류가 발생할 경우 모든 교통신호등 램프가 소등되던 기존의 문제점을 개선한 것으로 도면을 통하여 이하 상세히 설명한다.

도 1은 누전차단 교통신호제어기 주요 부분의 간단한 블록도를 나타낸 것이며, 본 고안의 설명을 위한 핵심부로 전원부(Power Supply), 주제어부(MCU : Main Control Unit), 신호구동부(SCU : Signal Control Unit), 등기구동부(LSU : Load Switch Unit), 누전차단기를 나타낸 것이다.

전원부는 누전차단자동복구 누전차단기, 정류 평활회로 등으로 구성되며 교류 220V 인입전원이 누전차단자동복구 누전차단기를 거쳐 등기구동부(LSU)로 공급 및 정류 평활회로를 거쳐 직류를 교통신호제어기내에 공급한다.

주제어부는 누전차단 교통신호제어기의 중추적 역할을 하는 uint로서, 신호구동부, 모순검지부, 루프검지기 등의 각 unit로부터 정보를 수집 분석하여 신호등의 현시상태 등을 제어한다.

신호구동부는 직접 신호등을 구동하기 위한 전력 제어부와 제어 결과를 물리적으로 평가하기 위한 전류 및 전압궤환회로를 포함한다.

신호구동부의 하드웨어적 구성으로 CONTROLLER, LSU(Load Switch Unit), FLASH, Option B/D 등이 있으며, 특히 등기구동부(LSU)는 신호등에 공급되는 전력을 직접 제어하여, 그 제어 결과에 대한 궤환신호를 발생시켜 CONTROLLER BOARD에 제공한다.

전원부의 누전차단자동복구 누전차단기는 전원공급부, 영상변류기, 증폭부, 제어부, 구동부로 구성되며 전원공급부는 교류를 직류로 바꾸어 제어부, 구동부 등에 작동 전원을 공급하며, 영상변류기는 인입 교류전원의 입력과 출력의 상대차를 검지하여 검지된 누설전류를 증폭부를 통해 증폭하여 마이크로프로세서로 구성된 제어부로 전송하여 누설전류 발생 및 구동부 작동판단을 하며, 기준치 이상의 누설전류발생시 시한 작동 계전기로 구성된 구동부로 제어신호를 보내 시한작동 계전기를 구동시켜 인입전원을 차단한다.

시한작동 계전기는 인입전원 차단 후 일정시간(시한작동계전기 입력 값) 경과 후 다시 접점을 ON시켜 전원을 재투입하며, 제어부의 카운터에 의하여 일정시간(관리자 입력 카운터 값) 초과 전에 다시 누설전류량이 기준을 초과할 경우 구동부를 통해 전원을 OFF한 후 상기 과정을 일정시간(관리자 입력값) 동안 2-3회 재시도하여도 지속적으로 누설전류가 발생하면 인입전원을 완전히 OFF하여 관리자가 수동으로 재복구하지 않는 이상 전원이 재투입되지 않는다.

도 1의 등기구동부(LSU)의 제어단자대 배선 R(RED), Y(YELLOW), A(ARROW), G(GREEN), C(COM)는 공통으로 누전차단기(11)의 ELB1, ELB2, ELB3로 공통 배선된다.

도 3은 네거리 교차로 신호체계의 간략도로써, 화살표 방향으로 차량이 진입할 때 신호지시를 하는 차량등으로, 차량신호등주 30에 부착된 차량등1(배면등)과 차량신호 등주 31에 부착된 차량등2, 차량등3을 나타낸 것으로 차량등1, 2, 3은 모두 같은 색깔의 차량신호등 램프를 점등하여 일부 램프의 단선에 의한 고장에도 안전하게 차량을 유도한다.

도 1의 ELB1은 도 3의 차량등1(40)의 각 R, Y, A, G 차량등 램프를 점등하는 전원(제어)선과 배선되며, ELB2는 도 3의 차량등2(41)의 각 R, Y, A, G 차량등 램프를 점등하는 전원(제어)선과 배선되며, ELB3은 도 3의 차량등3(42)의 각 R, Y, A, G 차량등 램프를 점등하는 전원(제어)선과 배선 및 도 3에서 생략된 보행등의 적색, 녹색 보행등과 배선된다.

ELB1, ELB2의 영상변류기는 R, Y, A, G 전원(제어)선과 공통 접지되는 C(COM)를 검지하여 누설전류를 검지하며, 기준을 초과(인체감전보호용 누설전류, 현재 30mA)할 경우 인입전원을 차단한다.

상기와 같은 경우, ELB1에 배선된 선로 중 일부에 누설전류가 발생할 경우 누전차단기가 작동하여 차량신호등주 30의 배면등 차량등1의 모든 차량등 램프가 소등하게 된다.

기존의 경우 상기와 같은 누설전류가 발생할 경우 모든 교차로내 신호등, 보행등 램프가 소등 되었지만, 본 고안에 의하면 차량등1만 소등되고 나머지 차량등2, 3은 정상 점등하여 교통흐름에 심각한 지장을 초래하지는 않는다.

도 1의 ELB3은 보행등 DW(적색등, DON'T WALK), W(녹색등, WALK) 및 보행등 공통접지선 C(COM)와 차량등 전원(제어)선 및 차량등 공통접지선 C(COM)를 공통으로 ELB3 내의 영상변류기를 통과하여 검지하는 것으로 상대적으로 교통사고의 위험이 적은 보행등은 복수의 구성을 하지 않는다.

그러나 도 3과 같은 구조의 DW(DON'T WALK)는 ELB2의 차량등 전원(제어)선, 차량등 공통접지선, 보행등 전원(제어)선 DW(DON'T WALK), 보행등 DW(DON'T WALK) 접지선 C(COM)를 공통으로 영상변류기에서 검지하며, 같은 방법으로 W(WALK)는 ELB3의 차량등 전원(제어)선, 차량등 공통접지선, 보행등 전원(제어)선 W(WALK), 보행등 W(WALK) 접지선 C(COM)를 공통으로 영상변류기에서 검지하는 구조의 일 실시 예이다.

상기와 같은 경우 ELB2만 작동할 경우, 차량등2와 네거리 교차로 중 일부 한 횡단보도(차량신호등주 31 밑)내의 적색(DW) 보행등만 소등되고 녹색(W) 보행등은 정상 점등하여 램프 단선과 유사한 효과를 기대할 수 있다.

누설전류의 발생으로 전원부내 누전차단자동복구 누전차단기와 누전차단기(31)의 일부 누전차단기가 동시에 작동하여도 전원부의 누전차단자동복구 누전차단기가 자동 복구되어 교차로내 모든 차량등, 보행등이 소등되는 것을 방지한다.

상기 설명은 등기구동부(LSU) 1개에 대하여 설명하는 것으로 도 3에서처럼차량이 화살표 방향으로 진입할 때 차량등 및 보행등(생략)을 제어하는 것을 말하는 것이며, 이것이 네거리 교차로 일 경우 상기와 같은 등기구동부(LSU)가 최소 4개, 누전차단기 12개가 더 구성되며, 오거리일 경우 상기와 같은 등기구동부(LSU) 및 누전차단기 단위 구성이 5개(LSU 5개, 누전차단기 15개)가 필요하다.

상기와 같이 본 고안은 누설전류의 발생으로 일부 차량등이 소등될 경우에도 보조등이 정상 점등되어 모든 교차로 신호등의 소등을 막는 것을 특징으로, 선 출원된 교통신호등 분전반이 도로상에 지주를 세워 도로를 점유하지 않아도 되며, 핸드홀 내에 설치될 경우에는 습기 등에 의한 오작동이 없으며, 교통신호등 내에 설치되어 핸드홀보다 유지보수가 편리하며, 보호전로가 핸드홀 이후에서 램프까지가 아닌 모든 전로가 보호되는 것을 특징으로 하는 누전차단 교통신호등이다.

일 실시 예로, 교통신호제어기내 전원부의 누전차단자동복구 누전차단기는 인입 교류전원의 입력과 출력의 상대차를 검지하여 기준치 이상의 누설전류발생시 시한작동계전기로 구성된 구동부를 작동시켜 인입전원을 차단 및 일정시간(시한작동계전기 입력 값) 경과 후 다시 접점을 ON시켜 전원을 재투입하며, 제어부의 카운터에 의하여 일정시간(관리자 입력 카운터 값) 초과 전에 다시 누설전류량이 기준을 초과할 경우 구동부를 통해 전원을 OFF 후 상기 과정을 일정시간(관리자 입력값) 동안 재시도하여도 지속적으로 누설전류가 발생하면 인입전원을 완전히 OFF하여 관리자가 수동으로 재복구하지 않는 이상 전원이 재투입되지 않는다.

그리고 등기구동부(LSU)의 제어단자대 배선 R(RED), Y(YELLOW), A(ARROW), G(GREEN), C(COM)는 공통으로 세 개의 누전차단기에 공통 배선된 후 각 누전차단기가 영상변류기로 공통 검지하여 기준초과 누설전류 발생시 전원을 차단하는 구성으로 되어 있으며, 세 개의 차량등 램프에 각각 배선되어 누전차단기 이후 일부 한 선로에 누설전류가 발생되어도 해당하는 누전차단기의 차량등만 소등되고 나머지 차량등은 정상 점등되는 것을 특징으로 한다.

일 실시 예로, 상기 전원부의 누전차단자동복구 누전차단기는 전원공급부, 영상변류기, 증폭부, 제어부, 구동부로 구성되며 전원공급부는 교류를 직류로 바꾸어 제어부, 구동부 등에 작동 전원을 공급하며, 인입 교류전원의 입력과 출력의 상대차를 검지하는 영상변류기의 검지에 의해 누설전류를 검지하여 증폭부를 통해 증폭하여 마이크로프로세서로 구성된 제어부로 전송하여 누설전류 발생 및 구동부 작동판단을 하며, 기준치 이상의 누설전류발생시 시한작동 계전기로 구성된 구동부로 제어신호를 보내 시한작동 계전기를 구동시켜 인입전원을 차단하며, 시한작동 계전기는 인입전원 차단 후 일정시간(관리자 입력 값) 경과 후 다시 접점을 ON시켜 전원을 재투입하며, 제어부의 카운터에 의하여 일정시간(관리자 입력 카운터 값) 초과 전에 다시 누설전류량이 기존을 초과할 경우 구동부에 교통신호등 램프 인입전원을 OFF 후 상기 과정을 일정시간(관리자 입력값) 동안 3회 재시도하여도 지속적으로 누설전류가 발생하면 인입 전원을 완전히 OFF하여 관리자가 수동으로 재복구하지 않는 이상 전원이 재투입되지 않는다.

등기구동부(LSU)의 제어단자대 배선 R(RED), Y(YELLOW), A(ARROW), G(GREEN), C(COM)는 공통으로 세 개의 누전차단기로 공통 배선되며, 각 누전차단기 중 2개는 차량등 2개에 각각 배선되어 공통으로 영상변류기를 통해 검지 및 누설전류 발생시 전원을 차단하며, 나머지 누전차단기는 차량등 및 보행등 전원(제어)선과 공통으로 영상변류기를 통해 검지하여 나머지 차량등 및 보행등에 배선되어, 누전차단기 이후 일부 한 선로에 누설전류가 발생되어도 해당하는 누전차단기의 차량등(일부 보행등)만 소등되고 나머지 차량등, 보행등은 정상 점등되는 것을 특징으로 한다.

또한, 도 2와 같이 보행등의 적색등 전원(제어)선 및 접지선, 녹색등 전원(제어)선 및 접지선은 각기 다른 누전차단기의 영상변류기를 통과해 전원차단 되는 것을 특징으로 하는 누전차단 교통신호제어기

상기와 같이 본 고안은 누설전류의 발생으로 일부 차량등이 소등될 경우에도 다른 차량보조등이 정상 점등되어 모든 교차로 신호등의 소등을 막는 것을 특징으로, 선 출원된 교통신호등 분전반이 도로상에 지주를 세워 도로를 점유하지 않아도 되며, 핸드홀 내에 설치될 경우 습기 등에 의한 오작동이 없으며, 교통신호등 내에 설치되어 핸드홀 보다 유지보수가 편리하며, 보호전로가 핸드홀 이후에서 램프까지가 아닌 모든 전로가 보호되는 것을 특징으로 하는 누전차단 교통신호등

Claims (3)

1. 누전차단 교통신호제어기내 전원부의 누전차단자동복구 누전차단기는 인입 교류전원의 입력과 출력의 상대차를 검지하여 기준치 이상의 누설전류발생시 시한작동 계전기로 구성된 구동부를 작동시켜 인입전원을 차단 및 일정시간(시한작동계전기 입력값) 경과 후 다시 접점을 ON시켜 전원을 재투입하며, 제어부의 카운터에 의하여 일정시간(관리자 입력 카운터 값) 초과 전에 다시 누설전류량이 기준을 초과할 경우 구동부를 통해 전원을 OFF한 후 상기 과정을 일정시간(관리자 입력값) 동안 재시도하여도 지속적으로 누설전류가 발생하면 인입전원을 완전히 OFF하여 관리자가 수동으로 재복구하지 않는 이상 전원이 재투입되지 않으며, 등기구동부의 제어단자대 배선 R(RED), Y(YELLOW), A(ARROW), G(GREEN), C(COM)는 공통으로 세 개의 누전차단기로 공통 배선된 후 각 누전차단기가 영상변류기로 검지하여 기준초과 누설전류 발생시 전원을 차단하는 구성으로 각 세 개의 차량등 램프에 각각 배선되어 누전차단기 이후 일부 한 선로에 누설전류가 발생되어도 해당하는 누전차단기의 차량등만 소등되고 나머지 차량등은 정상 점등되는 것을 특징으로 하는 누전차단 교통신호제어기
2. 제 1 항에 있어서, 전원부의 누전차단자동복구 누전차단기는 전원공급부, 영상변류기, 증폭부, 제어부, 구동부로 구성되며 전원공급부는 교류를 직류로 바꾸어 제어부, 구동부 등에 작동 전원을 공급하며, 인입 교류전원의 입력과 출력의 상대차를 검지하는 영상변류기의 검지에 의해 누설전류를 검지하여 증폭부를 통해 증폭하여 마이크로프로세서로 구성된 제어부로 전송하여 누설전류 발생 및 구동부 작동판단을 하며, 기준치 이상의 누설전류발생시 시한작동 계전기로 구성된 구동부로 제어신호를 보내 시한작동 계전기를 구동시켜 인입전원을 차단하며, 시한작동 계전기는 인입전원 차단 후 일정시간(관리자 입력 값) 경과 후 다시 접점을 ON시켜 전원을 재투입 하며, 제어부의 카운터에 의하여 일정시간(관리자 입력 카운터 값) 초과 전에 다시 누설전류량이 기준을 초과할 경우 구동부에 교통신호등 램프 인입전원을 OFF 후 상기 과정을 일정시간(관리자 입력값) 동안 3회 재시도하여도 지속적으로 누설전류가 발생하면 인입전원을 완전히 OFF하여 관리자가 수동으로 재복구하지 않는 이상 전원이 재투입되지 않으며, 등기구동부의 제어단자대 배선 R(RED), Y(YELLOW), A(ARROW), G(GREEN), C(COM)는 공통으로 세 개의 누전차단기로 공통 배선되며, 각 누전차단기 중 2개는 차량등 2개에 각각 배선되어 공통으로 영상변류기를 통해 검지 및 누설전류 발생시 전원을 차단하며, 나머지 누전차단기는 차량등 및 보행등 전원(제어)선과 공통으로 영상변류기를 통해 검지하여 나머지 차량등 및 보행등에 배선되어, 누전차단기 이후 일부 한 선로에 누설전류가 발생되어도 해당하는 누전차단기의 차량등, 보행등만 소등되고 나머지 차량등, 보행등은 정상 점등되는 것을 특징으로 하는 누전차단 교통신호 제어기
3. 제 1 항에 있어서, 보행등의 적색등 전원(제어)선 및 접지선, 녹색등 전원(제어)선 및 접지선은 각기 다른 누전차단기의 영상변류기를 통과해 전원차단 되는것을 특징으로 하는 누전차단 교통신호제어기