KR200366891Y1 - 교통신호등 분전반 - Google Patents

Abstract

교통신호제어기에서 인출되는 전원(제어)선과 공통접지선을 인입 받아 전원(제어)선과 동일한 개수의 1선로 2선식으로 공통접지선을 균등 분할하는 공통접지 균등분할 단자대, 각 선로마다 인체감전보호용 누전차단기를 거쳐 교통신호등 램프에 전원 공급하는 것을 특징으로 하는 교통신호등 분전반

Description

교통신호등 분전반{Traffic signals panel}

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

상기 방법은 누전, 낙뢰사고 발생시 신호등 주변에 인체 감전 사고를 쉽게 유발할 수 있으며, 기존의 교통신호제어기 내부에 누전차단기가 설치되어 있으나,교통신호 제어기 자체의 보호를 위한 것으로 신호등 등주나 선로상의 누전에 의한 보호를 목적으로 시설되어 있지 않거나, 교통신호제어기 및 선로상의 모든 보호전로로 구성될 경우 일부 선로상의 누전 또는 상시누설전류 등에 의해 누전차단기가 작동할 경우 교차로내 모든 교통신호등이 소등되는 문제가 발생해 교통흐름에 막대한 지장을 초래하는 문제점이 있어 왔다.

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.

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

기존에 설치된 교통신호제어기의 100％ 재활용이 가능하며, 교통신호제어기에서 교통신호등 분전반까지는 기존의 공통접지 방식을 유지하며, 교통신호등 분전반에서 교통신호등 램프까지는 1선로 2선식으로 배선되어 각 선로마다 인체감전보호용 누전차단기를 독립 설치하여 누설전류에 의한 인체감전사고의 대부분을 차지하는 램프에서 신호등주 및 교통신호등 분전반까지는 인체감전보호용 누전차단기의 보호전로에 속하며, 상기 인체감전보호용 누전차단기와 교통신호제어기 내부의 누전차단기간에 직렬로 배선된 누전보호 구조를 갖는다.

기존에 설치된 교통신호제어기 및 향후 설치되는 교통신호제어기와 별도로 설치되는 것으로 고장 범위의 축소 및 고장 지점의 손쉬운 확인, 유지점검 보수가 편리한 것을 특징으로 하는 것을 기술적 과제로 한다.

도 1은 교통신호등 분전반 블록도

도 2는 고통신호등 분전반 배선도

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

10 : 교통신호등 분전반 20 : 공통접지 균등분할 단자대

21 : 분전반 단자대 22 : 교통신호등 분전반 지주

30 : 보행등 31 : 차량 보조등

40 : 차량등(배면등) 50 : 차량등 및 차량보조등

60 : LSU(Load Switch Unit) 70 : 신호등주 및 보행등주

80 : 누전차단기 90 : 교통신호제어기

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 기존의 교통신호제어기를 그대로 활용하여 교통신호제어기에서 교통신호등 분전반까지는 공통접지방식의 기존공법으로 시공되며, 교통신호등 분전반에서 차량신호등 및 보행등 램프까지는 1선로 2선식으로 배선하되 인체감전보호용 누전차단기를 통하여 보호전로가 구성되게끔 상호 정합(JOINT)시키는 교통신호등 분전반에 관한 것으로 도면을 통하여 이하 상세히 설명한다.

도 1은 교통신호등 분전반 블럭도를 나타낸 것으로, 교통신호제어기의 LSU(Load Switch Unit)를 통해 제어단자대의 R(RED), Y(YELLOW), A(ARROW), G(GREEN), DW(DON'T WALK), W(WALK), C(COM)를 통하여 교통신호등 램프에 전원을 공급하는 것을 나타낸 것으로 교통신호제어기에서 교통신호등 분전반까지의 배선 및 시공은 기존의 배선 방법대로 시공되어 교통신호등 분전반에 인입된다.

본 고안의 교통신호등 분전반은 공통 접지되는 접지선을 공통접지 균등분할단자대를 통하여 분할하여 교통신호등 각 램프에 전원선 및 접지선(1선로 2선식)으로 배선되게 분할 배선되며, 각 선로당 인체감전보호용 누전차단기를 거쳐 각 램프에 배선되어 점등되는 구성이다.

본 고안은 교통신호등 분전반에서 공통접지 방식의 배선과 1선로 2선식 배선과의 정합구성 및 인체감전보호 누전차단기의 보호전로에 있는 것을 핵심 구성으로 한다.

이하 상세히 설명하면, 전원(제어)선 R(RED), Y(YELLOW), A(ARROW), G(GREEN), DW(DON'T WALK), W(WALK) 및 공통접지 C(COM)로 구성되어 교통신호제어기를 통해 나온 배선은 교통신호등에 배선되기 위하여 본 고안의 교통신호등 분전반에 인입된다. 공통접지 C(COM)는 교통신호등 분전반에 인입되어, C(COM)는 제어선 R(RED), Y(YELLOW), A(ARROW), G(GREEN), DW(DON'T WALK), W(WALK)와 공통접지 균등분할 단자대에서 균등 분할되어 1선로 2선식으로 구성되어 인체감전보호용 누전차단기로 인입된 후 각 교통신호등 램프로 배선된다.

일 실시 예로 공통접지 C(COM)는 교통신호제어기에서 R(RED), Y(YELLOW), A(ARROW), G(GREEN)와 공통으로 1선 DW(DON'T WALK), W(WALK)와 공통으로 1선으로 총 2선이 나올 경우(R(RED), Y(YELLOW), A(ARROW), G(GREEN), C(COM), DW(DON'T WALK), W(WALK), C(COM)) 역시 각 제어선(전원선)과 균등 분할하여 1선로 2선식으로 배선된다.

일 실시 예로 교통신호등 분전반의 외함은 방우, 방습형 구조로 핸드홀에 매입되어 우천시에도 안전하게 작동되는 것이 가능한 구조로 구성될 수 있음은 당업자로 하여금 보편적인 공지의 사실로 변형이 가능하며, 공통접지 방식과 1선로 2선식의 정합 및 인체감전보호용 누전차단기의 조합이라는 본 고안의 요지를 흐리지는 못할 것이다.

일 실시 예로 본 고안의 교통신호등 분전반은 도 2와 같이 지면에 지주식으로 세워져 우천시에도 침수되지 않게끔 구성되며, 핸드홀이 필요 없게 되어 기존에 핸드홀에 설치시 선로간 접속점이 침수로 인해 누설전류가 발생하거나 고장의 원인이 되는 문제점이 없어지며, 인입전원은 분전반 단자대에서 공통접지 균등분할 단자대 또는 타교통신호등으로 전원인입을 위해 공통 배선될 경우 분전반 단자대에서 손쉽게 분기되는 구성이다.

교통신호제어기에 누전차단기가 설치되어 선로상의 모든 전로에 대한 보호회로를 구성할 경우, 선로상에 누설전류가 발생할 경우 교통신호제어기 내부의 누전차단기가 작동하여 모든 교통신호등 램프가 소등하여 교통흐름에 큰 지장을 초래하였으며, 누설전류가 발생한 부분이 어디인지를 찾기가 쉽지 않으며, 고장원인을 제거하지 않아 지속적으로 누설전류가 발생할 수 있는 상황하에서 교통신호제어기의 누전차단기를 다시 작동시켜도 누설전류가 다시 발생하여 누전차단기는 다시 작동하게 된다.

그러나 상기 고안의 교통신호등 분전반을 기존의 핸드홀 위치(교통신호제어기와 신호등 램프사이)에 설치할 경우, 누설전류 발생지점이 교통신호등 분전반에서 교통신호등 램프와의 사이에 발생할 경우, 교통신호등 분전반내의 인체감전보호용 누전차단기 또는 교통신호제어기 내부의 누전차단기(인체감전보호용 누전차단기와 동일한 사양) 중 1개 또는 2개가 동시에 작동하게 된다.

일 실시 예 첫 번째로, 교통신호등 분전반내의 인체감전보호용 누전차단기 1개만 작동되어 전원 차단될 경우, 해당하는 차량 신호등 또는 보행등 램프 한개만 소등되고 나머지는 정상작동하게 된다.

일 실시 두 번째로, 교통신호제어기와 교통신호등 분전반 내의 2개 누전차단기가 동시에 작동될 경우, 관리자는 교통신호제어기내의 누전차단기를 재 작동시키게 되며, 이때 누설전류가 발생하는 신호등 램프 한 개의 선로에 해당하는 인체감전보호용 누전차단기만 OFF 되어 있으므로 고장선로 구간의 램프 한개 만을 제외하고 모든 신호등이 정상 작동한다.

관리자는 상기 과정을 통해 누설선로를 쉽게 파악하게 되며, 누설전류가 발생한 선로(램프)만 소등되고 나머지는 정상 점등하여 고장의 신속한 복구 및 고장 범위를 최소화 할 수 있게 된다.

일 실시 세 번째 예로, 교통신호제어기 내부의 누전차단기 1개만 작동될 경우, 관리자가 현장에서 수동으로 누전차단기를 재 작동시킬 경우 누전원인을 해결하지 못한 경우에 해당하므로 상기 첫 번째 또는 두 번째의 과정을 거쳐 고장 범위의 최소화, 신속한 복구, 고장선로를 신속히 파악하게 된다.

일 실시 네 번째 예로, 교통신호제어기내의 누전차단기 자동복구장치 또는 누전차단기가 작동 후 일정시간 경과 후 자동으로 전원이 재투입되는 구성의 교통신호제어기로 구성하여 관리자가 현장에 도착하여 누전차단기를 재작동하는 번거로움이 없어지며, 교통신호제어기의 누전차단기가 재 작동되며 누설전류가 발생하는고장선로(1개 교통신호등 램프)만으로 고장 범위가 자동으로 축소된다.

상기 예와 같은 경우 관리자의 수 조작 없이 자동으로 수행되어 단순히 램프의 단선고장과 같은 결과를 초래한다.

단지 램프의 단선일 경우 램프만 교체하면 되지만 이 경우 누전보수 공사라는 차이점만 있을 뿐이다.

일 실시 다섯 번째 예로, 차량신호등의 경우 일반적으로 네거리 교차로의 경우 빨강, 주황, 좌회전, 녹색 신호등으로 등기구가 구성되어 상기 등기구는 보조등으로 한개 더 구성(램프 단선등에 대비 도 2의 차량등 및 차량등 보조등(50))하며, 배면등으로 한개 더 구성하여 총 3개의 등기구가 보편적으로 설치된다.

본 교통신호등 분전반의 경우 상기의 경우 각각의 등기구 램프당 한 개씩 인체감전보호용 누전차단기를 거쳐 나가게(교통신호등 분전반 내 공통접지 균등분할 단자대 3개설치)할 경우 각각 별도의 선로에 각각의 인체감전보호용 누전차단기의 보호전로에 보호를 받아 한개 선로의 누전으로 인체감전보호용 누전차단기가 작동되어 전원이 차단될 경우 해당 등기구 한 개의 램프만 소등되고 보조등이나 배면등 각각의 램프는 정상 점등상태를 유지할 수 있어 누전으로 인한 교통흐름에 심각한 지장을 초래하지 않는다.

기존의 경우 1개 선로에 누전이 발생하여도 모든 교통신호등이 소등되는 것과 달리 해당 선로의 1개 램프만 소등되고 보조등 배면등의 해당 지시등 램프는 정상 점등되어 교통흐름에 지장을 초래하지 않는다.

누전의 주요 발생 원인으로 등주 내에서 전선피복의 훼손, 접속점 테이핑 부분의 탈피, 램프 및 등기구 절연파괴, 핸드홀 내에서 전선간 접속점 절연불량, 침수 등이 주요 원인으로 지하에 매설된 선로에 비해 교통신호등 램프에서 핸드홀 분기 접속점 까지가 누설전류 발생의 대부분을 차지한다.

교통신호등 분전반에서 교통신호등 램프까지의 일부 구간의 누설전류 발생에 따라 교차로내 모든 교통신호등 램프가 소등되는 문제에서 누설전류가 발생한 선로로 한정하여 고장의 범위를 최소화 할 수 있으며, 고장의 신속한 복구가 가능한 것을 특징으로 기존의 교통신호제어기를 그대로 활용 할 수 있는 것을 특징으로 한 교통신호등 분전반이다.

교통신호제어기에서 인출되는 전원(제어)선과 공통접지선을 인입 받아 전원(제어)선과 동일한 개수의 1선로 2선식으로 공통접지선을 균등 분할하는 공통접지 균등분할 단자대를 통하여 각 선로마다 인체감전보호용 누전차단기를 거쳐 교통신호등 램프에 전원 공급하는 것을 특징으로 교통신호제어기는 누전차단기 자동복구장치로 구성되어, 누설전류에 의해 누전차단기 작동으로 전원 OFF 되어도 일정시간 경과 후 자동으로 전원이 재투입되어 교통신호등 분전반 이후의 누설전류가 발생한 선로에 인체감전보호용 누전차단기 이후로 고장범위를 최소화하며, 교통신호제어기는 교통신호 보호기로 구성되어, 낙뢰 및 누설전류 등에 의해 교통신호 보호기 작동으로 전원 OFF 되어도 일정시간 경과 후 자동으로 전원이 재투입되어 교통신호등 분전반 이후의 누설전류가 발생한 선로에 인체감전보호용 누전차단기 이후로 고장범위를 최소화하며, 인체감전보호용 누전차단기, 분전반 단자대, 공통접지 균등분할 단자대는 하나의 방우 방습형 케이스에 봉합되며, 케이스는 방수 본체와 덮개의구성품으로 구성되며, POLYCARBONITE를 주재료로 사출 방법으로 성형한다. 구성품은 나사에 의해 상호 결합되고 구성품 사이에 SILICON RUBBER로 몰딩 성형된 PACKING을 본체 홈에 삽입하고 나사로 고정하여 방수처리 한다.

CABLE 인출입구의 방수는 본체에 형성된 케이블을 관통시키고 케이블과 본체 사이의 틈으로 침투하는 물을 방수하기 위하여 SILICON PACKING을 이용한다.

PACKING 조립 방법은 CABLE 외피 외경에 맞는 PACKING을 선정하여 케이블의 외피에 삽입한 후 본체 케이블 인출입구에 밀어 끼우고 HOLE 마개를 나사식으로 돌려조이면 고무 PACKING이 밀려들어가면서 틈을 막아 방수가 된다.

교통신호등 분전반은 지주위에 세워져 우천시에도 침수되는 것을 방지하는 구조로 전원선의 분기가 손쉽게 분전반 단자대를 통해 전원선을 분기하는 것으로 분전반 단자대는 케이블 접속점의 단자구조는 압착 단자를 사용하여 볼트 조임 방식으로 체결하는 구조로써 인입전원 케이블을 체결 나사에 체결하고 출력점 역시 인입점과 배선되어 체결 나사식으로 출력전원을 체결하는 구조로 인입전원을 분기할 경우 체결나사에 분기선을 공통으로 체결하는 일반적인 구성으로 전원선의 분기가 손쉬운 분전반 단자대를 더 구성하며, 인체감전보호용 누전차단기는 전원부, 검지부, 제어부, 구동부로 구성되어, 구동부는 계전기로 구성되어 교류 인입전원을 교통신호등 램프 점등전원 접점을 유지하며, 선로상의 누설전류 발생에 따라 제어부의 제어신호에 의해 접점을 OFF시키며, 전원부는 교류 인입전원을 정류, 평활회로 등을 거쳐 직류전원으로 전환하여 검지부, 제어부에 구동전원을 공급하며, 검지부는 영상변류기로 구성되어 누설전류를 검지 증폭하여 제어부에 전송하며, 제어부는 Micro Processor, 비교기, 카운터로 구성되어 누설전류량을 기준값과 비교기를 통하여 비교하여 기준 이상으로 초과할 경우 구동부에 교통신호등 램프 점등전원을 OFF 시키는 제어신호를 발생하며, 제어부의 카운터에 의하여 일정시간(관리자 입력 카운터 값) 경과 후 구동부에 교통신호등 램프점등 전원을 다시 ON 시키며, 일정시간(관리자 입력 카운터 값) 초과 전에 다시 누설전류량이 기준을 초과할 경우 구동부에 교통신호등 램프 점등전원 접점을 OFF 후 재복구하지 않는 것을 특징으로 하는 교통신호등 분전반

일부 선로에 누설전류의 발생으로 누전차단기가 작동할 경우 모든 교통신호등이 소등되는 기존의 문제점을 보완한 것으로 공통접지 방식과 1선로 2선식의 정합 및 개별 설치된 인체감전보호용 누전차단기를 거쳐 램프에 전원이 공급됨에 따라 인체감전 사고의 대부분을 차지하는 교통신호등 분전반(핸드홀)에서 램프까지의 선로구간에 누설전류의 발생시 이중의 인체감전보호 및 고장 범위의 최소화, 신속한 고장복구의 효과를 얻을 수 있다.

Claims (6)

1. 교통신호제어기에서 인출되는 전원(제어)선, 공통접지선, 분전반 단자대, 공통접지 균등분할 단자대, 인체감전보호용 누전차단기로 구성되어 전원(제어)선과 공통접지선을 분전반 단자대를 통해 인입받아 전원제어선과 동일한 개수로 공통접지선을 분할하는 균등분할 단자대를 통해 분할된 공통접지선과 전원선(제어선) 2선을 1선로로 구성되어 각 선로마다 인체감전보호용 누전차단기를 통해 교통신호등 램프에 전원 공급하는 것을 특징으로 하는 교통신호등 분전반
2. 제 1 항에 있어서, 교통신호제어기는 누전차단기 자동복구장치를 더 구비하여, 누설전류에 의해 누전차단기 작동으로 전원 OFF 되어도 일정시간 경과 후 자동으로 전원이 재투입되어 교통신호등 분전반 이후의 누설전류가 발생한 선로에 인체감전 보호용 누전차단기 이후로 고장범위를 최소화하는 것을 특징으로 하는 교통신호등 분전반
3. 제 1 항에 있어서, 교통신호제어기는 교통신호 보호기를 더 구비하여, 낙뢰 및 누설전류 등에 의해 교통신호 보호기 작동으로 전원 OFF 되어도 일정시간 경과 후 자동으로 전원이 재투입되어 교통신호등 분전반 이후의 누설전류가 발생한 선로에 인체감전보호용 누전차단기 이후로 고장범위를 최소화하는 것을 특징으로 하는 교통신호등 분전반
4. 제 1 항에 있어서, 인체감전보호용 누전차단기, 분전반 단자대, 공통접지 균등분할 단자대는 하나의 방우 방습형 케이스에 봉합되는 것을 특징으로 하는 교통신호등 분전반
5. 제 1 항에 있어서, 교통신호등 분전반은 지주위에 세워져 우천시에도 침수되는 것을 방지하는 구조로 전원선의 분기가 손쉽게 분전반 단자대를 통해 전원선을 분기하는 것을 특징으로 하는 교통신호등 분전반
6. 제 1 항에 있어서, 인체감전보호용 누전차단기는 전원부, 검지부, 제어부, 구동부로 구성되어, 구동부는 계전기로 구성되어 교류 인입전원을 교통신호등 램프 점등전원 접점을 유지하며, 선로상의 누설전류 발생에 따라 제어부의 제어신호에 의해 접점을 OFF 시키며, 전원부는 교류 인입전원을 정류, 평활회로 등을 거쳐 직류전원으로 전환하여 검지부, 제어부에 구동전원을 공급하며, 검지부는 영상변류기로 구성되어 누설전류를 검지 증폭하여 제어부에 전송하며, 제어부는 Micro Processor, 비교기, 카운터로 구성되어 누설전류량을 기준값과 비교기를 통하여 비교하여 기준 이상으로 초과할 경우 구동부에 교통신호등 램프 점등전원을 OFF 시키는 제어신호를 발생하며, 제어부의 카운터에 의하여 일정시간(관리자 입력 카운터 값) 경과 후 구동부에 교통신호등 램프 점등전원을 다시 ON 시키며, 일정시간(관리자 입력 카운터 값) 초과 전에 다시 누설전류량이 기준을 초과할 경우 구동부에 교통신호등 램프 점등전원 접점을 OFF 후 재 복구하지 않는 것을 특징으로 하는 교통신호등 분전반