KR200411835Y1

KR200411835Y1 - 감전보호기의 회로

Info

Publication number: KR200411835Y1
Application number: KR2020060000128U
Authority: KR
Inventors: 황갑우
Original assignee: 황갑우
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2005-12-30
Publication date: 2006-03-17

Abstract

본 고안은 감전보호기의 회로에 관한 것으로, 릴레이의 A 접점을 이용하여 전원의 투입이 있어야 입출력이 연결되고 전원이 입력되지 않거나 결상이 생기면 입력과 출력이 차단되게 하며, 누전된 상태에서 전원이 투입되어도 빠른 시간(0.03초 이내)에 입력과 출력을 차단 시켜 어떠한 상황에서도 누전 시 빠른 차단을 행할 수 있는 회로를 고안 한 것이다.

또한 복귀는 누전 원인 제거 후 입력 전원이 꺼졌다 다시 투입되면 자동 복귀 되게 하여 수동으로 복귀 시키는 불편함을 해소하였다.

감전보호, 누전, 차단, 자동복귀

Description

감전보호기의 회로{Earth leakage Detector controller }

도1은 본 고안의 회로도.

본 고안은 감전보호기의 회로에 관한 것으로 주로 가로등의 감전보호기용 회로로 사용되는 것이지만 반드시 가로등에만 국한되는 것은 아니며 누전차단기 및 감전보호기 전반에 걸쳐 적용되는 특징을 가진다.

통상의 누전차단기는 수동으로 전원을 투입하고 누전되었을 때 다시 수동으로 복귀시키는 것이 일반적이다. 특히 수동으로 전원이 투입되기 때문에 입력 전원의 결상이 생겨도 입출력이 연결되어 있는 형태이다. 따라서 어떠한 원인에 의해서 결상이 생기고 중성선이 아닌 충전된 상전선(Live-Line)이 연결되어 있다면 누전이 되어도 차단기가 동작되지 않는 위험성이 있다.

또한 근래에 시판되고 있는 가로등용 감전보호기 역시 릴레이의 B 접점을 사용하여 결상 시 입력과 출력이 연결되어 있는 회로를 구성하고 있어 결상 시 누전이 되어도 입출력이 되지 않는다.

그리고 기존에 시판되고 있는 상기 감전보호기 회로의 또 다른 문제점은 누 전된 상태에서 전원이 투입되면 제어 전원이 안정된 후 릴레이가 동작하므로 빠른 시간(0.03초) 내에 동작하지 못하는 단점이 있다.

따라서 본 고안은 상술한 종래 감전보호기의 문제점들을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전원의 투입이 있어야 입출력이 연결되고 전원이 입력되지 않거나 결상이 생기면 입력과 출력이 차단되게 하며, 누전된 상태에서 전원이 투입될 때 빠른 시간(0.03초 이내) 안에 입력과 출력을 차단시키고, 복귀는 누전 원인 제거 후 입력 전원이 꺼졌다 다시 투입되면 자동 복귀되게 하여 수동으로 복귀 시키는 불편함을 해소할 수 있는 감전보호기의 회로를 제공한다.

이를 위한 본 고안은, 입력과 출력을 연결시키고 차단하는 릴레이(RY1)의 A접점을 이용하며 릴레이(RY1)와 D5에서 D7으로 구성되어 릴레이를 빠르게 off 시키는 브릿지 다이오드회로와; R7, C2, Q1으로 구성되어 초기 전원 투입 시 릴레이(RY1)를 지연 동작시키는 한시(閑時) 동작회로와; CT와 누전차단용 전용IC(IC1) 및 주변 부품으로 구성된 누전 검출 회로와; 입력과 출력이 연결되었는지 차단되었는지를 확인하는 릴레이(RY1)의 B접점, D1, R5, LED2로 구성된 출력차단표시램프회로와; D2, R4, LED1 으로 구성된 출력동작표시램프회로와; R6, SW2로 구성되어 회로를 시험할 수 있는 시험회로와; 제어전원을 제거하여 초기에 전원이 입력되지 않는 환경과 동일한 조건을 만들어 제어 회로의 초기화를 위한 D3, R3, C1, SW1 으로 구성된 복귀회로와; 릴레이(RY1)의 A 접점으로 동작시키기 위하여 통상의 회로에 Q2가 추가된 반전동작회로로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 구성과 작용을 첨부한 도면을 근거로 설명한다.

먼저 본 고안은, 다음과 같은 특징을 가진다.

전원이 들어오면 릴레이(RY1)를 동작시키고 동작된 릴레이(RY1)의 A 접점을 이용하여 입력 전원과 출력을 연결한다.

- 입력 전원 결상 시 입력과 출력을 차단시키기 위함.

다음, 입력과 출력이 연결된 후 누전을 검출하며 누전이 확인되면 릴레이(RY1)의 동작을 멈추게 하고 입력과 출력을 차단하게 한다.

- 정상 적인 누전 검출을 하기 위함.

다음, 이후 누전 원인을 제거하여도 릴레이(RY1)는 다시 동작하지 않으며, 전원을 제거한 후 전원이 다시 투입될 때 릴레이(RY1)를 동작 시킨다.

- 안전 복귀를 위함.

다음, 누전된 상태에서 전원이 다시 투입되면 빠른 시간(0.03초 이내) 내에 입력과 출력을 차단시킨다.

- 초기 전원 투입 시에도 정상 상태의 누전 차단과 같은 동작 시간.

다음, 수동 복귀 및 시험 보턴 추가

- 수시로 동작 상태 이상 여부 확인 위함.

이어서 본 고안의 작용을 살핀다.

본 고안의 회로는 누설 전류 검출용 CT, 입력과 출력을 연결 시켜주는 릴레이(RY1), 릴레이(RY1)의 빠른 OFF 시간을 얻기 위한 브릿지 다이오드회로 , 누전차 단기 전용 IC(IC1), 시험복귀버튼(SW1, SW2), 표시램프(LED1, LED2) 및 주변 부품들로 이루어져 있다.

먼저, 누설전류 검출용 CT는 영상 변류기라고도 하며 CT 1차 측에 대하여 2차 측의 권수비에 반비례한 전류가 흐르도록 하는 장치다.

다음, 입출력을 연결하는 릴레이(RY1)의 A 접점을 이용하여 입력전원과 출력을 연결하기 때문에 입력 결상이 되면 제어회로에 전원이 차단되고 릴레이(RY1)를 동작시킬 수 없기 때문에 입력과 출력이 차단된다.

다음, 브릿지 다이오드 회로로서 직류 코일 릴레이(RY1)를 사용하면 제어부에서 OFF 명령을 주어도 릴레이(RY1) 코일의 잔류 여자전류가 존재하기 때문에 접점이 빨리 떨어지지 않는다. 따라서 본 고안의 브릿지 다이오드 회로를 사용하여 교류 코일 릴레이(RY1)를 적용시킨 회로이다.

다음, 누전차단기용 전용 IC(IC1)는 오동작으로부터 검증된 누전 차단기용 전용 IC이며, 시험복귀버튼(SW1, SW2)은 회로 동작상태 이상 유무를 확인하기 위한 버튼이고, 표시램프(LED1, LED2)는 입출력이 연결 되었는가 아닌가를 확인하는 램프이다.

한편, 본 고안의 회로는 R1～ R7 : 저항, C1～ C3 : 콘덴서, D1～ D7 : 다이오드, RY1 : 릴레이, LED1, LED2 : 표시 램프, SW1, SW2 : 시험복귀버튼, IC1 : 누전차단기 전용 IC, Q1 : SCR, Q2 : 트랜지스터로 구성된다.

본 고안의 누설전류 검출부는, 전류 검출용 CT가 릴레이(RY1) 접점 앞단이나 뒷단에 있어도 상관없으나 이 회로에서는 릴레이(RY1) 접점 앞으로 표시되어 있다. CT의 2차 측 전류는 R1이 부하가 되어 전압으로 변환된다.

다음, 누전차단기용 전용 IC는 CT에 의해 전류가 변환된 전압은 IC1의 1번 핀과 2번 핀에 입력되고 그 전압이 IC1 내부의 비교전압보다 높으면 7번 핀에서 "High"레벨이 출력된다.

다음, 릴레이(RY1) 동작용 회로를 살피면 IC1에서 출력된 신호는 Q2를 on 시키고 Q2는 Q1을 off 시킨다. 결국 릴레이(RY1)가 off 되어 입력과 출력이 차단된다.

다음, 복귀 버튼 접점이 제어전원를 제거하게 되어 있다. 제어 전원을 제거하면 IC1의 출력이 제거되고 Q1의 SCR은 다시 on 된다. Q1이 on 되면 Q2가 off 되고 릴레이(RY1)가 다시 on 되어 복귀되는 것이다.

다음, LED1은 출력단에 연결되어 있기 때문에 입력과 출력이 연결되면 점등된다. LED2는 릴레이(RY1)의 B접점을 이용하여 입력단에 연결되어 있기 때문에 릴레이(RY1)가 off 되면 점등된다.

시험 버튼(SW2)이 R6을 거쳐서 입력과 출력의 다른 극성에 연결되어 있기 때문에 버튼(SW2)을 동작시키면 CT 1차 측에 전류가 흐른다. 이는 누설전류가 흐른 것과 동일한 상황이 되는 것이다.

이를 다시 설명하면, 1) 초기에 전원이 투입 2) 릴레이는 off 된 상태이다. 3) 제어전원이 C1에 서서히 충전된다. 4) 제어전원이 C1에 충분히 충전되어도 C2의 용량이 충분히 크고 R7의 저항 값이 크기 때문에 C2의 전압이 Q1을 on 시키는데 어느 정도의 시간이 걸린다. 5) 어느 정도의 시간이 흘러 C2의 전압이 충분히 충전되 어 Q1이 동작하면 릴레이(RY1)가 on 되고 입력과 출력이 연결된다. 6) 입출력이 연결되면 누설전류를 검출하여 IC1에 전달한다. 7) IC1의 제어전원은 이미 충분히 충전되어 있으므로 빠른 시간에 트립 여부를 판단하여 Q2에 명령을 주고 그 명령은 최종적으로 릴레이(RY1)에 입출력을 차단하라는 명령을 전달한다.

상기와 같이 전원이 투입되고 제어전원이 안정화되어 릴레이(RY1)가 동작하는 시간은 약 0.1초 정도이며 릴레이(RY1)가 동작하여 누전을 검출하고 차단하는 시간은 0.03초 이내이다. 결국 어떠한 상황에서도 누전된 상태에서는 입력과 출력이 연결된 시간은 0.03초를 넘지 않는다.

본 고안은 기존의 누전 차단기나 릴레이를 이용한 감전보호기의 단점을 보완하여 입력 전원의 결상에도 안전하게 보호되며, 어떠한 조건에서도 누전 시 0.03초 이내에 출력을 차단시켜 감전이나 누전으로 인한 화재 등에 안전하게 보호 받을 수 있다.

Claims

입력과 출력을 연결시키고 차단하는 릴레이(RY1)의 A접점을 이용하며 릴레이(RY1)와 D5에서 D7으로 구성되어 릴레이를 빠르게 off 시키는 브릿지 다이오드회로와; R7, C2, Q1으로 구성되어 초기 전원 투입 시 릴레이(RY1)를 지연 동작시키는 한시(閑時) 동작회로와; CT와 누전차단용 전용IC(IC1) 및 주변 부품으로 구성된 누전 검출 회로와; 입력과 출력이 연결되었는지 차단되었는지를 확인하는 릴레이(RY1)의 B접점, D1, R5, LED2로 구성된 출력차단표시램프회로와; D2, R4, LED1 으로 구성된 출력동작표시램프회로와; R6, SW2로 구성되어 회로를 시험할 수 있는 시험회로와; 제어전원을 제거하여 초기에 전원이 입력되지 않는 환경과 동일한 조건을 만들어 제어 회로의 초기화를 위한 D3, R3, C1, SW1 으로 구성된 복귀회로와; 릴레이(RY1)의 A 접점으로 동작시키기 위하여 통상의 회로에 Q2가 추가된 반전동작회로로 구성된 것을 특징으로 하는 감전보호기의 회로.