KR20050092992A - 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기 - Google Patents

통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기 Download PDF

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Abstract

본 발명에서 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기를 개시한다.
본 발명에 따르면, 렛치형 트립 메카니즘을 갖는 누전 차단기의 개폐 솔레노이드 제어장치에 있어서, 누전차단기의 내부로 장착되어 1차측 전원라인의 영상전류를 검출하기 위한 영상변류기; 상기 영상변류기로부터 불평형 전류변화를 감지하고 이에 응답하여 누전차단기의 전원차단을 제어하기 위해 상기 개폐 솔레노이드를 동작시키는 트립코일; 상기 트립코일의 동작상태를 검출하여 이를 원격 전송하기 위한 신호로 변환하는 트립동작 감지부; 상기 1차측 전원라인의 차단 또는 서지전압 발생시 상기 트립코일로 트립제어신호를 전송하기 위한 스위칭부; 상기 1차측 전원라인의 전압을 고전압으로 변환하기 위한 고전압 발생부; 상기 고전압 발생부의 출력전압을 충전한 후, 시스템의 정전시에도 상기 스위칭부의 구동전압을 제공하기 위한 고전압 충전부; 상기 고전압 발생부의 입력측 전원의 차단을 감지하여 이를 원격으로 통지하기 위한 정전 감지부; 상기 고전압 발생부의 입력측 전원으로 유입되는 서지를 제거하기 위한 뇌서지 제거부 및 상기 트립동작 감지부와 정전 감지부를 포함하여 상기 스위칭부의 동작상태를 수신하여 소정의 프로토콜로 전송하기 위한 전송신호로 변환하는 통신제어부; 및 상기 통신제어부의 검출 정보를 원격으로 무선전송하기 위한 통신부로 구성된다.
상기의 구성에 따른 본 발명에서는 렛치형 누전 차단기의 메카니즘과 연동하여 트립동작시 지속적인 구동전류를 필요로 하지 않아 소비전력을 격감시키는 효과를 제공하며, 누전 차단기의 현재 상태를 통신망으로 제공하도록 하여 원격에서 현지의 전력상태를 감지할 수 있어 전력사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공한다.

Description

통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기{ELECTRIC LEAKAGE CIRCUIT BREAKER HAVING A COMMUNICATION FUCNTION}
본 발명은 누전 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 홈오토메이션 또는 홈네트워크에 적용할 수 있도록 외부와의 통신 및 외부로부터의 원격제어를 수행할 수 있는 통신기능을 갖는 전자식 누전차단기에 관한 것이다.
일반적으로, 개폐기는 전기회로를 개폐하거나 절환하는 기구로써 부하전류까지 개폐할 수 있으며, 차단기는 사고시의 과대전류를 순간차단할 목적으로 사용되는 한편, 부하개폐기는 차단기를 간소화하여 차단능력을 부하전류개폐에 충분하게 저감시킨 것으로써 상시의 부하전류나 그의 5-10배 정도의 전류까지도 개폐할 수 있는 능력을 가진 차단기이다.
즉, 전기선로상에서 설치되어 작동되는 종래의 누전차단기는 도 1에 도시된 바와 같이, 인위적으로 또는 사고시에 누전차단기로부터 부하측으로의 전류인가를 온오프시키는 손잡이노브(101), 과대전류 유입시 상기 손잡이노브(101)를 오프시키는 트립코일(103), 누전전류량을 검출하는 영상변류기(도면부호 생략), 과열온도시 작동되는 바이메탈(105), 그리고 전자회로기판(107) 및 전원공급원 혹은 부하측과 연결되는 터미널(109) 등이 하부케이스인 몸체(100)상에 설치되어 설정치 이상의 누설전류나 과열온도에 대해 전류의 흐름을 자동으로 차단할 수 있도록 이루어져 있다.
이와 같은 종래의 누전차단기는 누전발생시 전원공급선로를 차단시키도록 작동되는 트립코일(103)의 제어회로가 전자회로기판(107)에 장착되어, 상기 제어회로의 영상변류기에 의해 누전전류량을 검출하고 검출결과에 기초하여 상기 트립코일(103)을 동작제어한다. 또한, 상기 바이메탈(105)의 과열상태에 따른 결과정보를 전자회로기판(107)으로 제공하도록 하여, 과전류에 의한 트립코일(103)의 동작을 유도하도록 한다.
한편, 이와 같은 누전차단기는 가정내 또는 산업설비에 장착되어 과전류 및 누전에 의한 사고를 미연에 방지함에 그 목적을 가지고 있으나, 사고 발생시 사고의 원인을 제공할 수 있는 구조적 장치가 마련되어 있지 않다. 더구나, 근래에는 상기와 같은 기구적 메카니즘을 통해 전력검침이나, 원격제어 등을 수행할 수 없어 누전차단기의 시스템 변형이 절실히 요구되는 실정에 있다.
예컨대, 화재등과 같은 비상사태에서 외부에서 전기를 차단할 수 있도록 하여야 하나, 이와 같은 기능을 수행하기 위해서는 전력상태를 검출하고 검출결과에 따라 원격제어가 수행될 수 있는 온라인 접속 기능의 누전차단기가 필요할 것이다. 따라서, 현재의 누전차단기는 과부하시 전력을 차단하는 기능만을 부여하고 있어, 시대의 흐름에 적절하지 못한 시스템 기능으로 여기지고 있는 것이 사실이다.
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 누전차단기로 원격제어 기능을 부여하여 홈네트워크, 적외선, 전화, 휴대폰 등의 통신수단을 통해 화재와 같은 비상사태시 원격으로 전력을 차단 또는 전력의 재공급을 수행할 수 있도록 하는 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 순간 정전사고 발생시 에어컨, 냉장고 등의 전력낭비를 최소화하기 위한 전력 자동복구 기능을 제공할 수 있는 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기를 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 관점에 따른 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기는, 렛치형 트립 메카니즘을 갖는 누전 차단기의 개폐 솔레노이드 제어장치에 있어서, 누전차단기의 내부로 장착되어 1차측 전원라인의 영상전류를 검출하기 위한 영상변류기; 상기 영상변류기로부터 불평형 전류변화를 감지하고 이에 응답하여 누전차단기의 전원차단을 제어하기 위해 상기 개폐 솔레노이드를 동작시키는 트립코일; 상기 트립코일의 동작상태를 검출하여 이를 원격 전송하기 위한 신호로 변환하는 트립동작 감지부; 상기 1차측 전원라인의 차단 또는 서지전압 발생시 상기 트립코일로 트립제어신호를 전송하기 위한 스위칭부; 상기 1차측 전원라인의 전압을 고전압으로 변환하기 위한 고전압 발생부; 상기 고전압 발생부의 출력전압을 충전한 후, 시스템의 정전시에도 상기 스위칭부의 구동전압을 제공하기 위한 고전압 충전부; 상기 고전압 발생부의 입력측 전원의 차단을 감지하여 이를 원격으로 통지하기 위한 정전 감지부; 상기 고전압 발생부의 입력측 전원으로 유입되는 서지를 제거하기 위한 뇌서지 제거부 및 상기 트립동작 감지부와 정전 감지부를 포함하여 상기 스위칭부의 동작상태를 수신하여 소정의 프로토콜로 전송하기 위한 전송신호로 변환하는 통신제어부; 및 상기 통신제어부의 검출 정보를 원격으로 무선전송하기 위한 통신부로 구성된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예 에 따르면, 상기 고전압 발생부의 입력단으로 상기 1차측 전원라인의 뇌서지 유입을 방지하기 위한 뇌서지 제거부가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 뇌서지 제거부는 다수의 배리스터(VRD1,VRD2,VRD3) 및 비선형 저항(PT1,PT2)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 고전압 발생부는 정격 직류전원을 이용하여 기준치 이상의 고전압을 유기시키며, 이를 위해 상기 고전압 발생부의 1차측 전원입력단으로 브릿지 다이오드 및 평활회로에 의한 직류변환회로가 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 직류변환회로는 외부로부터 보조전원을 제공받기 위한 보조전원 공급단자가 더 포함되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스위칭부는 영상 변류기로부터 검출되는 영상신호에 응답하여 싸이리스터(CR1)를 이용하여 상기 개폐 솔레노이드를 턴온시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 싸이리스터(CR1)의 동작시 발광소자와 연동하며, 상기 발광소자는 포터트랜지스터(POTR)와 연동되어 상기 개폐 솔레노이드의 동작시 상기 포토트랜지스터(POTR)의 검출신호를 상기 통신제어부로 전송하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 싸이리스터(CR1)의 애노드측으로 고전압을 충전시키기 위한 캐패시터(C8)가 접속되어 정전시 트립동작을 수행할 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 싸이리스터(CR1)의 게이트측은 단펄스 신호에 의해 턴온되며, 상기 싸이리스터(CR1)의 턴온에 따른 개폐 솔레노이드의 턴오프시 소정 시간 경과 후 개폐 솔레노이드의 턴온상태로 절환되는 것을 특징으로 한다.
이와 같은 특징을 갖는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 2는 본 발명의 전체 기능을 설명하기 위한 구성도이다. 도시된 바와 같이, 누전차단기의 내부로 장착되어 1차측 전원라인의 영상전류를 검출하기 위한 영상변류기(201)와, 상기 영상변류기(201)로부터 불평형 전류변화를 감지하고 이에 응답하여 누전차단기의 전원차단을 제어하기 위한 기구적 메카니즘을 동작시키는 트립코일(205)과, 상기 기구적 메카니즘을 외부에서 동작시키기 위한 원격 트립코일(203)과, 상기 원격 트립코일(203)의 동작상태를 검출하여 이를 원격 전송하기 위한 신호로 변환하는 트립동작 감지부(207)와, 상기 1차측 전원라인의 차단 또는 서지전압 발생시 상기 원격 트립코일(203)로 트립제어신호를 전송하기 위한 스위칭부(209)와, 상기 1차측 전원라인의 전압을 고전압으로 변환하기 위한 고전압 발생부(213)의 출력전압을 충전한 후, 시스템의 정전시에도 상기 스위칭부(209)의 구동전압을 제공하기 위한 고전압 충전부(211)와, 상기 고전압 발생부(213)의 입력측 전원의 차단을 감지하여 이를 원격으로 통지하기 위한 정전 감지부(221)와, 상기 고전압 발생부(213)의 입력측 전원으로 유입되는 서지를 제거하기 위한 뇌서지 제거부(217) 및 상기 트립동작 감지부(207)와 정전 감지부(221)를 포함하여 상기 스위칭부(209)의 동작상태를 수신하여 소정의 프로토콜로 전송하기 위한 전송신호로 변환하는 통신제어부(223)와, 상기 통신제어부(223)의 검출 정보를 원격으로 무선전송하기 위한 통신부(225)로 구성된다.
여기서, 상기 영상변류기(201)는 환형 트로이덜을 사용하며, 본 발명의 실시예로 환형 트로이덜의 유입전류량 30A ~ 60A에 대응하여 10mA ~ 100mA 전류를 검출하도록 한다. 또한, 상기 고전압 발생부(213)의 입력측으로 충전부(219)를 구비하며 필요에 따라 외부의 보조전원과 접속할 수 있도록 한다. 상기 통신제어부(223) 및 통신부(225)는 누전차단기의 외부에서 접속되도록 커넥터(미도시함)를 구비할 수 있으며, 미설명된 식별부호 '227'은 테스터 스위치이며, '215'는 뇌서지 제거부(217)와 고전압 발생부(213) 사이로 접속되는 정류부(215)이고, 상기 정류부(215)는 브릿지 다이오드이다.
이와 같이 구성되는 누전차단기의 제어회로는 본 출원인이 2004년 3월 8일자로 출원한 출원번호 제 20-2004-0006205 호 발명의 명칭 개폐기의 트립구조에서 렛치형 트립구조의 제어장치로 활용됨이 바람직하다.
먼저, 상기 뇌서지 제거부(217)는 누전 차단기의 1차측 전원(AC)을 인가받
아, 1차측 전원으로 유입되는 서지전압을 제거한다. 이는 도 3에 도시된 바와 같이, 입력단으로 병렬접속되는 제1배리스터(VRD1)를 거쳐 서지전압에 대응하는 고주파 노이즈를 제거하기 위한 리액턴스(L1,L2) 및 캐패시터(C1)를 통해 직렬 접속되는 두 개의 배리스터(VRD2, VRD3)에 의해 입력 서지를 제거한다. 서지전압의 입력시에는 네온등(NE)을 통해 표시된다. 서지전압 제거 후 잔류되는 노이즈 신호를 제거하기 위한 캐패시터(C2,C3)와 고전압 유입시 과열로 인한 저항치 변화로 인해 유입 고전압을 차단하기 위한 선형저항체(PT1,PT2)가 위상별로 접속된다.
뇌서지가 제거된 교류전압(AC)은 브릿지 다이오드(D1-D4)로 구성된 상기 정류부(215)로 유입되며, 정류부(215)를 거쳐 전파정류된 신호는 저항(R1,R2) 및 제너다이오드(ZD1)와 캐패시터(C4)를 통해 직류신호로 변환된다. 이 때, 상기 캐패시터(C4)의 양단으로 보조전원이 공급될 수 있도록 전원공급단자를 형성할 수 있으며, 이는 누전 차단기의 입력전원 차단시 시스템의 안정적인 동작을 유도한다.
상기 정류부(215)를 거쳐 출력되는 직류전원은 고전압 발생부(213)로 제공되며, 고전압 발생부(213)는 고압 트랜스(T1)와 캐패시터(C5), 다이오드(D6) 및 트랜지스터(Q1)로 구성된다. 상기 고압 트랜스(T1)의 1차측 일단으로 상기 직류전원이 공급되며, 1차측 타단으로 상기 트랜지스터(Q1)의 컬렉터측과 접속된 후, 트랜지스터(Q1)의 이미터측은 상기 다이오드(D6) 및 캐패시터(C5)와 병렬 접속되며 고압 트랜스(T1)의 2차측 일단으로 접속된다. 상기 캐패시터(C5)와 고압 트랜스(T1)의 2차측 리액턴스와 동조되어 소정 주파수의 동조신호를 생성함에 따라, 고압 트랜스(T1)의 2차측으로 고전압이 발생된다. 고압 트랜스(T1)의 2차측 전압은 캐패시터(C6) 및 다이오드(D7)를 통해 고압의 직류전압으로 변환된다. 여기서, 상기 고전압은 개폐 솔레노이드를 동작시키기 위한 구동전압이며, 개폐 솔레노이드의 구동전압에 대응하도록 고압 트랜스(T1)의 선정이 필요할 것이다.
한편, 상기 고전압 발생부(213)의 고압 트랜스(T1) 1차측 입력단(A)은 정전 감지부(221)와 접속되어 누전 차단기의 1차측 전원라인의 정전상태를 감지한다. 이는 도 4에 도시된 바와 같이, 고압 트랜스(T1)의 1차측 입력단(A)으로부터 소정치의 교류전원을 제공받아 다이오드(D5) 및 저항(R3)을 통해 반파정류되며, 이 후 캐패시터(C22)에 의해 평활된다. 그리고 트랜지스터(Q3)와 제너다이오드(ZD2)에 의해 정격 직류전원으로 변환되며, 트랜지스터(Q3)의 이미터단으로 포터커플러(PTC1)의 발광다이오드와 접속된다. 따라서, 고압 트랜스(T1)의 입력측 전원은 소정 레벨의 정격 직류전원으로 변환되어 포터커플러(PTC1)를 통해 통신제어부(223)로 제공된다. 이는 정전으로 인해 입력전원의 차단시 포토커플러(PTC1)를 통해 이를 검출하는 것이며, 상기 포토커플러(PTC1)의 발광다이오드(에노드측)로 스위칭용 트랜지스터(Q2)와 접속하여 상기 고압 트랜스(T1)의 2차측 전원으로 턴온상태를 유지하도록 함에 따라, 고압 트랜스(T1)의 1차측 및 2차측 전원의 차단여부를 검출한다.
즉, 고압 트랜스(T1)의 2차측 전원(B)은 저항(R19) 및 저항(R6)을 통해 전압분배를 수행한 후, 상기 트랜지스터(Q2)의 베이스측으로 입력되도록 하여 상기 트랜지스터(Q3)의 출력전원을 스위칭한다. 상기 네온램프(NE)는 고압 트랜스(T1)의 2차측 전원상태를 시각적으로 표시하기 위한 발광수단이다.
이와 같이, 고압 트랜스(T1)의 1차측 및 2차측 전원의 차단여부는 포토커플러(PTC1)를 통해 전기적 신호로 변환되며, 상기 통신제어부(223)와 접속가능한 커넥터(CN)로 제공된다.
한편, 상기 정전감지부(221)의 트랜지스터(Q3)의 정전압 출력(C)은 스위칭부(209)의 전원으로 사용되며, 스위칭부(209)는 영상변류기(201)로부터 제공되는 영상변류 신호에 기초하여 개폐 솔레노이드를 동작시키기 위한 펄스신호를 생성한다. 즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 트랜지스터(Q3)의 출력신호(C)는 다이오드(D13) 및 저항(R16)에 의해 감압처리되어 다이오드(D12) 및 저항(R15,VR1)에 의해 분압되며, 분압된 신호는 트랜지스터(Q6)의 베이스단으로 유입된다. 상기 트랜지스터(Q6)는 턴온상태를 유지하여 캐패시터(C21)를 충전시킨다.
상기 캐패시터(C21)의 충전과정은 트랜지스터(Q5)를 턴오프 상태를 유지시킨다. 또한, 저항(R12) 및 저항(R11)은 트랜지스터(Q4)의 베이스단 전원을 분압시켜 트랜지스터(Q4)가 턴온상태를 유지하며, 이로인해 트랜지스터(Q4)의 컬렉터측으로 접속되는 트랜지스터(Q7)는 턴오프상태를 유지한다. 이 후, 캐패시터(C21)의 충전완료에 따른 방전과정에서, 상기 트랜지스터(Q5)가 턴온상태로 절환되며, 이는 저항(R14)으로 걸리는 전압상승을 유도한다. 따라서, 트랜지스터(Q4)의 컬렉터단과 저항(R14) 사이로 전압이 상승되어 트랜지스터(Q7)가 턴온된다.
반면, 캐패시터(C21)가 트랜지스터(Q5) 및 저항(R14)에 의한 방전경로에 기초하여 방전이 완료되면, 상기의 충전과정을 반복하며 이로인해 트랜지스터(Q7)는 턴오프 및 턴온과정을 반복하여 소정 주파수의 펄스신호를 생성한다. 이 때, 트랜지스터(Q7)의 이미터단은 캐패시터(C23) 및 저항(R18)과 접속되며, 상기 캐패시터(C23)는 영상변류기(201)로부터 이상신호를 검출하기 위한 검출회로와 접속된다.
즉, 영상변류기(201)는 각 상의 위상변화가 없을 경우, CT1,CT2 단자로부터 소정치의 교류전압만이 유기되며, 이는 다이오드(D15) 및 캐패시터(C24)에 의해 정류되며, 정류된 신호는 저항(VR3,R22) 및 캐패시터(C25)에 의해 분압되어 가변형 RF 프론트 필터(VRF : Variable RF Front Filter)로 유입된다. 상기 가변형 RF 프론트필터(VRF)는 기준치 이상의 입력신호 변화에 대응하여 출력전압을 생성하며, 정상상태에서, 상기 트랜지스터(Q7)의 출력펄스 신호는 캐패시터(C23) 및 저항(R18)에 의해 충전상태를 유지하여 트랜지스터(Q8)를 턴오프상태를 유지하도록 한다.
이 후, 영상변류기(201)의 이상변화시 상기 트랜지스터(Q8)이 턴온돈되며, 상기 트랜지스터(Q7)로부터 제공되는 펄스신호는 다이오드(D8) 및 저항(R8)을 통해 싸이리스터(CR1)을 턴온시킨다. 싸이리스터(CR1)의 턴온동작은 상기 고압 트랜스(T1)의 2차측 전원(B)이 캐패시터(C11)와 개폐 솔레노이드(L)의 코일을 충진상태로 유지하고 있는 상태에서, 싸이리스터(CR1)의 턴온으로 인한 역기전력에 기초하여 개폐 솔레노이드(L)가 동작된다. 이는 일순간 동작되어 트립을 수행하는 것으로, 개폐 솔레노이드의 개폐 솔레노이드의 렛치 메카니즘에 기반한다.
개폐 솔레노이드(L)의 동작은 네온램프(NE)를 점등시키며, 네온램프(NE)의 광원은 포토트랜지스터(POTR)를 턴온시켜 상기 커넥터(CN)를 거쳐 통신제어부(223)로 제공된다. 이 때, 고압 트랜스(T1)의 2차측 전원단에 접속되는 캐패시터(C8)는 싸이리스터(CR1)의 턴온동작에 의해 방전을 수행하며, 개폐 솔레노이드(L)의 동작과 더불어 상기 개폐 솔레노이드(L)의 동작에 응답하여 누전 차단기의 1차측 전원이 차단되면, 상기 싸이리스터(CR1)의 에노드측 전원은 순간적으로 영전위로 절환되어 싸이리스터(CR1)가 턴오프 절환된다. 그리고, 상기 영상변류기(201)로부터 제공되는 영상신호가 제거됨에 따라, 캐패시터(C23)로 충전된 전압은 저항(R18) 값에 대응하는 방전이 이루어지고, 방전기간동안 상기 트랜지스터(Q8)는 턴오프 상태를 유지한다. 이로인해 싸이리스터(CR1)의 게이트측은 오프신호가 제공되어, 개폐 솔레노이드(L)로 전원이 차단되며, 솔레노이드의 렛치 메카니즘에 기반하여 누전 차단기는 입력전원의 차단상태를 유지한다.
한편, 상기 캐패시터(C23)의 지속적인 방전으로 인해 트랜지스터(Q8)의 베이스단 전원이 소정 시간동안 감압된 후, 상기 트랜지스터(Q8)를 다시 턴온시킨다. 트랜지스터(Q8)의 턴온동작은 상기 트랜지스터(Q7)의 펄스신호에 따라, 상기 싸이리스터(CR1)를 턴온시킨다. 이 때, 캐패시터(C8)에 충전된 고전압은 상기 싸이리스터(CR1)의 스위칭 동작에 기반하여 상기 개폐 솔레노이드(L)를 복귀시킨다. 이는 정전상태 이후에 정전복귀 상태로 절환되었음에도 불구하고 지속적인 누전 차단기의 오프상태를 방지하기 위한 것으로, 누전 차단기를 온상태로 절환시켜 정전복귀시 에어컨, 냉장고, 모터 및 각종 전기 압축기의 일순간 정지상태를 재가동시킨다.
이상 설명된 바와 같이, 본 발명에 따른 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기는 렛치형 누전 차단기의 메카니즘과 연동하여 트립동작시 지속적인 구동전류를 필요로 하지 않아 소비전력을 격감시키는 효과를 제공하며, 누전 차단기의 현재 상태를 통신망으로 제공하도록 하여 원격에서 현지의 전력상태를 감지할 수 있어 전력사고를 미연에 방지할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 종래 누전 차단기의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전자식 누전 차단기의 구성을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 뇌서지 제거부 및 정류부를 나타낸 회로도이다.
도 4는 도 2의 정전 감지부를 나타낸 회로도이다.
도 5는 도 2의 스위칭부, 고전압 충전부 및 트립동작 감지부를 나타낸 회로도이다.
<주요도면에 대한 부호의 설명>
201 : 영상 변류기 203 : 원격 트립코일
205 : 트립코일 207 : 트립동작 감지부
209 : 스위칭부 211 : 고전압 충전부
213 : 고전압 발생부 215 : 정류부
217 : 뇌서지 제걱부 219 : 충전부
221 : 정전 감지부 223 : 통신 제어부
225 : 통신부

Claims (11)

  1. 렛치형 트립 메카니즘을 갖는 누전 차단기의 개폐 솔레노이드 제어장치에 있어서,
    누전차단기의 내부로 장착되어 1차측 전원라인의 영상전류를 검출하기 위한 영상변류기;
    상기 영상변류기로부터 불평형 전류변화를 감지하고 이에 응답하여 누전차단기의 전원차단을 제어하기 위해 상기 개폐 솔레노이드를 동작시키는 트립코일;
    상기 트립코일의 동작상태를 검출하여 이를 원격 전송하기 위한 신호로 변환하는 트립동작 감지부;
    상기 1차측 전원라인의 차단 또는 서지전압 발생시 상기 트립코일로 트립제어신호를 전송하기 위한 스위칭부;
    상기 1차측 전원라인의 전압을 고전압으로 변환하기 위한 고전압 발생부;
    상기 고전압 발생부의 출력전압을 충전한 후, 시스템의 정전시에도 상기 스위칭부의 구동전압을 제공하기 위한 고전압 충전부;
    상기 고전압 발생부의 입력측 전원의 차단을 감지하여 이를 원격으로 통지하기 위한 정전 감지부;
    상기 고전압 발생부의 입력측 전원으로 유입되는 서지를 제거하기 위한 뇌서지 제거부 및 상기 트립동작 감지부와 정전 감지부를 포함하여 상기 스위칭부의 동작상태를 수신하여 소정의 프로토콜로 전송하기 위한 전송신호로 변환하는 통신제어부; 및
    상기 통신제어부의 검출 정보를 원격으로 무선전송하기 위한 통신부로 구성된 것을 특징으로 하는 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 영상변류기는 환형 트로이덜을 사용하며, 환형 트로이덜의 유입전류량 30A ~ 60A에 대응하여 10mA ~ 100mA 전류를 검출하는 것을 특징으로 하는 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 고전압 발생부의 입력단으로 상기 1차측 전원라인의 뇌서지 유입을 방지하기 위한 뇌서지 제거부가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 뇌서지 제거부는 다수의 배리스터(VRD1,VRD2,VRD3) 및 비선형 저항(PT1,PT2)로 구성되는 것을 특징으로 하는 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 고전압 발생부는 정격 직류전원을 이용하여 기준치 이상의 고전압을 유기시키며, 이를 위해 상기 고전압 발생부의 1차측 전원입력단으로 브릿지 다이오드 및 평활회로에 의한 직류변환회로가 포함되는 것을 특징으로 하는 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 직류변환회로는 외부로부터 보조전원을 제공받기 위한 보조전원 공급단자가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 정전감지부는 포토 커플러(PTC1)에 의해 정전상태를 검출하고, 검출결과를 상기 통신제어부로 제공하는 것을 특징으로 하는 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 스위칭부는 영상 변류기로부터 검출되는 영상신호에 응답하여 싸이리스터(CR1)를 이용하여 상기 개폐 솔레노이드를 턴온시키는 것을 특징으로 하는 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 싸이리스터(CR1)의 동작시 발광소자와 연동하며, 상기 발광소자는 포터트랜지스터(POTR)와 연동되어 상기 개폐 솔레노이드의 동작시 상기 포토트랜지스터(POTR)의 검출신호를 상기 통신제어부로 전송하는 것을 특징으로 하는 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기.
  10. 제 8 항에 있어서, 상기 싸이리스터(CR1)의 애노드측으로 고전압을 충전시키기 위한 캐패시터(C8)가 접속되어 정전시 트립동작을 수행할 수 있는 것을 특징으로 하는 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기.
  11. 제 8 항에 있어서, 상기 싸이리스터(CR1)의 게이트측은 단펄스 신호에 의해 턴온되며, 상기 싸이리스터(CR1)의 턴온에 따른 개폐 솔레노이드의 턴오프시 소정 시간 경과 후 개폐 솔레노이드의 턴온상태로 절환되는 것을 특징으로 하는 통신기능을 갖는 전자식 누전 차단기.
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