KR20100045103A

KR20100045103A - Fault current driven circuit breaker

Info

Publication number: KR20100045103A
Application number: KR1020080104151A
Authority: KR
Inventors: 현옥배; 이승제
Original assignee: 한국전력공사
Priority date: 2008-10-23
Filing date: 2008-10-23
Publication date: 2010-05-03
Also published as: KR100981824B1

Abstract

PURPOSE: A fault current driving circuit breaker is provided to use a fault current as an energy source by including a coupled inductor. CONSTITUTION: A fault current drive circuit breaker includes a coupled inductor(11), a high speed switch(12), and a semiconductor device switch(13). The coupled inductor comprises a first coil and a second coil. The first coil is connected to a main circuit. The second coil is connected to an auxiliary circuit. The high speed switch is electrically connected to the coupled inductor. The high switch breaks the current flowing in the first coil of the coupled inductor. A semiconductor device switch is electrically connected to the high speed switch and the second coil of the coupled inductor. The semiconductor device switch transmits the current to the high switch when a fault current is generated.

Description

Fault current-driven breaker {FAULT CURRENT DRIVEN CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 고장 전류 구동 차단기에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 고장 전류 자체를 에너지원으로 이용하여 장치를 단순화하고 초고속 동작할 수 있는 고장 전류 구동 차단기에 관한 것이다.The present invention relates to a fault current drive circuit breaker, and more particularly, to a fault current drive circuit breaker that can simplify the device and operate at a very high speed by using the fault current itself as an energy source.

전력계통에서는 낙뢰, 지락, 단락 등의 사고시에 발생하는 임계치 이상의 과전류가 계통으로 흐르지 못하도록 한류기 및 차단기 등을 적용한다.In the power system, current limiters and circuit breakers are applied to prevent overcurrents exceeding the threshold value generated in an accident such as lightning, ground fault, and short circuit.

한류기 중에서 초전도 소자를 이용한 초전도 한류기(Fault Current Limiters:FCLs)는 전력공급원에서 공급되는 전력을 초전도 소자의 고유 특성에 의해 손실이 발생됨이 없이 계통으로 공급하고, 낙뢰, 지락, 단락 등의 사고시에 발생하는 임계치 이상의 과전류를 제한한다.Superconducting fault current limiters (FCLs), which use superconducting elements among the current limiters, supply the power supplied from the power supply to the system without loss caused by the inherent characteristics of the superconducting element, and in case of an accident such as lightning, ground fault, short circuit, etc. Limit the overcurrent above the threshold to occur.

그리고 차단기는 전력계통상에 연결되어 임계치 이상의 과전류를 감지하고 차단신호를 발생하는 과전류 계전기의 제어에 따라 계통과의 연결을 끊음으로써 과전류가 계통으로 흐르는 것을 차단한다.The breaker is connected to the power system to detect the overcurrent above the threshold value and cut off the connection to the system under the control of the overcurrent relay that generates the cutoff signal to block the overcurrent flow to the system.

상기 차단기는 과전류를 감지하는 감지기, 과전류 계전기를 제어하여 계통과의 연결을 연결 또는 끊기 위한 구동부 및 상기 구동부에 전력을 공급하기 위한 에 너지원등이 필요하다. 이러한 차단기는 에너지원 및 구동부로 인해서 차단기가 크기의 축소가 어려우며, 제작비용 또한 과다하게 소요되었다.The circuit breaker requires a detector for detecting an overcurrent, a driver for controlling an overcurrent relay to connect or disconnect the system, and an energy support for supplying power to the driver. The breaker is difficult to reduce the size of the breaker due to the energy source and the driving unit, and the manufacturing cost was excessive.

그리고 초고속 동작을 요하는 차단기는 고장 감지 후에 차단기가 동작하는 동안 소요되는 시간으로 인해서 일시적으로 고장 전류가 차단기에 인가되고 고장 제거 이후에도, 차단기는 고장 전류가 인가될 때와 같이 전류를 차단시켜 오작동할 수 있다.In addition, the breaker requiring ultra-high speed operation may cause a fault current to be temporarily applied to the breaker due to the time it takes for the breaker to operate after the fault is detected. Can be.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 극복하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 커플드 인덕터인 특수 변압기를 통해서 고장 전류 자체를 에너지원으로 이용할 수 있으므로, 별도의 에너지원을 제거하여 장치를 단순화하고 초고속 동작할 수 있는 고장 전류 구동 차단기를 제공하는데 있다.The present invention is to overcome the above-mentioned conventional problems, the object of the present invention is to use the fault current itself as an energy source through a special transformer is a coupled inductor, to simplify the device and eliminate the extra energy source It is to provide a fault current drive circuit breaker that can operate.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명에 의한 고장 전류 구동 차단기는 주회로에 연결된 제1권선과 보조 회로에 연결된 제2권선을 포함하는 커플드 인덕터와, 상기 커플드 인덕터에 전기적으로 연결되어 고장 전류 발생시 상기 주회로에서 상기 커플드 인덕터의 제1권선에 직렬로 흐르는 전류를 차단하고, 보조 회로에 흐르는 전류를 분류시키는 고속 스위치 및 상기 커플드 인덕터의 제2권선과 상기 고속 스위치에 전기적으로 연결되어, 상기 주회로에 고장 전류 발생 시 통전되어 제2권선을 통해 인가되는 기전력에 의해 전류를 상기 고속 스위치로 전달하는 반도체 소자 스위치를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the fault current driving circuit breaker according to the present invention includes a coupled inductor including a first winding connected to a main circuit and a second winding connected to an auxiliary circuit, and a fault current electrically connected to the coupled inductor. A high speed switch for blocking a current flowing in series with the first winding of the coupled inductor in the main circuit and classifying a current flowing in the auxiliary circuit, and electrically connected to the second winding of the coupled inductor and the high speed switch And a semiconductor device switch energized when a fault current is generated in the main circuit and transferring current to the high speed switch by electromotive force applied through a second winding.

상기 반도체 소자 스위치와 상기 고속 스위치에 제1전극이 전기적으로 연결되고, 상기 커플드 인덕터의 제2권선과 상기 고속 스위치에 제2전극이 전기적으로 연결된 고장 검증 장치를 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a failure verifying device, wherein a first electrode is electrically connected to the semiconductor device switch and the high speed switch, and a second winding of the coupled inductor and a second electrode are electrically connected to the high speed switch.

상기 고속 스위치는 상기 커플드 인덕터의 제2권선의 일단과 상기 반도체 소자 스위치 사이에 전기적으로 연결된 구동코일과, 상기 커플드 인덕터의 제1권선의 일단에 연결된 차단 스위치와, 상기 차단 스위치와 상기 단락 접점과 기계적으로 연결되어 구동코일에서 발생된 자기장에 의해서 상기 차단 스위치와 상기 단락 접점의 동작을 결정하는 반발판을 포함할 수 있다.The high speed switch may include a driving coil electrically connected between one end of the second winding of the coupled inductor and the semiconductor element switch, a cutoff switch connected to one end of the first winding of the coupled inductor, and the cutoff switch and the short circuit. It may include a rebound plate mechanically connected to the contact point to determine the operation of the cutoff switch and the short circuit contact point by the magnetic field generated from the drive coil.

상기 반발판은 고장 전류가 발생 되었을 때, 상기 구동코일에서 발생된 자기장에 의해서 상기 차단 스위치를 개방시키고, 상기 단락접점을 통전시킬 수 있다. When the fault current is generated, the repulsion plate may open the cutoff switch and energize the short-circuit contact by a magnetic field generated by the driving coil.

상기 반도체 소자 스위치는 제1전극이 상기 커플드 인덕터의 제2권선에 타단에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 고속 스위치에 전기적으로 연결될 수 있다.In the semiconductor device switch, a first electrode may be electrically connected to the second end of the coupled inductor, and the second electrode may be electrically connected to the high speed switch.

상기 반도체 소자 스위치와 전기적으로 연결되어, 상기 반도체 스위치의 동작을 제어하는 고장 감지 장치가 더 형성될 수 있다.A failure detection device electrically connected to the semiconductor device switch and controlling the operation of the semiconductor switch may be further formed.

상기 반도체 소자 스위치는 제너 다이오드 스위치 회로일 수 있다.The semiconductor device switch may be a Zener diode switch circuit.

상기 제너 다이오드 스위치 회로는 상기 커플드 인덕터의 제2권선과 상기 고속 스위치에 전기적으로 연결된 스너버 회로와, 상기 스너버 회로에 병렬로 애노드와 캐소드가 연결된 제1사이리스터와, 상기 제1사이리스터의 제어전극에 캐소드가 전기적으로 연결된 제1다이오드와, 상기 제1다이오드의 애노드에 애노드가 전기적으로 연결된 제1제너 다이오드와, 상기 제1제너 다이오드의 캐소드와 상기 제1사이리스터의 애노드에 전기적으로 연결된 제1저항과, 상기 스너버 회로에 병렬로 연결되며, 상기 제1사이리스터의 애노드에 캐소드가 전기적으로 연결되고, 상기 제1사이리스터의 캐소드에 애노드가 전기적으로 연결된 제2사이리스터와, 상기 제2사이리스터의 제어전극에 캐소드가 전기적으로 연결된 제2다이오드와, 상기 제2다이오 드의 애노드에 애노드가 전기적으로 연결된 제2제너 다이오드 및 상기 제2제너 다이오드의 캐소드와 상기 제2사이리스터의 애노드에 전기적으로 연결된 제2저항을 포함할 수 있다. The zener diode switch circuit includes a snubber circuit electrically connected to a second winding of the coupled inductor and the high speed switch, a first thyristor having an anode and a cathode connected in parallel to the snubber circuit, and control of the first thyristor. A first diode having a cathode electrically connected to an electrode, a first zener diode having an anode electrically connected to an anode of the first diode, and a first electrically connected to a cathode of the first zener diode and an anode of the first thyristor A second thyristor connected in parallel with a resistor, the snubber circuit, a cathode electrically connected to an anode of the first thyristor, and an anode electrically connected to the cathode of the first thyristor, and control of the second thyristor A second diode having a cathode electrically connected to the electrode and an anode of the second diode; Degas can be electrically and a second resistance electrically connected to the anode of the second zener diode and the cathode and the second thyristor of the second Zener diode is connected.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 고장 전류 구동 차단기는 커플드 인덕터인 특수 변압기를 통해서 고장 전류 자체를 에너지원으로 이용할 수 있으므로, 별도의 에너지원을 제거하여 장치를 단순화하고 초고속 동작할 수 있게 된다.As described above, since the fault current driving circuit breaker according to the present invention can use the fault current itself as an energy source through a special transformer which is a coupled inductor, the device can be simplified and ultra-fast operation by eliminating a separate energy source. .

본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention.

여기서, 명세서 전체를 통하여 유사한 구성 및 동작을 갖는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 또한, 어떤 부분이 다른 부분과 전기적으로 연결(electrically coupled)되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 연결되어 있는 경우도 포함한다.Here, parts having similar configurations and operations throughout the specification are denoted by the same reference numerals. In addition, when a part is electrically coupled to another part, this includes not only a case in which the part is directly connected, but also a case in which another part is connected in between.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 전류 구동 차단기를 도시한 회로도가 도시되어 있다.1, there is shown a circuit diagram illustrating a fault current driving circuit breaker according to an embodiment of the present invention.

도 1에서 도시된 바와 같이 고장 전류 구동 차단기(10)는 커플드 인덕터(11), 고속 스위치(12) 및 반도체 소자 스위치(13)를 포함 한다. 그리고 상기 고장 전류 구동 차단기(10)는 고장 검증 장치(14)를 더 포함할 수 있다. 상기 고속 스위치(12)는 구동 코일(12a), 반발판(12b), 차단스위치(12c) 및 단락 접점(12d)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the fault current driving circuit breaker 10 includes a coupled inductor 11, a high speed switch 12, and a semiconductor device switch 13. The fault current driving circuit breaker 10 may further include a fault verifying device 14. The high speed switch 12 includes a drive coil 12a, a repelling plate 12b, a cutoff switch 12c, and a short circuit contact 12d.

상기 커플드 인덕터(11)는 전기적으로 절연된 제1권선(NA)과 제2권선(NB)을 포함하는 특수한 변압기 형태로 이루어진다. 이때 제1권선(NA)은 주회로(10A)인 제1단자(A)와 제2단자(B) 사이에 전기적으로 연결되고, 제2권선(NB)은 상기 구동 코일(12a) 및 상기 반도체 소자 스위치(13)와 전기적으로 연결되어 폐회로인 보조회로(10B) 역할을 한다. The coupled inductor 11 is in the form of a special transformer including a first winding (NA) and a second winding (NB) electrically insulated. In this case, the first winding NA is electrically connected between the first terminal A, which is the main circuit 10A, and the second terminal B, and the second winding NB is connected to the driving coil 12a and the semiconductor. It is electrically connected to the element switch 13 and serves as a closed circuit auxiliary circuit (10B).

상기 커플드 인덕터(11)는 제1권선(NA)의 일단이 상기 차단 스위치(12)의 제1전극에 전기적으로 연결되고, 타단은 주회로(10A)의 제2단자(B)에 전기적으로 연결되고, 제2권선(NB)의 일단이 상기 구동코일의 제1전극에 전기적으로 연결되고 타단이 상기 반도체 소자 스위치(13)의 제1전극에 전기적으로 연결된다. One end of the first inductor 11 is electrically connected to the first electrode of the cutoff switch 12, and the other end of the coupled inductor 11 is electrically connected to the second terminal B of the main circuit 10A. One end of the second winding NB is electrically connected to the first electrode of the driving coil, and the other end of the second winding NB is electrically connected to the first electrode of the semiconductor device switch 13.

상기 커플드 인덕터(11)는 주회로(10A)상의 전류가 일정값 이하인 정상 동작시에는 제2권선(NB)으로 일정전압 이하의 기전력이 발생한다. 그리고 상기 커플드 인덕터(11)는 주회로(10A)상에 고장이 발생되면 제2권선(NB)으로 일정전압 이상의 기전력이 유도 되므로, 상기 구동코일(12a)은 자기장을 발생시키고 상기 반도체 소자 스위치(13)는 통전된다. The coupled inductor 11 generates an electromotive force below a predetermined voltage to the second winding NB in a normal operation in which the current on the main circuit 10A is below a predetermined value. When the coupled inductor 11 has a failure on the main circuit 10A, an electromotive force of a predetermined voltage or more is induced to the second winding NB, so that the driving coil 12a generates a magnetic field and switches the semiconductor device. 13 is energized.

상기 커플드 인덕터(11)는 제2권선(NB)의 인덕터가 20~30mΩ을 갖도록 설정 하면 커플드 인덕터(11)로 동작 가능하므로, 제1권선(NA)의 턴수가 작아도 제2권선(NB)에 충분한 기전력이 유도될 수 있다. 상기 커플드 인덕터(11)의 상시 임피던스는 제1권선(NA)의 턴 수에 영향을 받게 되는데, 제1권선(NA)의 턴 수가 작아도 제2권선(NB)에 충분한 기전력을 유도 할 수 있으므로 아주 작은 상시 임피던스를 갖게 되어 상시 동작 시 주회로(10A)의 동작에 거의 영향을 주지 않는다. The coupled inductor 11 may operate as the coupled inductor 11 when the inductor of the second winding NB is set to have 20 to 30 mΩ, so that the second winding NB may be reduced even if the number of turns of the first winding NA is small. Sufficient electromotive force can be induced. The constant impedance of the coupled inductor 11 is influenced by the number of turns of the first winding NA. However, even if the number of turns of the first winding NA is small, sufficient electromotive force may be induced in the second winding NB. It has a very small always-on impedance and hardly affects the operation of the main circuit 10A during always-on operation.

한편 커플드 인덕터(11)는 상시 운전시에는 작은 전류로 인해서 철심이 포화되지 않고, 고장 전류가 발생되었을 때에는 전류가 상승되어 제2권선(NB)으로 기전력을 유도하게 되어 고속 스위치(12)가 동작하게 되므로, 그 이후에는 철심이 포화되어도 무방하다. 그러므로 커플드 인더터(11)는 상시 전류에 의해서 철심이 포화되지 않을 정도로서 임피던스의 크기가 클 필요는 없다. On the other hand, the coupled inductor 11 does not saturate the iron core due to the small current during normal operation, and when the fault current is generated, the current rises to induce electromotive force to the second winding NB so that the fast switch 12 Since the operation, the iron core may be saturated after that. Therefore, the coupled inductor 11 does not need to have a large impedance because the iron core is not saturated by the constant current.

상기 고속 스위치(12)는 상기 커플드 인덕터(11)와 상기 반도체 소자 스위치(13)에 전기적으로 연결되며, 구동 코일(12a), 반발판(12b), 차단스위치(12c) 및 단락 접점(12d)을 포함한다. 상기 구동 코일(12a)은 보조회로(10B)에 전기적으로 연결되고, 상기 반발판(12b), 차단스위치(12c) 및 단락 접점(12d)은 주회로(10A)에 전기적 또는 기계적 연결된다. 상기 구동 코일(12a)과 반발판(12b)은 인접해 있고, 상기 구동코일(12a)의 자기장에 의해서 상기 반발판(12b)은 움직인다. 그리고 상기 반발판(12b), 차단스위치(12c) 및 단락 접점(12d)은 기계적으로 연결되어 같이 움직인다. 정상 동작시에 상기 차단스위치(12c)는 닫혀 있고, 단락 접점(12d)은 개방되어 있다. 즉, 정상 동작 시에는 주회로(10A)의 전류가 상기 차단스위치(12c)를 통해서 통전한다. The high speed switch 12 is electrically connected to the coupled inductor 11 and the semiconductor element switch 13, and includes a driving coil 12a, a repelling plate 12b, a cutoff switch 12c, and a short circuit contact 12d. ). The driving coil 12a is electrically connected to the auxiliary circuit 10B, and the repelling plate 12b, the disconnect switch 12c, and the short circuit contact 12d are electrically or mechanically connected to the main circuit 10A. The drive coil 12a and the reaction plate 12b are adjacent to each other, and the reaction plate 12b is moved by the magnetic field of the drive coil 12a. And the rebound plate 12b, disconnect switch 12c and short-circuit contact 12d are mechanically connected and move together. In the normal operation, the cutoff switch 12c is closed and the short circuit contact 12d is open. That is, in the normal operation, the current of the main circuit 10A is energized through the cutoff switch 12c.

상기 구동 코일(12a)은 제1전극이 상기 커플드 인덕터(11)의 제2권선(NB)의 일단에 전기적으로 연결되고, 제2전극은 상기 반도체 소자 스위치(13)의 제2전극에 전기적으로 연결된다. 상기 구동 코일(12a)은 상기 커플드 인덕터(11)의 제2권선(NB)에 발생되는 기전력에 따라서 자기장을 발생시킨다. 주회로(10A)에 고장 전류 발생시 커플드 인덕터(11)의 제2권선(NB)에 발생되는 기전력이 유도되므로, 상기 구동 코일(12a)은 자기장을 발생시켜서 상기 반발판(12b)에 유도기전력을 만들어 강한 반발력을 발생시킨다. The driving coil 12a may have a first electrode electrically connected to one end of the second winding NB of the coupled inductor 11, and the second electrode may be electrically connected to the second electrode of the semiconductor device switch 13. Is connected. The driving coil 12a generates a magnetic field according to the electromotive force generated in the second winding NB of the coupled inductor 11. Since the electromotive force generated in the second winding NB of the coupled inductor 11 is induced when a fault current is generated in the main circuit 10A, the driving coil 12a generates a magnetic field to induce the induced electromotive force on the repulsive plate 12b. Make a strong repulsion.

상기 반발판(12b)은 상기 구동코일(12a)의 자기장에 의해서 움직이며, 상기 차단스위치(12c)와 상기 단락 접점(12d)과 기계적으로 연결된다. 이러한 상기 반발판(12b)은 상기 구동 코일(12a)에에서 발생되는 자기장으로 인해서 유도기전력을 만들어 반발력을 발생시켜서 상기 차단스위치(12c)와 상기 단락 접점(12d)을 닫히거나 개방시킨다. 주회로(10A)에서 고장 전류 발생시 상기 반발판(12b)은 반발력을 발생시켜서 상기 반발판(12b)과 기계적으로 연결된 상기 차단스위치(12c)는 개방되고, 상기 단락 접점(12d)은 닫히게 된다.The reaction plate 12b is moved by the magnetic field of the driving coil 12a and is mechanically connected to the cutoff switch 12c and the short circuit contact 12d. The repulsive plate 12b generates an induced electromotive force due to the magnetic field generated by the driving coil 12a to generate a repulsive force to close or open the cutoff switch 12c and the short-circuit contact 12d. When the fault current is generated in the main circuit 10A, the reaction plate 12b generates a reaction force so that the cutoff switch 12c mechanically connected to the reaction plate 12b is opened, and the short circuit contact 12d is closed.

상기 차단스위치(12c)는 제1전극이 상기 커플드 인덕터(11)의 제1권선(NA)의 일단에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 주회로(10A)의 제1단자(A)에 전기적으로 연결된다. 그리고 상기 차단스위치(12c)는 상기 반발판(12b)과 기계적으로 연결된다. 상기 차단스위치(12c)는 주회로(10A)가 정상 동작할 경우에는 닫혀 있고, 주회로(10A)에 고장이 발생될 경우에는 상기 반발판(12b)에서 발생되는 반발력에 의해서 개방된다. 상기 차단스위치(12c)의 아크는 교류전류의 전류 0점에서 소호되어 고장 후에 1/2주기만에 완성되어 고속으로 동작할 수 있다. 이와 같이 초고속으로 동작할 경우에는 일시적 고장에 의해 불필요한 차단이 일어날 수 있으나, 고속 스위치(12)가 계속 릴레이에 의해 신호를 받아 고장전류를 감시하고 있으므로 고장 제거시 고속 스위치(12)에 의해 즉시 차단스위치(12c)가 닫히게 되므로 주회로(10A)는 통전되어 고속 동작에 용이하다.In the cutoff switch 12c, a first electrode is electrically connected to one end of the first winding NA of the coupled inductor 11, and a second electrode is connected to the first terminal A of the main circuit 10A. Electrically connected. The cutoff switch 12c is mechanically connected to the rebound plate 12b. The cutoff switch 12c is closed when the main circuit 10A operates normally, and is opened by the repulsive force generated by the repulsive plate 12b when a failure occurs in the main circuit 10A. The arc of the cutoff switch 12c is extinguished at the zero point of the alternating current to be completed in a half cycle after the failure and can operate at high speed. When operating at such a high speed, unnecessary interruption may occur due to a temporary failure, but since the high speed switch 12 continuously receives a signal from the relay and monitors a fault current, the high speed switch 12 immediately shuts down when the fault is removed. Since the switch 12c is closed, the main circuit 10A is energized to facilitate high speed operation.

상기 단락 접점(12d)은 제1전극이 상기 주회로(10A)의 제2단자(B)인 상기 커플드 인덕터(11)의 제1권선(NA)의 타단에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 커플드 인덕터(11)의 제1권선(NA)의 일단과 상기 차단스위치(12c)의 제1전극에 전기적으로 연결된다. 그리고 상기 단락 접점(12d)은 상기 반발판(12b)과 기계적으로 연결된다. 상기 단락 접점(12d)은 주회로(10A)가 정상 동작할 경우에는 개방되고, 주회로(10A)에 고장 전류가 발생될 경우에는 상기 반발판(12b)에서 발생되는 반발력에 의해서 닫히게 된다. 이러한 상기 단락 접점(12d)은 상기 커플드 인덕터(11)의 제1권선(NA)에 병렬로 연결되어, 구동코일에 흐르는 전류를 분류시켜 고장 전류가 발생될 경우 부담을 경감시키는 역할을 한다. The shorting contact 12d is electrically connected to the other end of the first winding NA of the coupled inductor 11, the first electrode of which is the second terminal B of the main circuit 10A. One end of the first winding NA of the coupled inductor 11 is electrically connected to the first electrode of the cutoff switch 12c. The short-circuit contact 12d is mechanically connected to the rebound plate 12b. The short-circuit contact 12d is opened when the main circuit 10A operates normally, and is closed by the repulsive force generated by the reaction plate 12b when a fault current is generated in the main circuit 10A. The short contact 12d is connected in parallel to the first winding NA of the coupled inductor 11 to classify the current flowing through the driving coil to reduce the burden when a fault current is generated.

상기 반도체 소자 스위치(13)는 제1전극이 상기 커플드 인덕터(11)의 제2권선(NB)의 타단에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 구동 코일(12a)의 제2전극에 전기적으로 연결된다. 상기 반도체 소자 스위치(13)는 주회로(10A)에 고장이 발생될 경우에 상기 커플드 인덕터(11)의 제2권선(NB)에 기전력이 유도 되므로 통전 되어, 상기 구동 코일(12a)로 상기 커플드 인덕터(11)의 제2권선(NB)에 의해 유도된 전류를 전달한다. 즉, 상기 반도체 소자 스위치(13)는 주회로(10A)에 고장 전류 가 발생될 경우, 통전되어 보조 회로(10B)를 폐회로로 만들고, 상기 커플드 인덕터(11)의 제2권선(NB)을 유도되는 기전력으로 형성된 전류를 상기 구동 코일(12a)로 전달하여 상기 고속 스위치(12)가 동작되도록 한다. 이러한 상기 반도체 소자 스위치(13)는 제너 다이오드 회로일 수 있다. 상기 반도체 소자 스위치(13)가 제너 다이오드 회로일 경우에는 별도의 고장 감지 장치를 이용하지 않아도 되므로 고장 전류 구동 차단기(10)를 단순화 시킬 수 있다. 이러한 제너 다이오드 회로는 도 2에서 자세히 설명하고자 한다. In the semiconductor device switch 13, a first electrode is electrically connected to the other end of the second winding NB of the coupled inductor 11, and a second electrode is electrically connected to the second electrode of the driving coil 12a. Is connected. The semiconductor element switch 13 is energized because the electromotive force is induced in the second winding NB of the coupled inductor 11 when a failure occurs in the main circuit 10A. The current induced by the second winding NB of the coupled inductor 11 is transferred. That is, when a fault current is generated in the main circuit 10A, the semiconductor element switch 13 is energized to make the auxiliary circuit 10B a closed circuit, and to close the second winding NB of the coupled inductor 11. The high speed switch 12 is operated by transferring a current formed by induced electromotive force to the driving coil 12a. The semiconductor device switch 13 may be a Zener diode circuit. When the semiconductor device switch 13 is a Zener diode circuit, the fault current driving circuit breaker 10 may be simplified because a separate fault detection device does not need to be used. This Zener diode circuit will be described in detail with reference to FIG. 2.

상기 고장 검증 장치(14)는 제1전극이 상기 반도체 소자 스위치(13)와 상기 고속 스위치(12)의 구동 코일(12a)에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 커플드 인덕터(11)의 제2권선(NB)과 상기 고속 스위치(12)의 구동 코일(12a)에 전기적으로 연결된다. 상기 반도체 소자 스위치(13)는 상기 커플드 인덕터(11)의 제2권선(NB)로 유도된 기전력에 의해서 동작하므로, 같은 전압이 고장 전류 이외의 원인에 의해서 발생될 때도 동작할 수 있다. 그러므로 상기 고장 검증 장치(14)는 일정 에너지 이하의 전류가 반도체 소자 스위치(13)를 통과할 때 일정 시간 에너지를 흡수하여 고장 전류 여부를 판단할 수 있다. 이러한 상기 고장 검증 장치(14)는 초전도체, 축전지(Capacitor), 고주파 통과 필터(High Pass Filter) 및 이의 등가 소자로 이루어질 수 있으나, 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. The failure verification device 14 has a first electrode electrically connected to the semiconductor element switch 13 and the driving coil 12a of the high speed switch 12, and a second electrode of the coupled inductor 11. It is electrically connected to the second winding NB and the drive coil 12a of the high speed switch 12. Since the semiconductor device switch 13 operates by electromotive force induced by the second winding NB of the coupled inductor 11, the semiconductor device switch 13 may operate when the same voltage is generated due to a cause other than a fault current. Therefore, the failure verifying device 14 may determine whether or not the fault current by absorbing energy for a predetermined time when a current of a predetermined energy or less passes through the semiconductor device switch 13. The failure verification device 14 may be formed of a superconductor, a capacitor, a high pass filter, and an equivalent thereof, but is not limited thereto.

상기 고장 전류 구동 차단기(10)는 주회로(10A)에 고장이 발생할 경우에, 커플드 인덕터(11)의 제1권선(NA)와 제2권선(NB)을 통해서 제2권선(NB)에 기전력이 유도되므로 보조회로(10B)의 상기 반도체 소자스위치(13)가 통전되어, 상기 고속 스위치(12)의 구동 코일(12a)에 전류를 인가하므로 반발판(12b)의 반발력으로 인해서 상기 차단스위치(12c)를 개방시키고 상기 단락 접점(12d)을 통전 시킨다. 그러므로 상기 고장 전류 구동 차단기(10)는 고장 전류를 이용하여 구동 코일(12a)에 자기장을 만들고 그에 대한 반발력을 이용하여 전자기반발식으로 스위치를 개방하므로 별도의 구동부 및 에너지원 없이 동작할 수 있다. 즉, 고장 전류 구동 차단기(10)는 장치를 별도의 에너지원을 이용하지 않으므로 기기를 단순화하고, 초고속으로 동작가능하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 그리고 부피적으로 큰 에너지원을 제거할 수 있으므로 소형 제작이 가능하고 저가격으로 제작될 수 있다.When the fault current driving circuit breaker 10 fails in the main circuit 10A, the fault current driving circuit breaker 10 is connected to the second winding NB through the first winding NA and the second winding NB of the coupled inductor 11. Since the electromotive force is induced, the semiconductor element switch 13 of the auxiliary circuit 10B is energized to apply a current to the driving coil 12a of the high speed switch 12, so that the blocking switch is caused by the repulsive force of the reaction plate 12b. 12c is opened and the short-circuit contact 12d is energized. Therefore, the fault current driving circuit breaker 10 can operate without a separate drive unit and energy source because the fault current is used to create a magnetic field in the drive coil 12a and open the switch in an electron based manner using the repulsive force. That is, since the fault current driving circuit breaker 10 does not use a separate energy source for the device, the device can be simplified and can be operated at a high speed to improve reliability. And because it can remove the bulky energy source, it can be made compact and can be manufactured at low cost.

도 2를 참조하면, 도 1의 고장 전류 구동 차단기에서 반도체 소자 스위치를 도시한 회로도가 도시되어 있다.2, a circuit diagram illustrating a semiconductor device switch in the fault current driving circuit breaker of FIG. 1 is shown.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 반도체 소자 스위치(13)는 제너 제너 다이오드 회로로 이루어질 수 있다. 이러한 제너 다이오드 회로(13)는 다이오드 중 전압이 양전압 경우에는 전류를 통전하고, 전압이 음전압일 경우 절연시키지만 항복전압 이상의 음 전압일 경우에는 전도체로 바뀌어서 전류를 통전한다.As shown in FIG. 2, the semiconductor device switch 13 may be formed of a zener zener diode circuit. The zener diode circuit 13 conducts current when the voltage in the diode is positive, and insulates it when the voltage is negative, but changes to a conductor when the voltage is negative or higher than the breakdown voltage.

상기 제너 다이오드 회로(13)는 스너버 회로(S)와 제1회로(13A), 제2회로(13B)로 이루어지며, 상기 제1회로(13A)와 제2회로(13B)는 스너버 회로(S)를 중심으로 같은 구조에 방향이 반대로 구성된다. 상기 제1회로(13A)는 제1제너 다이오드(ZD1), 제1사이리스터(SCR1), 제1다이오드(D1) 및 제1저항(R1)으로 이루어지고, 상기 제2회로(13B)는 제2제너 다이오드(ZD2), 제2사이리스터(SCR2), 제2다이오 드(D2) 및 제1저항(R1)로 이루어진다.The zener diode circuit 13 includes a snubber circuit S, a first circuit 13A, and a second circuit 13B, and the first circuit 13A and the second circuit 13B are snubber circuits. The direction is reversed in the same structure around (S). The first circuit 13A includes a first zener diode ZD1, a first thyristor SCR1, a first diode D1, and a first resistor R1, and the second circuit 13B includes a second Zener diode ZD2, second thyristor SCR2, second diode D2, and first resistor R1.

상기 스너버 회로(S)는 캐패시터(C)와 저항(R)로 이루어질 수 있다. 이러한 스너버 회로(S)는 상기 커플드 인덕터(11, 도 1참조)의 제2권선(NB)과 고속 스위치(12)의 구동 코일(12a)에 전기적으로 연결된다.The snubber circuit S may be formed of a capacitor C and a resistor R. The snubber circuit S is electrically connected to the second winding NB of the coupled inductor 11 (refer to FIG. 1) and the driving coil 12a of the high speed switch 12.

이러한 스너버 회로(S)는 주회로(10A)의 고장으로 과도 전압이 제너 다이오드 회로에 인가될 때 전압을 완화하여 전압 또는 전류가 급격하게 변화하는 것을 방지하고, 보조회로(10B)에서 발생되는 노이즈를 제거할 수 있다. The snubber circuit S prevents a sudden change in voltage or current when the transient voltage is applied to the zener diode circuit due to a failure of the main circuit 10A, and is generated in the auxiliary circuit 10B. Noise can be removed.

상기 제1사이리스터(SCR1)는 애노드가 스너버 회로(S)의 제1전극(1)에 전기적으로 연결되고, 캐소드가 스너버 회로(S)의 제2전극(2)에 전기적으로 연결되며, 제어전극이 제1다이오드(D1)의 캐소드에 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 제1사이리스터(SCR1)는 스너버 회로(S)에 병렬로 연결되고, 상기 제1다이오드(D1)를 통해 인가되는 전류에 의해서 동작한다.An anode of the first thyristor SCR1 is electrically connected to the first electrode 1 of the snubber circuit S, and a cathode of the first thyristor SCR1 is electrically connected to the second electrode 2 of the snubber circuit S. The control electrode is electrically connected to the cathode of the first diode D1. That is, the first thyristor SCR1 is connected to the snubber circuit S in parallel and operates by a current applied through the first diode D1.

상기 제1제너 다이오드(ZD1)는 애노드가 제1다이오드(D1)의 애노드에 전기적으로 연결되고, 캐소드가 제1저항(R1)에 전기적으로 연결된다. 상기 제1제너 다이오드(ZD1)는 애노드의 전압이 캐소드 전압보다 높을 경우 통전하고, 캐소드 전압이 애노드 전압보다 높을 경우에는 절연시킨다. 그러나 제1제너 다이오드(ZD1)의 캐소드 전압이 애노드 전압보다 제1제너 다이오드(ZD1)의 항복전압 이상으로 높을 경우에는 상기 제1제너 다이오드(ZD1)는 전도체가 되어 전류를 통전시킨다.In the first Zener diode ZD1, an anode is electrically connected to the anode of the first diode D1, and a cathode is electrically connected to the first resistor R1. The first zener diode ZD1 conducts electricity when the voltage of the anode is higher than the cathode voltage, and insulates the cathode when the cathode voltage is higher than the anode voltage. However, when the cathode voltage of the first zener diode ZD1 is higher than the breakdown voltage of the first zener diode ZD1 than the anode voltage, the first zener diode ZD1 becomes a conductor to conduct current.

상기 제1다이오드(D1)는 애노드가 상기 제1제너 다이오드(ZD1)의 애노드와 전기적으로 연결되고, 캐소드가 상기 제1사이리스터(SCR1)의 제어전극에 전기적으 로 연결된다. 상기 제1다이오드(D1)는 상기 제1제너 다이오드(ZD1)의 항복 전압이상의 전압으로 통전되면, 상기 제1다이오드(D1)의 캐소드와 전기적으로 연결된 상기 제1사이리스터(SCR1)의 제어전극으로 전류를 인가하여 상기 제1사이리스터(SCR1)를 동작시킨다.An anode of the first diode D1 is electrically connected to an anode of the first zener diode ZD1, and a cathode of the first diode D1 is electrically connected to a control electrode of the first thyristor SCR1. When the first diode D1 is energized with a voltage equal to or higher than the breakdown voltage of the first zener diode ZD1, a current is supplied to the control electrode of the first thyristor SCR1 electrically connected to the cathode of the first diode D1. Is applied to operate the first thyristor SCR1.

상기 제1저항(R1)은 제1전극이 제1사이리스터(SCR1)의 애노드와 스너버 회로(S)의 제1전극(1)에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 제1제너 다이오드(ZD1)의 캐소드에 전기적으로 연결된다.The first resistor R1 has a first electrode electrically connected to the anode of the first thyristor SCR1 and the first electrode 1 of the snubber circuit S, and the second electrode of the first zener diode ZD1. Is electrically connected to the cathode.

상기 제2사이리스터(SCR2)는 캐소드가 스너버 회로(S)의 제1전극(1)에 전기적으로 연결되고, 애노드가 스너버 회로(S)의 제2전극(2)에 전기적으로 연결되며, 제어전극이 제2다이오드(D2)의 캐소드에 전기적으로 연결된다. 즉, 상기 제2사이리스터(SCR2)는 스너버 회로(S)에 병렬로 연결되고, 상기 제2다이오드(D2)를 통해 인가되는 전류에 의해서 동작한다.The second thyristor (SCR2) is the cathode is electrically connected to the first electrode (1) of the snubber circuit (S), the anode is electrically connected to the second electrode (2) of the snubber circuit (S), The control electrode is electrically connected to the cathode of the second diode D2. That is, the second thyristor SCR2 is connected to the snubber circuit S in parallel and operates by a current applied through the second diode D2.

상기 제2제너 다이오드(ZD2)는 애노드가 제2다이오드(D2)의 애노드에 전기적으로 연결되고, 캐소드가 제2저항(R2)에 전기적으로 연결된다. 상기 제2제너 다이오드(ZD2)는 애노드의 전압이 캐소드 전압보다 높을 경우 통전하고, 캐소드 전압이 애노드 전압보다 높을 경우에는 절연시킨다. 그러나 제2제너 다이오드(ZD2)의 캐소드 전압이 애노드 전압보다 제2제너 다이오드(ZD2)의 항복전압 이상으로 높을 경우에는 상기 제2제너 다이오드(ZD2)는 전도체가 되어 전류를 통전시킨다.In the second Zener diode ZD2, an anode is electrically connected to the anode of the second diode D2, and a cathode is electrically connected to the second resistor R2. The second zener diode ZD2 conducts electricity when the voltage of the anode is higher than the cathode voltage, and insulates the voltage when the cathode voltage is higher than the anode voltage. However, when the cathode voltage of the second zener diode ZD2 is higher than the breakdown voltage of the second zener diode ZD2 than the anode voltage, the second zener diode ZD2 becomes a conductor to conduct current.

상기 제2다이오드(D2)는 애노드가 상기 제2제너 다이오드(ZD2)의 애노드와 전기적으로 연결되고, 캐소드가 상기 제2사이리스터(SCR2)의 제어전극에 전기적으 로 연결된다. 상기 제2다이오드(D2)는 상기 제2제너 다이오드(ZD2)의 항복 전압이상의 전압으로 통전되면, 상기 제2다이오드(D2)의 캐소드와 전기적으로 연결된 상기 제2사이리스터(SCR2)의 제어전극으로 전류를 인가하여 상기 제2사이리스터(SCR2)를 동작시킨다.An anode of the second diode D2 is electrically connected to an anode of the second zener diode ZD2, and a cathode of the second diode D2 is electrically connected to a control electrode of the second thyristor SCR2. When the second diode D2 is energized with a voltage equal to or higher than the breakdown voltage of the second zener diode ZD2, a current is supplied to the control electrode of the second thyristor SCR2 electrically connected to the cathode of the second diode D2. Is applied to operate the second thyristor (SCR2).

상기 제2저항(R2)은 제1전극이 제2사이리스터(SCR2)의 애노드와 스너버 회로(S)의 제2전극(2)에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 제2제너 다이오드(ZD2)의 캐소드에 전기적으로 연결된다.The second resistor R2 has a first electrode electrically connected to the anode of the second thyristor SCR2 and the second electrode 2 of the snubber circuit S, and the second electrode of the second zener diode ZD2. Is electrically connected to the cathode.

즉, 상기 제너 다이오드 회로(13)는 상기 스너버 회로(S)의 제1전극(1)의 전압이 제2전극(2)의 전압에 비해서 더 높을 경우에는 제2다이오드(D2)에 의해서 제2회로(13B)는 차단되어 오프상태가 된다. 그리고 이때, 제1회로(13A)는 제1제너 다이오드(ZD1)에 의해서 차단되어 오프 상태가 될 수 있으나, 상기 스너버 회로(S)의 제1전극(1)과 제2전극(2)사이의 전압이 제1제너 다이오드(ZD1)의 항복 전압보다 더 클 경우에는 제1회로(13A)는 통전되어 온 상태가 된다.That is, the zener diode circuit 13 is formed by the second diode D2 when the voltage of the first electrode 1 of the snubber circuit S is higher than that of the second electrode 2. The two circuits 13B are cut off and turned off. In this case, the first circuit 13A may be turned off by being blocked by the first Zener diode ZD1, but may be formed between the first electrode 1 and the second electrode 2 of the snubber circuit S. FIG. When the voltage at is greater than the breakdown voltage of the first zener diode ZD1, the first circuit 13A is energized.

그리고 상기 스너버 회로(S)의 제1전극(1)의 전압이 제2전극(2)의 전압에 비해서 더 낮을 경우에는 제1회로(13A)는 오프상태가 되고, 제2회로(13B)는 제2제너 다이오드(ZD2)의 항복전압 보다 더 클 경우에는 통전되어 온 상태가 된다.When the voltage of the first electrode 1 of the snubber circuit S is lower than that of the second electrode 2, the first circuit 13A is turned off, and the second circuit 13B is turned off. When the voltage is greater than the breakdown voltage of the second zener diode ZD2, the current is energized.

즉, 상기 제너 다이오드 회로(13)는 제너 다이오드(ZD1, ZD2)의 항복 전압 이상의 전류가 인가될 경우에는 제1회로(13A) 또는 제2회로(13B)가 통전되어, 상기 고속 스위치(12)의 구동 코일(12a)에 전류를 인가할 수 있으므로, 별도의 고장 감지 장치 없이 상기 고장 전류 구동 차단기(10)를 동작 시킬 수 있다. 그리고 상기 제너 다이오드 회로(13)는 수동소자로 동작할 수 있으므로 능동소자를 이용할 때에 비하여 오동작의 가능성을 더 줄일 수 있다.That is, the zener diode circuit 13 is energized by the first circuit 13A or the second circuit 13B when a current equal to or higher than the breakdown voltage of the zener diodes ZD1 and ZD2 is applied to the zener diode circuit 13, thereby providing the high speed switch 12. Since the current may be applied to the driving coil 12a, the fault current driving circuit breaker 10 may be operated without a separate fault detecting device. In addition, the zener diode circuit 13 may operate as a passive element, thereby further reducing the possibility of malfunction compared to when using an active element.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 고장 전류 구동 차단기를 도시한 회로도가 도시되어 있다.Referring to FIG. 3, there is shown a circuit diagram illustrating a fault current driving circuit breaker according to another embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이 고장 전류 구동 차단기(20)는 커플드 인덕터(11), 고속 스위치(12), 반도체 소자 스위치(23) 및 고장 감지 장치(25)를 포함 한다. 그리고 상기 고장 전류 구동 차단기(20)는 고장 검증 장치(14)를 더 포함할 수 있다. 상기 고장 전류 구동 차단기(20)는 반도체 소자 스위치(23) 및 고장 감지 장치(25)이외에는 도 1의 고장 전류 구동 차단기(10)와 동일한 구조로 이루어진다. 그러므로 고장 전류 구동 차단기(10)와 상이한 반도체 소자 스위치(23) 및 고장 감지 장치(25)를 위주로 설명하고자 한다.As illustrated in FIG. 3, the fault current driving circuit breaker 20 includes a coupled inductor 11, a high speed switch 12, a semiconductor device switch 23, and a fault detection device 25. The fault current driving circuit breaker 20 may further include a fault verifying device 14. The fault current driving circuit breaker 20 has the same structure as the fault current driving circuit breaker 10 of FIG. 1 except for the semiconductor device switch 23 and the fault detection device 25. Therefore, a description will be given focusing on the semiconductor device switch 23 and the failure detection device 25 different from the fault current driving circuit breaker 10.

상기 반도체 소자 스위치(23)는 제1전극이 상기 커플드 인덕터(11)의 제2권선(NB)의 타단에 전기적으로 연결되고, 제2전극이 상기 구동 코일(12a)의 제2전극에 전기적으로 연결된다. 상기 반도체 소자 스위치(23)는 주회로(20A)에 고장이 발생될 경우에 상기 커플드 인덕터(11)의 제2권선(NB)에 기전력이 유도 되므로 통전 되어, 상기 구동 코일(12a)로 상기 커플드 인덕터(11)의 제2권선(NB)에 의해 유도된 전류를 전달한다. 즉, 상기 반도체 소자 스위치(23)는 주회로(20A)에 고장 전류가 발생될 경우, 통전되어 보조 회로(20B)를 폐회로로 만들고, 상기 커플드 인덕터(11)의 제2권선(NB)을 유도되는 기전력으로 형성된 전류를 상기 구동 코일(12a) 로 전달하여 상기 고속 스위치(12)가 동작되도록 한다. 이러한 상기 반도체 소자 스위치(23)는 상기 고장 감지 장치(25)와 전기적으로 연결되어 상기 주회로(20A)에 고장 전류가 발생될 경우에 통전되어 상기 구동 코일(12a)로 전류를 인가한다. 그리고 상기 반도체 소자 스위치(23)는 싸이리스터(Thyristor), 트라이액(TRIAC), IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor), GTO 싸이리스터(Gate Turn-off Thyristor), SSR(Solid State Relay), FET(Field Effect Transistor), 트랜지스터 및 이의 등가 소자로 이루어질 수 있으나 본 발명에서 이를 한정하는 것은 아니다. In the semiconductor device switch 23, a first electrode is electrically connected to the other end of the second winding NB of the coupled inductor 11, and a second electrode is electrically connected to the second electrode of the driving coil 12a. Is connected. The semiconductor device switch 23 is energized because the electromotive force is induced in the second winding NB of the coupled inductor 11 when a failure occurs in the main circuit 20A. The current induced by the second winding NB of the coupled inductor 11 is transferred. That is, when a fault current is generated in the main circuit 20A, the semiconductor element switch 23 is energized to make the auxiliary circuit 20B a closed circuit, and to close the second winding NB of the coupled inductor 11. The high speed switch 12 is operated by transferring a current formed by induced electromotive force to the driving coil 12a. The semiconductor device switch 23 is electrically connected to the failure detecting device 25 and energized when a fault current is generated in the main circuit 20A to apply current to the driving coil 12a. The semiconductor device switch 23 may include a thyristor, a triac, an insulated gate bipolar transistor (IGBT), a gate turn-off thyristor (GTO), a solid state relay (SSR), and a FET (field). Effect Transistor), a transistor, and an equivalent device thereof, but is not limited thereto.

상기 고장 감지 장치(25)는 주회로(20A)에 전기적으로 연결된 변류기(CT)를 통해서 주회로(20A)에 고장 전류가 발생하였는지 여부를 감지할 수 있다. 상기 고장 감지 장치(25)는 상기 반도체 소자 스위치(23)와 전기적으로 연결되어 주회로(20A)에 고장이 발생되었을 경우에는 상기 반도체 소자 스위치(23)를 통전시킨다.The failure detection device 25 may detect whether a failure current has occurred in the main circuit 20A through a current transformer CT electrically connected to the main circuit 20A. The failure detecting device 25 is electrically connected to the semiconductor device switch 23 to energize the semiconductor device switch 23 when a failure occurs in the main circuit 20A.

상기 고장 전류 구동 차단기(20)는 주회로(20A)에 고장이 발생할 경우에, 커플드 인덕터(11)의 제1권선(NA)와 제2권선(NB)을 통해서 제2권선(NB)에 기전력이 유도되고 고장 감지 장치(25)를 통해서 보조회로(20B)의 상기 반도체 소자스위치(23)가 통전되어, 상기 고속 스위치(12)의 구동 코일(12a)에 전류를 인가하므로 반발판(12b)의 반발력으로 인해서 상기 차단스위치(12c)를 개방시키고 상기 단락 접점(12d)을 통전 시킨다. 그러므로 고장 전류 구동 차단기(20)는 고장 전류를 이용하여 구동 코일(12a)에 자기장을 만들고 그에 대한 반발력을 이용하여 전자기반 발식으로 스위치를 개방하므로 별도의 구동부 및 에너지원 없이 동작할 수 있다. 즉, 고장 전류 구동 차단기(20)는 장치를 별도의 에너지원을 이용하지 않으므로 기기를 단순화하고, 초고속으로 동작 가능하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다. The fault current driving circuit breaker 20 is connected to the second winding NB through the first winding NA and the second winding NB of the coupled inductor 11 when a failure occurs in the main circuit 20A. Electromotive force is induced and the semiconductor element switch 23 of the auxiliary circuit 20B is energized through the failure detecting device 25 to apply a current to the driving coil 12a of the high speed switch 12, thereby allowing the repulsion plate 12b to be used. Due to the repulsive force of), the cutoff switch 12c is opened and the short circuit contact 12d is energized. Therefore, the fault current driving circuit breaker 20 may operate without a separate drive unit and energy source because the fault current is used to create a magnetic field in the drive coil 12a and open the switch by electron-based utterance using the repulsive force. That is, since the fault current driving circuit breaker 20 does not use a separate energy source for the device, the device can be simplified and can be operated at a high speed to improve reliability.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 고장 전류 구동 차단기를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.What has been described above is only one embodiment for implementing a fault current driving circuit breaker according to the present invention, and the present invention is not limited to the above-described embodiment, and as claimed in the following claims, the gist of the present invention. Without departing from the technical spirit of the present invention to the extent that any person of ordinary skill in the art to which the present invention pertains various modifications can be made.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 고장 전류 구동 차단기를 도시한 회로도이다.1 is a circuit diagram illustrating a fault current driving circuit breaker according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 2는 도 1의 고장 전류 구동 차단기에서 반도체 소자 스위치를 도시한 회로도이다.FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a semiconductor device switch in the fault current driving circuit breaker of FIG. 1.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 고장 전류 구동 차단기를 도시한 회로도이다.3 is a circuit diagram illustrating a fault current driving circuit breaker according to another exemplary embodiment of the present invention.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10,20; 고장 전류 구동 차단기 11;커플드 인덕터10,20; Fault Current Driven Breaker 11; Coupled Inductors

12; 고속 스위치 13,23; 반도체 소자 스위치12; High speed switch 13,23; Semiconductor device switch

14; 고장 검증 장치 25; 고장 감지 장치14; Failure verification device 25; Fault detection device

Claims

A coupled inductor including a first winding connected to a main circuit and a second winding connected to an auxiliary circuit;

A high speed switch electrically connected to the coupled inductor to block current flowing in series from the main circuit to the first winding of the coupled inductor when a fault current occurs, and classify a current flowing through the auxiliary circuit; And

A semiconductor device switch electrically connected to the second winding of the coupled inductor and the high speed switch and energized when a fault current is generated in the main circuit, thereby transferring current to the high speed switch by electromotive force applied through the second winding; Fault current drive circuit breaker, characterized in that made.

The method of claim 1,

And a failure verifying device electrically connected to the semiconductor device switch and the high speed switch, the first electrode being electrically connected to the second winding of the coupled inductor and the second electrode to the high speed switch. Fault current driven circuit breaker.

The method of claim 1,

The high speed switch

A driving coil electrically connected between one end of a second winding of the coupled inductor and the semiconductor device switch;

A disconnect switch connected to one end of the first winding of the coupled inductor;

A short contact connected in parallel with the first winding of the coupled inductor; And

And a repelling plate mechanically connected to the cutoff switch and the shorting contact to determine the operation of the cutoff switch and the shorting contact by a magnetic field generated by a driving coil.

The method of claim 3, wherein

When the fault current is generated when the fault current is generated, the fault current drive circuit breaker, characterized in that for opening the disconnection switch by the magnetic field generated by the drive coil, and energizing the short circuit contact.

The method of claim 3, wherein

And wherein the semiconductor device switch has a first electrode electrically connected to the second end of the coupled inductor at the other end thereof, and a second electrode electrically connected to the high speed switch.

The method of claim 1,

And a failure detection device electrically connected to the semiconductor element switch to control the operation of the semiconductor switch.

The method of claim 1,

And said semiconductor element switch is a zener diode switch circuit.

The method of claim 7, wherein

The zener diode switch circuit

A snubber circuit electrically connected to the second winding of the coupled inductor and the high speed switch;

A first thyristor connected with an anode and a cathode in parallel to the snubber circuit;

A first diode having a cathode electrically connected to the control electrode of the first thyristor;

A first zener diode having an anode electrically connected to the anode of the first diode;

A first resistor electrically connected to the cathode of the first zener diode and the anode of the first thyristor;

A second thyristor connected in parallel to the snubber circuit, a cathode of which is electrically connected to an anode of the first thyristor, and an anode of which is electrically connected to a cathode of the first thyristor;

A second diode having a cathode electrically connected to the control electrode of the second thyristor;

A second zener diode having an anode electrically connected to the anode of the second diode; And

And a second resistor electrically connected to the cathode of the second zener diode and the anode of the second thyristor.