KR20110003227A - 영상변류기 없이 자동증폭도가변기를 이용하여 누설전류를 검출 및 차단하는 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 수배전반에 사용되는 누전경보기, 누전감지기, 누전보호계전기등의 장치에 있어, 영상변류기(ZCT)없이 변류기(CT)를 사용하여 누설전류를 검출하는 방법에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 수배전반의 선로와 같이 ZCT를 사용할 수 없거나 난해한 구조의 전선로에서 누전보호계전기 등의 장치에서 각상의 전류검출용 CT를 사용하여 누전을 검출하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 수배전반에서 단상 또는 3상의 전원라인에서 누설전류를 검출하는 방법에 있어서, (a) 각상의 전원라인에 설치된 변류기별 전류신호의 크기에 따라 자동 증폭도가변기를 통해 가변증폭하여 일정레벨의 전류신호를 출력하는 단계; (b) 상기 자동 증폭도 가변기를 통해 증폭된 각상의 전류신호를 버퍼로 완충시키는 단계; (c) 상기 증폭된 각상의 전류신호에서 필터를 통해 노이즈를 제거하는 단계; (d) 상기 노이즈가 제거된 각상의 전류신호를 가감산기를 통해 가감산하여 누설전류가 있는 경우에 출력신호가 발생하는 단계; (e) 상기 가감산기를 통해 발생된 출력신호의 크기가 비교기의 설정값 이상인 경우에 상기 비교기에서 출력신호가 발생하는 단계; 및 (f) 상기 비교기에서 발생된 출력신호를 동작시간 설정기를 통해 일정시간 지연시켜 트립코일에 인가하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 변류기 조합방식으로 누설전류를 검출 및 차단하는 방법을 제시한다.
본 발명을 통해 수배전반에서 단상 또는 3상 선로에 흐르는 전류를 표시하기 위하여 사용되는 기존 전류센서인 변류기의 출력을 그대로 이용하여 누설전류를 검 출 및 차단할 수 있으므로, 수배전반에 부피가 크고 무거운 영상변류기(ZCT)의 설비시공이 불필요하며 고감도의 검출기능이 요구되는 경우에 영상변류기의 고비용 소요에 따른 문제점을 해결할 수 있게 된다
Figure P1020090060890
수배전반, 자동증폭도가변기, 가감산기, 누전보호계전기

Description

영상변류기 없이 자동증폭도가변기를 이용하여 누설전류를 검출 및 차단하는 방법{The detection and trip method of the leakage current via automatic amplified variable device without zero-phase sequence current transformer}
본 발명은 수배전반에 사용되는 누전경보기, 누전감지기, 누전보호계전기등의 장치에 있어, 영상변류기(ZCT)없이 변류기(CT)를 사용하여 누설전류를 검출하는 방법에 관한 것이다.
보다 자세하게는, 수배전반의 선로와 같이 ZCT를 사용할 수 없거나 난해한 구조의 전선로에서 누전보호계전기 등의 장치에서 각상의 전류검출용 CT를 사용하여 누전을 검출하는 방법에 관한 것이다.
수배전반에 사용되는 지락보호계전기는 전류/영상 전류를 검출하여 누전(지락)전류 발생시에 이를 차단한다.
도 1은 단락과 누전상태를 표시하는 상태도면으로서, 도시된 바는 상선라인(R상, S상, T상)끼리 서로 합선된 단락상태(a')와 상선이 지면에 떨어져 접지되는 누전 또는 지락상태(b')를 표시하고 있다.
도 2a 는 누전(GR)을 검출하기 위한 종래의 영상변류기(ZCT)를 나타내며, 도 2b는 과전류(OC)를 검출하기 위한 변류기를 나타내는 도면으로서, 도시된 바처럼 영상변류기는 각상의 상선라인(R상, S상, T상)이 모두 영상변류기를 관통하도록 구성되어, 1차측 3상 전원으로부터 유기되는 1차측 전원의 제로 위상을 2차측 권취코일을 통해 소전압으로 검출하여 누전여부를 판단하게 된다.
상기 영상변류기의 중앙 코아를 관통하는 3상 전원(R, S, T)은 위상이 120도의 차이를 가지고 있으며, 상기 3상 전원 중 어느 하나의 전원전압의 위상이 영상일 경우 나머지 두 전원전압의 위상의 합은 영전압이 되며, 영상변류기는 이러한 각상의 전원전압의 파형에서 벡터합을 통해 누전여부를 판단하게 된다.
또한, 변류기(CT)는 코아의 중앙부로는 1차측 상선라인별로 각각이 통과하며, 1차측 전원선으로 흐르는 고전압, 대전류는 상기 권취된 코일로 유기되도록 하되, 그 출력치는 소전압, 소전류로 함으로써 상기 고전압 대전류를 쉽게 검출하도록 하고 있다. 이는 1차측 전원선의 권선비와 2차측 전원선의 권선비에 따라 검출범위를 달리할 수 있게 된다.
따라서, 수배전반 등에 있어 통상적으로 변류기는 각상의 전원라인에 설치하여 3개의 변류기를 구성하고, 별도의 영상변류기를 따로 설치하여 대전압, 고전류의 검출오차를 줄이도록 하고 있다.
그러나, 변류기와 영상변류기를 각각으로 설치해야 하는 불편함, 특히, 영상변류기를 수배전반에 시공하는 경우에 영상변류기의 무게와 크기가 커서 설치공간이 커지므로 수배전반의 부피가 커지고, 무거운 하중에 의한 견고한 설치구조의 구현화에 따른 고비용이 발생하며, 동재질의 전선의 굵은 상선라인을 모두 관통시키 는 경우의 시공경비 상승 등의 비용증가 및 비효율성을 내포하고 있어 변류기와 영상변류기를 일체화하고자 하는 시스템이 요구되고 있는 실정이다.
도 3은 종래기술에 따른 전류/영상 전류검출기를 나타내고 있는데, 도시된 바는 등록실용신안 공보 20-2000-0006601호의 일체형 전류/영상 전류검출기를 나타내고 있으며, 일체형 검출기내에 변류기와 영상변류기를 함께 내장시켜 영상전류와 과전류를 검출하는 하나의 기구장치를 제시하고 있다.
또한, 특허등록공보 10-0887550호에는 배선용차단기의 2차측에 3상 변류기, 영상변류기와 이를 전기적으로 결합할 수 있는 입출력 단자를 구비한 일체형의 전류 및 지락전류 검출기(ZOCT)를 제시하고 있다.
그러나, 이러한 공보상의 종래기술에는 변류기와 영상변류기를 함께 내장시켜 일체화시킨 구성에 불과하여, 영상변류기는 반드시 설치가 되어야만 하는 구조상의 한계를 갖고 있다.
도 4는 종래의 수배전반에서 변류기의 잔류회로를 이용한 지락전류를 검출하는 구성도로서, 변류기의 2차측의 잔류회로를 이용하여 지락전류를 검출하게 된다.
그러나, 변류기를 관통하는 각상의 2차 잔류회로에 의해 지락전류를 검출하는 방식은 정밀도가 매우 떨어져 정격전류의 10%(0.1탭)이하는 검출이 어려운 실정이다.
다시말해, 프레임전류(정격전류)가 1000A인 경우의 지락전류는 최소검출탭인 10%(0.1탭), 즉 100A 이상이 되어야 지락보호 계전기가 동작한다. 일반적으로 저압선로의 지락전류는 수십A 인데, 이러한 저압선로의 지락전류는 종래의 방식으로는 검출자체가 어려워서 그에 따른 화재가 발생하는 경우가 빈번했다.
또한, 잔류회로를 영상전류를 얻는 방법은 직접접지 계통에서 지락전류가 큰 경우에만 적용될 수 있으며, 고저항 접지 계통에서는 접지전류가 진상전류(충전전류)에 비해 적기 때문에 잔류회로에는 전류가 적어 이러한 방법을 사용하는 자체가 힘든 문제점이 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위하여 본 발명은 수배전반에서 단상 또는 3상 선로에 흐르는 전류를 표시하기 위하여 사용되는 기존 전류센서인 변류기의 출력을 그대로 이용하면서도 저압선로의 아주 미세한 누전전류까지도 검출하여 차단하도록 구성된 변류기 조합방식으로 누설전류를 검출 및 차단하는 방법을 제시하는 것을 목적으로 한다.
특히, 저압선로의 아주 미세한 누전전류까지도 검출하기 위해 증폭기를 사용하면서도 누설전류증폭기를 통한 증폭도가 커짐에 따라 발생하는 고전류의 누설전류를 제어하는 방법을 제시하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 수배전반에서 단상 또는 3상의 전원라인에서 누설전류를 검출하는 방법에 있어서, (a) 각상의 전원라인에 설치된 변류기별 전류신호의 크기에 따라 자동 증폭도가변기를 통해 가변증폭하여 일정레벨의 전류신호를 출력하는 단계; (b) 상기 자동 증폭도 가변기를 통해 증폭된 각상의 전류신호를 버퍼로 완충시키는 단계; (c) 상기 증폭된 각상의 전류신호에서 필터를 통해 노이즈를 제거하는 단계; (d) 상기 노이즈가 제거된 각상의 전류신호를 가감산기를 통해 가감산하여 누설전류가 있는 경우에 출력신호가 발생하는 단계; (e) 상기 가감산기를 통해 발생된 출력신호의 크기가 비교기의 설정값 이상인 경우에 상기 비교기에서 출력신호가 발생하는 단계; 및 (f) 상기 비교기에서 발생된 출력 신호를 동작시간 설정기를 통해 일정시간 지연시켜 트립코일에 인가하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 변류기 조합방식으로 누설전류를 검출 및 차단하는 방법을 제시한다.
상기 (a)단계는, (a-1) 각상의 전원라인에 설치된 변류기별 전류신호가 상기 자동증폭도가변기를 통해 일정배수로 증폭되도록 초기값을 설정하는 단계; (a-2) 상기 자동증폭도가변기에서 변류기별 전류신호를 검출하여 검출된 전류신호의 전압레벨을 자동증폭도가변기에 내장된 다수의 비교기의 설정값과 순차적으로 비교되는 단계; 및 (a-3) 상기 검출된 전류신호의 전압레벨이 다수의 비교기별 각각의 설정값 이상인 경우에 발생된 출력신호에 의해 자동증폭도가변기의 저항값이 바뀌면서 증폭도가 다단으로 변하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 자동증폭도가변기에는 다단증폭되도록 다수의 비교기의 설정값은 10배수 전압레벨 단위로 설정되며, 각각의 비교기를 통해 발생되는 출력신호에 따라 저항값이 가변되면서 증폭도가 1/10배 단위로 변하도록 하여, 검출된 전류신호의 전압레벨에 무관하게 자동증폭도가변기의 전류신호의 출력값이 일정하도록 구성될 수 있다.
상기 (d)단계에서, (d-1) 상기 가감산기는 제1차동증폭기를 통해 3상 전원라인의 각상의 전류신호를 입력받아 차동증폭하는 단계; 및 (d-2) 상기 제 1차동증폭기를 통해 차동증폭되어 출력되는 출력신호와 중성선라인의 전류신호를 입력받아 제 2차동증폭기를 통해 차동증폭하는 단계;를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 (f)단계에서 동작시간 설정기에 설정된 시간동안 계속적으로 상기 비교 기에서 출력신호가 입력되지 않는 경우에 동작시간 설정기가 리셋되면서 출력신호를 발생하지 않도록 구성될 수 있다.
본 발명에 의한 영상변류기 없이 자동증폭도가변기를 이용하여 누설전류를 검출 및 차단하는 방법에 의해 다음과 같은 효과를 달성할 수 있다.
첫 번째로, 본 발명을 통해 수배전반에서 단상 또는 3상 선로에 흐르는 전류를 표시하기 위하여 사용되는 기존 전류센서인 변류기의 출력을 그대로 이용하여 누설전류를 검출 및 차단할 수 있으므로, 수배전반에 부피가 크고 무거운 영상변류기(ZCT)의 설비시공이 불필요하며 고감도의 검출기능이 요구되는 경우에 영상변류기의 고비용 소요에 따른 문제점을 해결할 수 있게 된다.
두 번째로, 각상의 전원라인에 설치된 변류기별 전류신호의 크기에 따라 자동 증폭도가변기를 통해 다단증폭되면서 일정레벨의 전류신호를 출력하도록 함으로써 저압선로의 아주 미세한 누전전류 검출용 증폭기를 사용하여 증폭도가 커짐에 따라 발생하는 고전류의 누설전류도 마찬가지로 수월하게 제어할 수 있게 된다.
세번째로, 변류기를 통해 입력되는 전류신호를 가감산기를 통해 영상신호를 검출할 수 있으며, 가감산기의 가감산결과 출력값이 나오면 누설전류의 픽업(PICK UP)값과 비교하여 설정 픽업값보다 크게 입력되면 픽업출력값이 타이머가 내장된 동작시간설정기에 입력되어 설정된 시간값을 경과후 자석트립장치(MTD)를 동작시키도록 함으로써, 누설전류의 크기와 지속여부를 판단하여 오동작을 방지하는 효과가 있다.
이하 본 발명인 자동증폭도가변기를 이용하여 누설전류를 검출 및 차단하는 방법에 대해 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단상 2선식, 삼상 3선식, 삼상 4선식에서 변류기(CT) 조합방식으로 누설전류를 검출하는 시스템을 도시한 것이다.
도시된 바처럼 본 발명에는 자동증폭도가변기(100), 버퍼(200), 필터(300), 가감산기(400), 비교기(500), 동작시간설정기(600)등을 포함하여 구성된다.
상기 자동증폭도가변기(100)는 각상의 전원라인에 설치된 변류기별 전류신호의 크기에 따라 가변증폭하여 일정레벨의 전류신호를 출력하도록 구성된다. 상기 버퍼(200)는 자동 증폭도 가변기(100)를 통해 증폭된 각상의 전류신호를 완충시키게 되며, 상기 증폭된 각상의 전류신호에서 필터(300)를 통해 노이즈가 제거된다.
상기 가감산기(400)는 노이즈가 제거된 각상의 전류신호를 가감산하여 누설전류가 있는 경우에 출력신호가 발생시키며, 상기 비교기(500)는 상기 가감산기(400)를 통해 발생된 출력신호의 크기가 비교기(500)의 설정값 이상인 경우에 출력신호를 발생시킨다.
상기 동작시간설정기(600)는 상기 비교기(500)에서 발생된 출력신호를 일정시간 지연시켜 트립코일에 인가하여 자석트립장치(700, MTD)가 작동하게 된다.
이하 본 발명에 따른 변류기(CT) 조합방식으로 누설전류를 검출하는 시스템의 작동방법에 대해 자세하게 설명한다.
변류기의 권선비율이 정격전류 3000A에서 3000:1인 경우, 정격전류의 0.1%인 3A가 누설전류로 1차측에 흐르면 2차측에는 3mA가 유기되어 미세한 저전류를 제어하기가 어렵다.
이를 해결하기 위해, 증폭기를 구성하여 저전류를 증폭하게 되면 노이즈가 발생되어 노이즈 제거를 위한 구성이 추가로 필요하게 되며, 또한 증폭을 통해 저전류를 제어하게 되면 누설전류가 큰 10%인 경우는 300A일 때, 100mA의 2차전류가 유기되는데, 이 때의 증폭기를 통한 증폭도가 커져서 100배의 증폭이라면 10A가 되므로 결국 고전류의 제어가 어렵게 되는 문제가 발생된다.
이를 해결하기 위해, 본 발명에서는 자동가변증폭기(100)를 구성하여 초기설정으로 저전류에 중점을 두어 저전류를 100배 증폭하고, 중전류의 경우는 1배, 고전류는 1/10배로 증폭도를 가변 조절하도록 구성된다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 각상의 전류검출센서인 변류기(CT)로 변압비 가 일정비의 크기로 입력되는 초기전류신호를 자동증폭도가변기(100)에서 비반전증폭을 통해 초기값인 100배(100ref)로 증폭하도록 설정된다.
상기 자동증폭도가변기(100)에 의한 비반전증폭출력은 초기값 100배에 설정되어있고, A지점의 전류신호의 검출값이 피드백되어, 자동증폭도 가변기(100)의 다수의 비교기(120, 130, 140)로 전류신호의 전압레벨이 입력되면서 각각의 비교기(120, 130, 140)에 설정된 비교값인 0.1A-전압레벨(0.1ref), 1A-전압레벨(1ref), 10A-전압레벨(10ref)의 비교값과 순차적으로 각각 비교된다.
더욱 구체적으로 설명하면, 각상의 전원라인에 설치된 변류기별 전류신호의 검출전류신호가 10mA인 경우에는 상기 자동증폭도가변기(100)에 입력되는 경우에 모든 비교기(120, 130, 140)에 설정된 비교값 이상이 되지 않기 때문에 자동증폭도가변기(100)의 초기값인 100배수로 증폭되면서 1V의 전압레벨을 갖는 전류신호를 출력하게 된다.
만약, 각상의 전원라인에 설치된 변류기별 전류신호의 검출전류신호가 100mA인 경우에는 상기 자동증폭도가변기(100)에 입력되는 경우에 비교기(120)에 설정된 비교값인 0.1A-전압레벨 이상이기 때문에 비교기(120)으로부터 출력신호가 발생되면서 자동증폭도가변기(100)의 저항값이 바뀌면서 증폭도가 초기값인 100배에서 10배로 다단으로 변하게 되면서, 마찬가지로 1V의 전압레벨을 갖는 전류신호를 출력하게 된다.
또한, 각상의 전원라인에 설치된 변류기별 전류신호의 검출전류신호가 1A인 경우에는 상기 자동증폭도가변기(100)에 입력되는 경우에 비교기(120)에 설정된 비교값인 0.1A-전압레벨과 비교기(130)에 설정된 1A-전압레벨 이상이기 때문에 비교기(120, 130)으로부터 출력신호가 발생되면서 자동증폭도가변기(100)의 저항값이 바뀌면서 증폭도가 초기값인 100배에서 1배로 다단으로 변하게 되면서, 1V의 전압레벨을 갖는 전류신호를 출력하게 된다.
또한, 각상의 전원라인에 설치된 변류기별 전류신호의 검출전류신호가 10A인 경우에는 상기 자동증폭도가변기(100)에 입력되는 경우에 비교기(120)에 설정된 비교값인 0.1A-전압레벨과 비교기(130)에 설정된 1A-전압레벨 및 비교기(140)에 설정된 10A-전압레벨 이상이기 때문에 비교기(120, 130, 140)으로부터 출력신호가 발생 되면서 자동증폭도가변기(100)의 저항값이 바뀌면서 증폭도가 초기값인 100배에서 1/10배로 다단으로 변하게 되면서, 1V의 전압레벨을 갖는 전류신호를 출력하게 된다.
결국, 상기 자동증폭도가변기(100)에는 다단증폭되도록 다수의 비교기(120, 130, 140)의 설정값은 10배수 전압레벨 단위로 설정되며, 검출된 전류신호의 전압레벨은 각각의 비교기(120, 130, 140)와 자동비교되면서 각각의 비교기(120, 130, 140)에서 발생되는 출력신호에 따라 저항값이 가변되면서 증폭도가 1/10배 단위로 변하도록 하여, 검출된 전류신호의 전압레벨에 무관하게 자동증폭도가변기(100)의 전류신호의 출력값이 일정하도록 구성된다.
본 발명의 상기의 자동증폭도가변기(100)를 통한 4단증폭 기능은 정격전류보다 1000% 내지 2000%의 순간적인 순시전류가 발생되는 경우에도 검출이 가능할 뿐만 아니라 정격전류의 3000 내지 4000%에 해당하는 순시전류가 발생되는 경우에도 검출이 가능해진다.
따라서, 본 발명을 통해 누설전류가 저전류인 경우를 제어하기 위해 증폭도를 크게 하더라도, 자동증폭도가변기(100)의 전류신호의 출력값이 일정하도록 구성함으로써 누설전류가 고전류인 경우에도 가변증폭으로 인해 제어가 수월해지는 효과가 있다.
상기 자동증폭도가변기(100)를 통해 증폭된 각상의 전류신호를 버퍼(200)의 1:1 또는 10:1의 완충회로에서 전류신호를 안정화시키고 필터(300)를 거쳐 노이즈 를 제거한 후 각상의 전류신호를 가산기 또는 감산기 또는 가감산기(400)에 입력시켜 가감산 결과값을 출력한다.
도 8a, 8b는 단상 2선식, 도 9a, 9b는 삼상 3선식, 도 10a, 10b는 삼상 4선식에서 저항부하시 전류파형 및 가감산기의 작동상태를 도시한 것이다.
도시된 바는 누설전류가 발생되지 않는 경우의 상태를 도시한 것으로서, 누설전류가 발생되지 않는 경우는 R,S,T,N상 전원의 위상의 합이 0가 되고 있음을 나타내고 있다.
따라서, 가감산기(400)에 구성되는 차동증폭기의 입력전원의 가감산은 0이 되면서 출력신호를 발생하지 않으나, 누설전류(Ig)가 있는 경우에는 가감산이 0이 되지 않기 때문에 가감산기(400)로부터 출력신호가 발생하게 된다.
즉, 가감산기(400)는 각상의 전원이 가감산기(400)에 입력 후 출력이 제로가 되도록 영점조정을 통하여 출력의 정밀도를 높이고 특히 상기 자동 증폭도가변기(100)에서 각상전원의 변류기(CT)를 통한 검출신호가 소전류, 중전류, 고전류에 따라 가변된 출력값이 일정하게 변화하는가를 확인하게 된다.
도 10a, 10b는 삼상 4선식에서 저항부하시 전류파형 및 가감산기의 작동상태를 나타낸 것인데, 도시된 바처럼 가감산기(400)는 제 1차동증폭기(420)과 제 2차동증폭기(440)를 통해 2단계로 구성되며, 1단계로 제 1차동증폭기(420)를 통해 3상 전원라인의 각상의 전류신호를 입력받아 차동증폭하게 되며, 2단계로 상기 제 1차 동증폭기(420)를 통해 차동증폭되어 출력되는 출력신호와 중성선라인의 전류신호를 입력받아 제 2차동증폭기(440)를 통해 차동증폭하게 된다.
즉, 가감산기(400)에 구성되는 제 1,2차동증폭기(420, 440)의 입력전원의 가감산은 0이 되면서 출력신호를 발생하지 않으나, 누설전류(Ig)가 있는 경우에는 가감산이 0이 되지 않기 때문에 가감산기(400)로부터 출력신호가 발생하게 된다.
다음으로, 상기 가감산기(400)를 통해 가감산결과 발생된 출력신호의 크기가 비교기(500)의 설정값 이상인 경우에 상기 비교기(500)에서 출력신호가 발생한다.
상기 비교기(500)에는 누설전류의 픽업(PICK UP)값이 설정되며, 가감산기(400)의 가감산결과 출력값이 나오면 누설전류의 픽업(PICK UP)값과 비교하여 설정 픽업값보다 크게 입력되면 픽업출력값이 타이머가 내장된 동작시간설정기(600)에 입력되어 설정된 시간값을 경과후 MTD(700)를 동작시킨다.
상기 동작시간 설정기(700)의 타이머에 설정된 시간동안 계속적으로 상기 비교기(500)에서 출력신호가 입력되지 않는 경우에 동작시간 설정기(600)가 리셋되면서 출력신호를 발생하지 않도록 구성된다.
따라서, 타이머에 설정된 시간동안 계속적으로 누설전류가 발생되지 않는 경우라면 일시적으로 발생되는 누설전류라고 판단하여 MTD(700)를 동작시키지 않게 함으로써, 일시적으로 발생되는 누설전류로 인한 오동작을 방지할 수 있게 된다.
본원발명에 의한 변류기 조합방식으로 누설전류를 검출 및 차단하는 방법은 누전설정전류범위 설정치를 초과할 시 경보 및 차단동작 신호출력시간을 부가하여 누전경보기, 누전감지기, 누전보호계전기에 적용될 수 있을 것이다.
이상 본 발명의 상세한 설명에서는 도시된 도면을 참조하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 구성은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이다.
도 1은 단락과 누전상태를 표시하는 상태도면이다.
도 2a 는 누전(GR)을 검출하기 위한 종래의 영상변류기(ZCT)를 나타내며, 도 2b는 과전류(OC)를 검출하기 위한 변류기를 나타내는 도면이다.
도 3은 종래기술에 따른 전류/영상 전류검출기를 나타낸다.
도 4는 종래의 수배전반에서 변류기의 잔류회로를 이용한 지락전류를 검출하는 구성도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 단상 2선식, 삼상 3선식, 삼상 4선식에서 변류기(CT) 조합방식으로 누설전류를 검출하는 시스템을 도시한 것이다.
도 8a, 8b는 단상 2선식, 도 9a, 9b는 삼상 3선식, 도 10a, 10b는 삼상 4선식에서 저항부하시 전류파형 및 가감산기의 작동상태를 도시한 것이다.
*도면에 주요부분에 대한 기호의 설명*
100: 자동증폭도가변기 200: 버퍼
300: 필터 400: 가감산기
500: 비교기 600: 동작시간설정기
700:자석트립장치(MTD)

Claims (5)

  1. 수배전반에서 단상 또는 3상의 전원라인에서 누설전류를 검출하는 방법에 있어서,
    (a) 각상의 전원라인에 설치된 변류기별 전류신호의 크기에 따라 자동 증폭도가변기를 통해 가변증폭하여 일정레벨의 전류신호를 출력하는 단계;
    (b) 상기 자동 증폭도 가변기를 통해 증폭된 각상의 전류신호를 버퍼로 완충시키는 단계;
    (c) 상기 증폭된 각상의 전류신호에서 필터를 통해 노이즈를 제거하는 단계;
    (d) 상기 노이즈가 제거된 각상의 전류신호를 가감산기를 통해 가감산하여 누설전류가 있는 경우에 출력신호가 발생하는 단계;
    (e) 상기 가감산기를 통해 발생된 출력신호의 크기가 비교기의 설정값 이상인 경우에 상기 비교기에서 출력신호가 발생하는 단계; 및
    (f) 상기 비교기에서 발생된 출력신호를 동작시간 설정기를 통해 일정시간 지연시켜 트립코일에 인가하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상변류기 없이 자동증폭도가변기를 이용하여 누설전류를 검출 및 차단하는 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 (a)단계는,
    (a-1) 각상의 전원라인에 설치된 변류기별 전류신호가 상기 자동증폭도가변기를 통해 일정배수로 증폭되도록 초기값을 설정하는 단계;
    (a-2) 상기 자동증폭도가변기에서 변류기별 전류신호를 검출하여 검출된 전류신호의 전압레벨을 자동증폭도가변기에 내장된 다수의 비교기의 설정값과 순차적으로 비교되는 단계; 및
    (a-3) 상기 검출된 전류신호의 전압레벨이 다수의 비교기별 각각의 설정값 이상인 경우에 발생된 출력신호에 의해 자동증폭도가변기의 저항값이 바뀌면서 증폭도가 다단으로 변하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상변류기 없이 자동증폭도가변기를 이용하여 누설전류를 검출 및 차단하는 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 자동증폭도가변기에는 다단증폭되도록 다수의 비교기의 설정값은 10배수 전압레벨 단위로 설정되며, 각각의 비교기를 통해 발생되는 출력신호에 따라 저항값이 가변되면서 증폭도가 1/10배 단위로 변하도록 하여, 검출된 전류신호의 전압레벨에 무관하게 자동증폭도가변기의 전류신호의 출력값이 일정하도록 구성된 것을 특징으로 하는 영상변류기 없이 자동증폭도가변기를 이용하여 누설전류를 검출 및 차단하는 방법.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 (d)단계에서,
    (d-1) 상기 가감산기는 제1차동증폭기를 통해 3상 전원라인의 각상의 전류신호를 입력받아 차동증폭하는 단계; 및
    (d-2) 상기 제 1차동증폭기를 통해 차동증폭되어 출력되는 출력신호와 중성 선라인의 전류신호를 입력받아 제 2차동증폭기를 통해 차동증폭하는 단계;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 영상변류기 없이 자동증폭도가변기를 이용하여 누설전류를 검출 및 차단하는 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 (f)단계에서 동작시간 설정기에 설정된 시간동안 계속적으로 상기 비교기에서 출력신호가 입력되지 않는 경우에 동작시간 설정기가 리셋되면서 출력신호를 발생하지 않도록 구성된 것을 특징으로 하는 영상변류기 없이 자동증폭도가변기를 이용하여 누설전류를 검출 및 차단하는 방법.
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