KR20110011521A - Apparatus for detecting resistive ground leakage current and cabinet panel having this - Google Patents

Apparatus for detecting resistive ground leakage current and cabinet panel having this Download PDF

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KR20110011521A
KR20110011521A KR1020100032205A KR20100032205A KR20110011521A KR 20110011521 A KR20110011521 A KR 20110011521A KR 1020100032205 A KR1020100032205 A KR 1020100032205A KR 20100032205 A KR20100032205 A KR 20100032205A KR 20110011521 A KR20110011521 A KR 20110011521A
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일성이앤지(주)
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Abstract

PURPOSE: A resistive leakage current detecting device and a cabinet panel thereof are provided to simplify a circuit and to improve an amplification rate. CONSTITUTION: An alarm current reference value setup unit(71) sets an emergency signal electric current reference value. A reference value storage unit(72) stores the set emergency signal electric current reference value. A comparator(73) compares the saved emergency current reference value with a resistive leakage current value. When a resistive leakage current value is greater than the saved emergency current reference value, the emergency signal is outputted. An alarm unit(74) executes an emergency signal by the alarm signal of the comparator.

Description

저항성누설전류 검출장치 및 이를 구비한 분전반{APPARATUS FOR DETECTING RESISTIVE GROUND LEAKAGE CURRENT AND CABINET PANEL HAVING THIS} Resistive leakage current detection device and distribution panel having same {APPARATUS FOR DETECTING RESISTIVE GROUND LEAKAGE CURRENT AND CABINET PANEL HAVING THIS}

본 발명은, 저항성누설전류 검출장치 및 이를 구비한 분전반에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 합성누설전류에서 저항성누설전류를 추출함에 있어 합성누설전 류의 정(+)의 신호만 증폭시킨 후 적분기를 이용하여 전원 주파수의 매 한 주기 마다 저항성누설전류를 출력시킴으로써, 회로가 간단하고 증폭율이 높아 누전 경보기에 활용될 수 있는 저항성누설전류 검출장치 및 이를 구비한 분전반에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for detecting a resistive leakage current and a distribution panel having the same, and more particularly, to extracting a resistive leakage current from a synthetic leakage current and integrating only a positive signal of the synthetic leakage current. The present invention relates to a resistive leakage current detecting device and a distribution panel having the same, which output a resistive leakage current every one cycle of a power supply frequency.

일반적으로 누설전류를 측정하는 데에는 누설전류검출기(영상변류기, ZCT, Zero Current Transformer)를 사용한다. 그런데, 누설전류검출기를 사용하면 대지절연저항을 통하여 대지로 흐르는 저항성누설전류와 전선로의 대지정전용량으로 인하여 대지로 흐르는 용량성누설전류가 합쳐진 합성누설전류의 형태로 측정된다. 전기화재 또는 인체감전 등의 전기재해는 저항성누설전류에 의하여 발생하고 용량성누설전류는 전기재해와는 무관하다. 그런데, 종래의 누전 차단기나 누전 경보기는 저항성누설전류와 용량성누설전류가 합쳐진 합성누설전류에 의해 작동하기 때문에 전선로가 길거나 전선로가 물에 잠기는 등 용량성누설전류가 증가하는 경우에는 저항성누설전류가 작아도 누전 차단기나 누전 경보기가 작동하게 된다. 즉, 오동작이 빈번히 발생하게 된다. 이런 이유로, 일부 전선로에서는 검사 시에만 누전 차단기나 누전 경보기를 동작시키고 평상시에는 꺼놓는 경우도 있다.Generally, leakage current detectors (image current transformers, ZCTs, and zero current transformers) are used to measure leakage currents. However, when the leakage current detector is used, it is measured in the form of a synthetic leakage current in which the resistive leakage current flowing to the ground through the ground insulation resistance and the capacitive leakage current flowing to the ground are combined. Electrical disasters such as electric fire or human electric shock are caused by resistive leakage current, and capacitive leakage current is not related to electrical disaster. However, the conventional ground fault circuit breaker or ground fault alarm is operated by a composite leakage current in which the resistive leakage current and the capacitive leakage current are combined. Therefore, when the capacitive leakage current increases, such as a long cable line or a water line submerged, the resistive leakage current is increased. Even if it is small, an earth leakage breaker or an earth leakage alarm is activated. That is, malfunctions frequently occur. For this reason, on some lines, the earth leakage breaker or earth leakage alarm can only be activated during inspection and turned off normally.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 근래에 합성누설전류에서 저항성누설전류를 추출해 내는 방법들이 개발되어 실용화되고 있다. 그러나, 아직까지 그 방법이 복잡하고 고비용이 요구될 뿐만 아니라 그 응용범위가 제한적이다. 예를 들면, 누설전류 분석기나 누전 차단기 등에 합성누설전류에서 저항성누설전류를 추출해 내는 방법이 적용되고 있으나, 누전 경보기에 적용된 사례는 아직까지 없다. 따라서, 누전 경보기에의 적용이 절실히 요망된다.  In order to solve such a problem, methods for extracting a resistive leakage current from a synthetic leakage current have been developed and put into practical use. However, the method is still complicated and expensive, and its application range is limited. For example, a method of extracting a resistive leakage current from a synthetic leakage current, such as a leakage current analyzer or an earth leakage breaker, has been applied. Therefore, application to an earth leakage alarm is desperately desired.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 합성누설전류에서 저항성누설전류를 추출함에 있어 합성누설전류의 정(+)의 신호만 증폭시킨 후 적분기를 이용하여 전원 주파수의 매 한주기 마다 저항성누설전류를 출력시킴으로써, 회로가 간단하면서도 증폭율이 높아 누전 경보기에 활용될 수 있는 저항성누설전류 검출장치를 제공하는 것이다.The present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention, in the extraction of the resistive leakage current from the synthetic leakage current by amplifying only the positive signal of the synthetic leakage current using an integrator By outputting a resistive leakage current every cycle of the power frequency, to provide a resistive leakage current detection device that can be utilized in the earth leakage alarm with a simple circuit and high amplification rate.

또한, 본 발명의 다른 목적은, 저항성누설전류 검출장치를 분기회로가 많은 분전반에 적용함으로써 전기 재해를 효과적으로 예방할 수 있는 분전반을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a distribution panel which can effectively prevent an electrical disaster by applying a resistive leakage current detection device to a distribution panel having many branch circuits.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저항성누설전류 검출장치는, 전선로로부터 합성누설전류를 검출하는 누설전류검출기; 상기 누설전류검출기에서 검출된 합성누설전류의 위상을 보정하는 위상 보정기; 전선로의 전압을 검출하여 동기신호를 발생하는 전원 동기신호 발생기; 위상이 보정된 합성누설전류와 전원 동기신호를 입력받아 전원주파수의 매 한주기 마다 저항성누설전류를 계산하는 한주기 적분기; 경보전류 기준치를 설정하는 경보전류 기준치 설정기; 설정된 상기 경보전류 기준치를 저장하는 기준치 저장기; 저장된 상기 경보전류 기준치와 상기 저항성누설전류의 값을 비교하여 상기 저항성누설전류의 값이 상기 저장된 경보전류 기준치보다 크면 경보신호를 출력하는 비교기; 및 상기 비교기가 출력한 경보 신호에 의해 경보를 발하는 경보기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Resistive leakage current detection device according to the present invention for achieving the above object, the leakage current detector for detecting a composite leakage current from the wire; A phase corrector for correcting a phase of the synthetic leakage current detected by the leakage current detector; A power supply synchronous signal generator for detecting a voltage on a wire and generating a synchronous signal; A one-cycle integrator that receives the phase-corrected synthesized leakage current and the power synchronization signal and calculates the resistive leakage current at each cycle of the power frequency; An alarm current reference value setter for setting an alarm current reference value; A reference value storage unit for storing the set alarm current reference value; A comparator comparing the stored alarm current reference value with the value of the resistive leakage current and outputting an alarm signal if the value of the resistive leakage current is greater than the stored alarm current reference value; And an alarm for alarming by the alarm signal output by the comparator.

상기 한주기 적분기는, 합성누설전류의 정(+)의 신호만 증폭시키는 정신호 연산증폭기; 및 상기 정신호 연산증폭기의 출력을 입력받아 전원주파수의 매 한주기 마다 저항성누설전류를 계산하는 디지털 적분기;를 포함하는 것이 바람직하다.The one cycle integrator may include a positive signal operational amplifier configured to amplify only a positive signal of a synthetic leakage current; And a digital integrator that receives the output of the constant signal operational amplifier and calculates a resistive leakage current every cycle of the power frequency.

본 발명에 따른 저항성누설전류 검출장치는 상기 전선로가 복수 개인 경우, 복수 개의 전선로로부터 추출된 각 저항성누설전류 중 1개를 선택하는 채널 선택 스위치;를 더욱 포함하는 것이 바람직하다.The resistive leakage current detecting apparatus according to the present invention may further include a channel selection switch for selecting one of the resistive leakage currents extracted from the plurality of wire paths when there are a plurality of the wire paths.

상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 저항성누설전류 검출장치를 구비한 분전반은, 주 차단기; 상기 주 차단기의 2차 측에 연결되어 있는 분기 차단기; 및 상기 분기 차단기의 2차측에 연결되어 있는 상기 저항성누설전류 검출장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.Distributing panel with a resistive leakage current detection device according to the present invention for achieving the above another object, the main circuit breaker; A branch breaker connected to the secondary side of the main breaker; And the resistive leakage current detection device connected to the secondary side of the branch breaker.

본 발명에 따른 저항성누설전류 검출장치는, 누설전류검출기(ZCT)로 검출한 합성누설전류에서 용량성누설전류를 제거한 저항성누설전류만을 추출함에 있어서 합성누설전류의 정(+)의 신호만 증폭시킨 후 적분기를 이용하여 전원 주파수의 매 한주기 마다 저항성누설전류를 출력시킴으로써 회로가 간단하면서도 증폭율이 높아 누전 경보기에 활용될 수 있다.The resistive leakage current detecting device according to the present invention amplifies only a positive signal of the synthetic leakage current in extracting only the resistive leakage current from which the capacitive leakage current is removed from the synthetic leakage current detected by the leakage current detector (ZCT). By using resistive leakage current in every cycle of power frequency by using post integrator, the circuit is simple and its amplification rate is high, so it can be used for earth leakage alarm.

또한, 저항성누설전류가 정해진 기준치를 초과하면 경보램프나 경보부저를 작동되어 누전화재나 인체감전 등의 전기재해를 사전에 예방할 수 있는 효과를 도모한다. In addition, when the resistive leakage current exceeds a predetermined reference value, an alarm lamp or an alarm buzzer is activated to prevent an electrical accident such as a telephone leakage or human electric shock in advance.

또한, 저항성누설전류의 수치가 저항성누설전류 표시기에 표시됨으로서 순수한 누설전류를 감시할 수 있어 전선로의 대지절연 상태를 정확히 파악할 수 있는 이점이 있다. In addition, since the value of the resistive leakage current is displayed on the resistive leakage current indicator, it is possible to monitor the pure leakage current, so that there is an advantage of accurately grasping the earth insulation state of the line.

또한, 전선로의 저항성누설전류를 항상 파악할 수 있어 누전경보가 작동하기 전이라도 누전원인을 제거하여 누전으로 인한 전력손실을 줄일 수 있으므로 에너지절감 효과도 크다.In addition, since the resistance leakage current of the cable line can always be identified, the power loss due to the short circuit can be reduced by eliminating the ground fault even before the ground fault alarm is activated.

또한, 용량성누설전류와 저항성누설전류가 합쳐진 합성누설전류에 의해 누전 경보기가 작동하는 것이 아니라, 저항성누설전류에 의해서만 누전 경보기가 작동하는 것이므로 오동작이 발생하지 않으며, 이에 따라 누전 경보기를 꺼놓는 일이 없어지므로 배전계통의 전기재해에 대한 안전도가 크게 향상된다.In addition, the ground fault alarm is not operated by the combined leakage current combined with the capacitive leakage current and the resistive leakage current. Instead, the ground fault alarm is operated only by the resistive leakage current. Therefore, malfunction does not occur. This eliminates the need for greatly improving the safety of electrical distribution systems.

또한, 복수 개의 누설전류검출기를 동시에 복수 개의 전선로에 접속시킬 수 있어 분기회로가 많은 분전반에 적용하면 더욱 효과적으로 전기 재해를 예방할 수 있다.In addition, a plurality of leakage current detectors can be connected to a plurality of wire paths at the same time, and when applied to a distribution panel having many branch circuits, it is possible to more effectively prevent electrical disasters.

또한, 저항성누설전류의 경보 기준치를 간편하게 조정할 수 있어 일반 주택, 사무실 빌딩, 상가 건물, 산업체의 공장 등 모든 배전선로에 적용 가능하다.In addition, the alarm threshold value of the resistance leakage current can be easily adjusted, so that it can be applied to all distribution lines such as general houses, office buildings, commercial buildings, and industrial factories.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항성누설전류 검출장치가 3개의 분기선이 있는 분전반에 설치된 것을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 전원전압과 누설전류와의 위상관계를 개략적으로 도시한 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항성누설전류 검출장치의 기능을 블록선도로 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 한주기 적분기의 내부 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 5는 한주기 적분기 내의 입력 및 출력 파형을 개략적으로 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 저항성누설전류 검출장치 패널의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다.FIG. 1 schematically illustrates a resistive leakage current detecting apparatus according to an embodiment of the present invention installed in a distribution panel having three branch lines.
2 is a graph schematically illustrating a phase relationship between a power supply voltage and a leakage current.
3 is a block diagram schematically illustrating the function of the resistive leakage current detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 schematically shows the internal configuration of a one-cycle integrator.
5 schematically illustrates the input and output waveforms within a one-cycle integrator.
6 schematically illustrates an example of the resistive leakage current detecting device panel of the present invention.

이하, 실시예를 통하여 본 발명을 좀 더 구체적으로 살펴보지만, 하기 예에 본 발명의 범주가 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the scope of the present invention is not limited to the following Examples.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항성누설전류 검출장치가 3개의 분기선이 있는 분전반에 설치된 것을 개략적으로 도시한 것이다. 도 2는 전원전압과 누설전류와의 위상관계를 개략적으로 도시한 그래프이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 저항성누설전류 검출장치의 기능을 블록선도로 개략적으로 도시한 것이다. FIG. 1 schematically illustrates a resistive leakage current detecting apparatus according to an embodiment of the present invention installed in a distribution panel having three branch lines. 2 is a graph schematically illustrating a phase relationship between a power supply voltage and a leakage current. 3 is a block diagram schematically illustrating the function of the resistive leakage current detecting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 저항성누설전류 검출장치를 구비한 분전반은, 주 차단기(10), 상기 주 차단기(10)의 2차 측에 연결되어 있는 메인 부스바(20), 상기 메인 부스바(20)를 파지하여 주차단기(10) 측으로 전기적으로 접속하는 분전반용 핸디툴(30), 1차 측이 상기 분전반용 핸디툴(30)에 연결되어 있는 분기 차단기(40); 및 상기 분기 차단기(40)의 2차측 및 상기 메인 부스바(20)에 연결되어 있는 저항성누설전류 검출장치(50)를 포함한다. 본 실시예에서는 분전반용 핸디툴(30)이 설치되어 있으나, 상기 분전반용 핸디툴(30)의 설치는 생략될 수 있다. Referring to FIG. 1, a distribution panel including a resistive leakage current detecting apparatus according to the present invention includes a main breaker 10, a main busbar 20 connected to a secondary side of the main breaker 10, and a main A distribution board handy tool 30 for holding the bus bar 20 and electrically connected to the parking terminal 10 side, and a branch breaker 40 having a primary side connected to the distribution board handy tool 30; And a resistive leakage current detecting device 50 connected to the secondary side of the branch breaker 40 and the main busbar 20. In this embodiment, the distribution panel handy tool 30 is installed, but the installation of the distribution panel handy tool 30 may be omitted.

도 3을 참조하면, 상기 저항성누설전류 검출장치(50)는, 전선로로부터 합성누설전류를 검출하는 3개의 분기선에 설치된 3개의 누설전류검출기(61), 상기 누설전류검출기(61)에서 검출된 합성누설전류의 위상을 보정하는 위상 보정기(62), 메인 부스바로부터 전압을 검출하여 동기신호를 발생하는 전원 동기신호 발생기(63), 및 위상이 보정된 합성누설전류와 전원 동기신호를 입력받아 전원의 매 한주기 마다 저항성누설전류를 계산하는 한주기 적분기(64), 3개의 분기선으로부터 추출된 각 저항성누설전류 중 1개를 선택하는 채널 선택 스위치(65), 상기 채널 선택 스위치(65)에 의해 선택된 저항성누설전류의 값을 표시하는 저항성누설전류 표시기(66)를 포함한다. 본 실시예에서는 저항성누설전류 검출장치가 3개의 분기선으로 구성된 분전반에 적용됨에 따라 채널 선택 스위치를 포함하고 있으나, 1개의 분기선으로 구성된 분전반에 저항성누설전류 검출장치가 적용되는 경우 채널 선택 스위치를 생략할 수 있다.Referring to FIG. 3, the resistive leakage current detecting device 50 includes three leakage current detectors 61 provided at three branch lines for detecting a composite leakage current from a wire line, and the synthesis detected by the leakage current detector 61. A phase compensator 62 for correcting the phase of the leakage current, a power supply synchronizing signal generator 63 for detecting a voltage from the main busbar, and generating a synchronizing signal; By one cycle integrator 64 for calculating the resistive leakage current at every one cycle of the channel, a channel selection switch 65 for selecting one of the resistive leakage currents extracted from three branch lines, and the channel selection switch 65 A resistive leakage current indicator 66 is displayed that indicates the value of the selected resistive leakage current. In the present embodiment, the resistive leakage current detection device includes a channel selection switch as it is applied to a distribution panel composed of three branch lines. However, when the resistive leakage current detection apparatus is applied to a distribution panel composed of one branch line, the channel selection switch may be omitted. Can be.

또한, 상기 저항성누설전류 검출장치(50)는, 경보전류 기준치를 설정하는 경보전류 기준치 설정기(71), 설정된 상기 경보전류 기준치를 저장하는 기준치 저장기(72), 저장된 상기 경보전류 기준치와 상기 저항성누설전류의 값을 비교하여 상기 저항성누설전류의 값이 상기 저장된 경보전류 기준치보다 크면 경보신호를 출력하는 비교기(73) 및 상기 비교기(73)가 출력한 경보 신호에 의해 경보를 발하는 경보기(74)를 포함한다.In addition, the resistive leakage current detecting device 50 includes an alarm current reference value setter 71 for setting an alarm current reference value, a reference value store 72 for storing the set alarm current reference value, the stored alarm current reference value and the The comparator 73 outputting an alarm signal when the value of the resistive leakage current is greater than the stored alarm current reference value by comparing the value of the resistive leakage current, and an alarm 74 that emits an alarm by the alarm signal output by the comparator 73. ).

상기 경보전류 기준치 설정기(71)는 증가버튼(77)과 감소버튼(78)의 조작에 의해 용이하게 경보전류 기준치를 설정할 수 있다. The alarm current reference value setter 71 can easily set the alarm current reference value by operating the increase button 77 and the decrease button 78.

상기 경보기(74)는 3개 분기선에 대한 3개의 누전 경보 램프(75) 및 1개의 누전 경보 부저(76)를 포함한다. 누전 경보 램프는 분기선의 숫자만큼 설치되나 누전 경보 부저는 1개가 설치되는 것이 바람직하다.The alarm 74 includes three ground fault alarm lamps 75 and one ground fault alarm buzzer 76 for three branch lines. The earth leakage alarm lamp is installed by the number of branch lines, but one earth leakage alarm buzzer is preferably installed.

본 발명에 따른 저항성누설전류 검출장치(50)가 작동되는 과정을 살펴본다.The process of operating the resistive leakage current detecting device 50 according to the present invention will be described.

누설전류검출기(61)에서 검출한 합성누설전류(Ig)는 도 2에 도시한 바와 같이 대지절연저항을 통하여 대지로 흐르는 저항성누설전류(Igr)와 전선로의 대지정전용량으로 인하여 대지로 흐르는 용량성누설전류(Igc)의 합이다. 저항성누설전류(Igr)는 전원전압(V)과 동상이고 용량성누설전류(Igc)는 전원전압(V)보다 위상이 90도 앞선다. 그런데, 전기화재 또는 인체감전 등의 전기재해는 저항성누설전류(Igr)에 의하여 발생하고 용량성누설전류(Igc)는 전기재해와는 무관하다. 따라서, 누설전류 검출장치는 전기재해를 예방 또는 방지하는데 그 목적이 있기 때문에 저항성누설전류(Igr)에 의하여 작동하는 것이 이상적이다.The composite leakage current Ig detected by the leakage current detector 61 has a capacitive property that flows to the ground due to the resistive leakage current Igr flowing to the ground through the ground insulation resistance and the ground capacitance of the wire. It is the sum of the leakage current Igc. The resistive leakage current Igr is in phase with the power supply voltage V, and the capacitive leakage current Igc is 90 degrees ahead of the power supply voltage V. However, electrical disasters such as electric fire or human body electric shock are generated by the resistive leakage current Igr, and the capacitive leakage current Igc is irrelevant to the electrical disaster. Therefore, the leakage current detection device is ideally operated by the resistive leakage current Igr because its purpose is to prevent or prevent electrical disaster.

위상 보상기(62)가 누설전류검출기(61)에서 검출된 합성누설전류(Ig)를 입력으로 받아 누설전류검출기(61)에서 발생한 합성누설전류(Ig)의 위상변화를 보상하고, 전원 동기신호발생기(63)가 메인 부스바로부터 전압을 검출하여 전원 동기신호를 발생한다. 한주기 적분기(64)는 위상이 보상된 합성누설전류(Ig)와 전원 동기신호를 입력으로 받아 전원의 매 한주기 마다 저항성누설전류(Igr)를 계산해 낸다. 한주기 적분기(64)의 기능을 자세히 설명하면 아래와 같다.The phase compensator 62 receives the synthesized leakage current Ig detected by the leakage current detector 61 as an input to compensate for the phase change of the synthesized leakage current Ig generated by the leakage current detector 61, and generates a power supply synchronization signal generator. 63 detects a voltage from the main busbar and generates a power supply synchronization signal. The one-cycle integrator 64 receives the phase-compensated composite leakage current Ig and the power supply synchronization signal and calculates the resistive leakage current Igr every one cycle of the power supply. The function of the one-cycle integrator 64 is described in detail below.

도 4는 한주기 적분기의 내부 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 도 5는 한주기 적분기 내의 입력 및 출력 파형을 개략적으로 도시한 것이다.4 schematically shows the internal configuration of a one-cycle integrator. 5 schematically illustrates the input and output waveforms within a one-cycle integrator.

도 4를 참조하면, 한주기 적분기(64)는 정(+)신호 연산증폭기(81)와 디지털 적분기(82)를 포함한다. 정(+)신호 연산증폭기(81)는 입력신호의 정(+)의 신호만 증폭하여 출력하고 부(-)의 신호는 출력하지 않는 연산증폭기이다. 정(+)신호 연산증폭기(81)는 일반 연산증폭기에 전원을 정(+)의 직류전압(Single Power Supply)만 인가하면 되기 때문에 구현하기가 매우 쉽다. 또한, 정(+)신호 연산증폭기(81)는 일반 연산증폭기에 비해 회로가 간단한 이점이 있다. 디지털 적분기(82)는 통상의 마이크로프로세서로 구현되며 상기의 전원 동기신호에 따라 입력신호를 적분하며 전원의 매 한주기 마다 적분치를 출력한다. Referring to FIG. 4, the one-cycle integrator 64 includes a positive signal operational amplifier 81 and a digital integrator 82. The positive signal operational amplifier 81 is an operational amplifier that amplifies and outputs only the positive signal of the input signal and does not output the negative signal. The positive signal operational amplifier 81 is very easy to implement because only a positive DC voltage is applied to the general operational amplifier. In addition, the positive signal operational amplifier 81 has an advantage in that the circuit is simpler than a general operational amplifier. The digital integrator 82 is implemented with a conventional microprocessor and integrates an input signal according to the power synchronization signal, and outputs an integral value every one cycle of the power supply.

한주기 적분기(64) 내의 각 부분의 입력 또는 출력파형은 도 5에 도시된 바와 같다. 전원 동기신호(es)는 전원전압 순시치의 정(+) 또는 부(-)에 따라 크기가 1 또는 0 이 되는 구형파이다. 누설전류검출기(61)에서 측정한 합성누설전류(ig)는 정(+)신호 연산증폭기(81)에 입력된다. 정(+)신호 연산증폭기(81)는 입력된 합성누설전류(ig)의 정(+)의 신호만 증폭하고 부(-)의 신호는 증폭하지 않는다. 정(+)신호 연산증폭기(81)의 출력(is)을 보면, 정(+)의 신호는 연산증폭기의 전원전압(Vdc)까지 증폭되어 있는 반면 부(-)의 신호는 0이다. 따라서, 본 발명에 따른 정(+)신호 연산증폭기(81)를 사용하면 일반 연산증폭기에 비해 증폭율이 높아 누전 경보기에 적합한 이점이 있다. The input or output waveform of each part in the one period integrator 64 is as shown in FIG. The power synchronization signal e s is a square wave whose magnitude is 1 or 0 depending on the positive (+) or negative (-) of the instantaneous power supply voltage. The synthetic leakage current i g measured by the leakage current detector 61 is The positive signal is input to the operational amplifier 81. The positive signal operational amplifier 81 amplifies only the positive signal of the input synthesized leakage current i g and does not amplify the negative signal. Looking at the output (i s ) of the positive signal operational amplifier 81, the positive signal is amplified to the power supply voltage V dc of the operational amplifier while the negative signal is zero. Therefore, when the positive signal operational amplifier 81 according to the present invention is used, the amplification rate is higher than that of the general operational amplifier, and thus, there is an advantage suitable for an earth leakage alarm.

이후, 디지털 적분기(82)는 상기 정(+)신호 연산증폭기(81)의 출력을 입력받아 이를 적분하여 전원의 매 한주기 마다 저항성누설전류(Igr)를 출력한다. 디지털 적분기(82)의 적분과정을 설명하면 아래와 같다.Thereafter, the digital integrator 82 receives the output of the positive signal operational amplifier 81 and integrates the output of the resistive leakage current Igr every one cycle of the power supply. The integration process of the digital integrator 82 is described below.

피감시 전선로의 합성누설전류가 고조파 없는 정현파라면 합성누설전류의 순시치(ig)는 아래의 수학식 1과 같이 표시될 수 있다.If the synthesized leakage current of the monitored wire is a sine wave without harmonics, the instantaneous value of the synthesized leakage current (i g ) may be expressed by Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, Ig는 합성누설전류 실효치이고, ω는 전원전압의 각속도이며, θ는 피감시 전선로 전압과 합성누설전류와의 위상각이다.Where Ig is the effective value of the synthesized leakage current, ω is the angular velocity of the power supply voltage, and θ is the phase angle between the voltage to be monitored and the synthesized leakage current.

상기 한주기 적분기(64) 내에서는 정(+)신호 연산증폭기(81)의 출력신호(is)를 디지털 적분기(82)가 입력받아 전원의 매 한주기 마다 적분하여 출력을 내는데 동기신호가 1 기간에 적분한 값에서 동기신호가 0 기간에 적분한 값을 뺀 것이다. 따라서, 한주기 적분기(64)의 최종 출력은 아래의 수학식 2로 표현될 수 있다.In the one-cycle integrator 64, the digital integrator 82 receives the output signal i s of the positive signal operational amplifier 81 and integrates the output signal every one period of the power supply. The value integrated in the period is subtracted from the value integrated in the period 0. Therefore, the final output of the one period integrator 64 can be represented by the following equation (2).

Figure pat00002
Figure pat00002

상기 수학식 2를 보면 한주기 적분기(64)의 최종 출력은 저항성누설전류(Igr)가 됨을 알 수 있다.Referring to Equation 2, it can be seen that the final output of the one-cycle integrator 64 becomes the resistive leakage current Igr.

다시 도 3으로 돌아가서, 채널 선택스위치(65)는 3개의 입력 중 1개를 선택하는 기능을 하며, 본 발명에 따른 저항성누설전류 검출장치에서는, 후술할 도 6의 채널 선택 스위치의 푸시버튼을 한번 누를 때마다 채널이 순차적으로 선택된다. 3 again, the channel select switch 65 functions to select one of three inputs. In the resistive leakage current detecting apparatus according to the present invention, the push button of the channel select switch of FIG. Each press selects the channel sequentially.

선택채널 표시기(67)는 선택된 채널의 번호를 숫자로 표시한다. 저항성누설전류 표시기(66)는 선택된 채널의 저항성누설전류의 값을 숫자로 표시한다.The select channel indicator 67 displays the number of the selected channel numerically. The resistive leakage current indicator 66 numerically displays the value of the resistive leakage current of the selected channel.

본 발명에 따른 저항성누설전류 검출장치에서는 경보를 발하기 위한 경보전류의 기준치를 채널 마다 다르게 설정할 수 있다. 우선, 증가 버튼(77)과 감소 버튼(78)을 이용하여 경보전류 기준치 설정기(71)가 원하는 경보전류 기준치(Iref)를 설정하도록 한다. 채널 선택스위치(65)에 의하여 채널이 선택되면 저장 스위치(79)를 작동시켜 설정된 경보전류 기준치(Iref)를 기준치 저장기(72)에 저장시킨다. 기준전류 표시기(80)는 선택된 채널의 기준치 저장기(72)에 저장된 경보전류 기준치(Iref)를 숫자로 표시한다. In the resistive leakage current detecting apparatus according to the present invention, the reference value of the alarm current for alarming can be set differently for each channel. First, the alarm current reference value setter 71 sets the desired alarm current reference value I ref by using the increase button 77 and the decrease button 78. When a channel is selected by the channel selection switch 65, the storage switch 79 is operated to store the set alarm current reference value I ref in the reference value store 72. The reference current indicator 80 numerically displays the alarm current reference value I ref stored in the reference value storage unit 72 of the selected channel.

비교기(73)는 각 채널 마다 한 개씩 있으며 기준치 저장기(72)에 저장된 기준치(Iref)와 해당 채널의 저항성누설전류(Igr)의 값을 비교하여 저항성누설전류(Igr)의 값이 저장된 기준치(Iref)보다 크면 경보신호를 출력한다. 누전 경보 램프(75)도 각 채널 마다 한 개씩 있으며 채널 선택스위치(65)와 관계없이 경보신호를 발하는 모든 채널의 누전 경보 램프(75)는 동시에 점등된다.One comparator 73 is provided for each channel, and the reference value I ref stored in the reference value store 72 is compared with the value of the resistive leakage current Igr of the corresponding channel to store the value of the resistive leakage current Igr. If it is greater than ( I ref), alarm signal is output. There is also one earth leakage alarm lamp 75 for each channel, and the earth leakage alarm lamp 75 of all channels which emit an alarm signal is turned on at the same time regardless of the channel selection switch 65.

누전 경보 부저(76)는 한 개만 있으며 모든 비교기(73) 중 한 개의 비교기(73)만 경보신호를 발해도 누전 경보 부저(76)가 울린다.There is only one earth leakage alarm buzzer 76 and the earth leakage alarm buzzer 76 sounds even if only one comparator 73 of all the comparators 73 emits an alarm signal.

이렇듯, 본 발명에 따르면, 누설전류검출기(ZCT)로 검출한 합성누설전류에서 용량성누설전류를 제거한 저항성누설전류만을 추출함에 있어, 정(+)신호 연산증폭기와 디지털 적분기의 구성을 통해 합성누설전류의 정(+)의 신호만 증폭시킨 후 전원 주파수의 매 한주기 마다 저항성누설전류를 출력시킴으로써 회로가 간단하면서도 증폭율이 높아 누전 경보기에 활용될 수 있는 저항성누설전류 검출장치를 제공할 수 있다. 따라서, 저항성누설전류가 정해진 기준치를 초과하면 누전 경보 램프나 누전 경보 부저를 작동되어 누전화재나 인체감전 등의 누전으로 인한 전기재해를 사전에 예방할 수 있는 효과를 도모할 수 있고, 합성누설전류에 의한 오작동이 발생하지 않아 누전 경보기를 꺼놓는 불법이 없어지게 된다. As described above, according to the present invention, in extracting only the resistive leakage current from which the capacitive leakage current is removed from the synthesized leakage current detected by the leakage current detector (ZCT), the composite leakage is formed through the configuration of a positive signal operational amplifier and a digital integrator. By amplifying only a positive signal of current and outputting a resistive leakage current at every cycle of the power frequency, the circuit can be provided with a resistive leakage current detection device that can be utilized in an earth leakage alarm due to its simple circuit and high amplification rate. . Therefore, when the resistive leakage current exceeds the predetermined threshold value, the ground fault alarm lamp or ground fault alarm buzzer is activated to prevent the electrical disaster caused by the ground fault or human electric shock. There is no malfunction caused by the malfunction of the earth leakage alarm is eliminated.

또한, 본 발명의 저항성누설전류 검출장치를 설치하면 전선로의 저항성누설전류를 항시 알 수 있어 누전 경보 램프나 누전 경보 부저가 작동하기 전이라도 누전원인을 제거할 수 있기 때문에 누전으로 인한 전력손실을 줄일 수 있다. In addition, if the resistive leakage current detection device of the present invention is installed, the resistance leakage current of the cable line can be always known, so that the power supply fault can be removed even before the ground fault alarm lamp or the ground fault alarm buzzer is operated. Can be.

또한, 복수 개의 누설전류검출기를 동시에 복수 개의 전선로에 접속시킬 수 있어 분기회로가 많은 분전반에 적용하면 더욱 효과적으로 전기 재해를 예방할 수 있다.In addition, a plurality of leakage current detectors can be connected to a plurality of wire paths at the same time, and when applied to a distribution panel having many branch circuits, it is possible to more effectively prevent electrical disasters.

도 6은 본 발명의 저항성누설전류 검출장치의 패널의 일 예를 개략적으로 도시한 것이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 저항성누설전류 검출장치의 패널에는 채널 선택스위치(65), 선택 채널 표시기(67), 선택 채널의 저항성누설전류 표시기(66), 경보전류 기준치 증가 버튼(77), 경보전류 기준치 감소버튼(78), 경보전류 기준치 저장 스위치(79), 경보기준 전류 표시기(80), 누전 경보 램프(75) 및 누전 경보 부저(76)가 배열되어 있다. 본 발명에 따르면, 저항성누설전류의 수치를 저항성누설전류 표시기(66)로 표시함으로써 순수한 누설전류를 감시할 수 있어 전선로의 대지절연 상태를 정확히 파악할 수 있는 이점이 있고, 또한, 전선로의 저항성누설전류를 항상 파악할 수 있어 누전 경보 램프(75)나 누전 경보 부저(76)가 작동하기 전이라도 누전원인을 제거하여 누전으로 인한 전력손실을 줄일 수 있으므로 에너지절감 효과도 크다.6 schematically shows an example of a panel of the resistive leakage current detecting device of the present invention. Referring to FIG. 6, the panel of the resistive leakage current detecting apparatus of the present invention includes a channel selection switch 65, a selection channel indicator 67, a resistance leakage current indicator 66 of a selection channel, and an alarm current reference value increasing button 77. The alarm current reference value reducing button 78, the alarm current reference value storage switch 79, the alarm reference current indicator 80, the ground fault alarm lamp 75 and the ground fault alarm buzzer 76 are arranged. According to the present invention, since the value of the resistive leakage current is displayed by the resistive leakage current indicator 66, it is possible to monitor the pure leakage current, so that the earth insulation state of the cable line can be accurately understood, and the resistive leakage current of the wire line. Since it is always possible to grasp the earth leakage alarm lamp 75 or the earth leakage alarm buzzer 76 before the power supply is removed by reducing the power loss due to the short-circuit, the energy saving effect is also great.

본 실시예에서는 3개의 분기선을 가진 분전반에 저항성누설전류 검출장치가 설치된 형태를 설명하였으나, 3개를 초과하는 분기선, 2개 또는 1개의 분기선을 가진 분전반에 저항성누설전류 검출장치가 설치되는 형태의 실시예도 가능하다. 그리고, 분기선의 개수가 달라짐에 따라 누설전류검출기, 위상 보정기, 한주기 적분기, 기준치 저장기, 비교기, 누전 경보 램프의 개수도 그에 상응하게 변경되는 것은 자명하다.In the present embodiment, the resistive leakage current detection device is installed in a distribution panel having three branch lines, but the resistive leakage current detection device is installed in a distribution panel having more than three branch lines, two or one branch line. Embodiments are also possible. As the number of branch lines varies, it is obvious that the number of leakage current detectors, phase compensators, one period integrators, reference value stores, comparators, and ground fault alarm lamps also change correspondingly.

이상에서는 본 발명의 특정의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변형은 청구 범위 기재의 범위 내에 있게 된다. While specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described specific embodiments, and the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Anyone of ordinary skill in the art can make various modifications, as well as such modifications are within the scope of the claims.

10: 주 차단기 20: 메인 부스바
30: 분전반용 핸디툴 40: 분기 차단기
50: 저항성누설전류 검출장치 61: 누설전류검출기
62: 위상 보정기 63: 전원 동기신호 발생기
64: 한주기 적분기 65: 채널 선택 스위치
66: 저항성누설전류 표시기 71: 경보전류 기준치 설정기
72: 기준치 저장기 73: 비교기
74: 경보기 75: 누전 경보 램프
76: 누전 경보 부저 81: 정(+)신호 연산증폭기
82: 디지털 적분기 10: main breaker 20: main busbar
30: Handy tool for distribution board 40: Branch breaker
50: resistive leakage current detection device 61: leakage current detector
62: phase compensator 63: power synchronization signal generator
64: one cycle integrator 65: channel select switch
66: resistive leakage current indicator 71: alarm current reference setter
72: reference store 73: comparator
74: alarm 75: short circuit alarm lamp
76: earth leakage alarm buzzer 81: positive signal operational amplifier
82: digital integrator

Claims (4)

전선로로부터 합성누설전류를 검출하는 누설전류검출기;
상기 누설전류검출기에서 검출된 합성누설전류의 위상을 보정하는 위상 보정기;
전선로의 전압을 검출하여 동기신호를 발생하는 전원 동기신호 발생기;
위상이 보정된 합성누설전류와 전원 동기신호를 입력받아 전원주파수의 매 한주기 마다 저항성누설전류를 계산하는 한주기 적분기;
경보전류 기준치를 설정하는 경보전류 기준치 설정기;
설정된 상기 경보전류 기준치를 저장하는 기준치 저장기;
저장된 상기 경보전류 기준치와 상기 저항성누설전류의 값을 비교하여 상기 저항성누설전류의 값이 상기 저장된 경보전류 기준치보다 크면 경보신호를 출력하는 비교기; 및
상기 비교기가 출력한 경보 신호에 의해 경보를 발하는 경보기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항성누설전류 검출장치.A leakage current detector for detecting a synthetic leakage current from the cable line;
A phase corrector for correcting a phase of the synthetic leakage current detected by the leakage current detector;
A power supply synchronous signal generator for detecting a voltage on a wire and generating a synchronous signal;
A one-cycle integrator that receives the phase-corrected synthesized leakage current and the power synchronization signal and calculates the resistive leakage current at each cycle of the power frequency;
An alarm current reference value setter for setting an alarm current reference value;
A reference value storage unit for storing the set alarm current reference value;
A comparator comparing the stored alarm current reference value with the value of the resistive leakage current and outputting an alarm signal if the value of the resistive leakage current is greater than the stored alarm current reference value; And
And an alarm for generating an alarm by the alarm signal output by the comparator. 제1 항에 있어서, 상기 한주기 적분기는,
합성누설전류의 정(+)의 신호만 증폭시키는 정신호 연산증폭기; 및
상기 정신호 연산증폭기의 출력을 입력받아 전원주파수의 매 한주기 마다 저항성누설전류를 계산하는 디지털 적분기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항성누설전류 검출장치.The method of claim 1, wherein the one period integrator,
A positive signal operational amplifier for amplifying only a positive signal of the synthetic leakage current; And
And a digital integrator configured to receive the output of the constant signal operational amplifier and calculate a resistive leakage current at every one cycle of a power frequency. 제2 항에 있어서, 상기 전선로가 복수 개인 경우, 복수 개의 전선로로부터 추출된 각 저항성누설전류 중 1개를 선택하는 채널 선택 스위치;를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 저항성누설전류 검출장치.The resistive leakage current detecting device of claim 2, further comprising: a channel selection switch for selecting one of the resistive leakage currents extracted from the plurality of wire paths when there are a plurality of the wire paths. 주 차단기;
상기 주 차단기의 2차 측에 연결되어 있는 분기 차단기;
상기 분기 차단기의 2차 측에 연결되어 있는 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 저항성누설전류 검출장치;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항성누설전류 검출장치를 구비한 분전반.Main breaker;
A branch breaker connected to the secondary side of the main breaker;
Claims 1 to 3 is connected to the secondary side of the breaker resistance resistance current detection device according to any one of claims; distribution panel comprising a resistance leakage current detection device comprising a.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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