KR20130067826A - 정격전류를 선택하는 가조정형 차단기 - Google Patents

정격전류를 선택하는 가조정형 차단기 Download PDF

Info

Publication number
KR20130067826A
KR20130067826A KR1020110134781A KR20110134781A KR20130067826A KR 20130067826 A KR20130067826 A KR 20130067826A KR 1020110134781 A KR1020110134781 A KR 1020110134781A KR 20110134781 A KR20110134781 A KR 20110134781A KR 20130067826 A KR20130067826 A KR 20130067826A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
current
circuit breaker
overcurrent
integrated circuit
trip
Prior art date
Application number
KR1020110134781A
Other languages
English (en)
Inventor
서문수
Original Assignee
주식회사 두원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 두원 filed Critical 주식회사 두원
Priority to KR1020110134781A priority Critical patent/KR20130067826A/ko
Publication of KR20130067826A publication Critical patent/KR20130067826A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165—Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16566—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533
    • G01R19/16571—Circuits and arrangements for comparing voltage or current with one or several thresholds and for indicating the result not covered by subgroups G01R19/16504, G01R19/16528, G01R19/16533 comparing AC or DC current with one threshold, e.g. load current, over-current, surge current or fault current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00—Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10—Operating or release mechanisms
    • H01H71/12—Automatic release mechanisms with or without manual release
    • H01H71/14—Electrothermal mechanisms
    • H01H71/16—Electrothermal mechanisms with bimetal element
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • H02H3/33—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 부하장비 또는 선로에 발생하는 누설 전류를 감지하여 주전원을 차단함으로써 부하장비와 선로 및 인체를 보호하는 장치인 회로차단기에 관한 것으로서, 변류기에 연결된 저항값을 변경함으로써 정격전류를 사용자 편의에 맞게 변경하여 사용 가능한 '가조정형 차단기'이다.
기존의 차단기는 과전류 트립 소자로서 바이메탈이나 오일대쉬팟(ODP: Oil Dash Pot)과 같은 과전류 트립(Trip) 소자를 사용하는 정격전류를 변경할 수 없는 고정형으로서, 차단기를 생산하는 생산자나 사용하는 사용자의 입장에서 생산 및 구매를 효율적으로 운용하기 어렵다는 단점으로 작용한다. 본 발명은 정격전류를 사용자가 간단하게 조정할 수 있는 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는, 변류기(CT)를 이용하여 전류를 감지하고, 변류기에 연결된 집적회로(IC)가 과전류를 파악하여 과전류일 경우에 전자코일을 통해 트립(Trip)을 수행한다. 변류기에는 가변저항을 연결하여 집적회로로 입력되는 전류값을 가변저항을 통해 조정함으로써 차단기의 정격전류를 조정할 수 있다.
본 발명에서는, 과전류 트립을 위하여 변류기와 집적회로를 사용하기 때문에 정격전류가 50A 이상의 차단기를 작은 크기로 제작할 수 있으며, 사용자가 가변저항값만 조정함으로써 차단기의 정격전류를 변경할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 선로에 과전류가 감지되었을 때에 트립에 소요되는 시간을 원하는 값으로 설정함으로써 기존 차단기의 경우보다 짧은 시간에 동작하므로 설비 보호가 신속하게 된다는 장점이 있다.

Description

정격전류를 선택하는 가조정형 차단기{Rated current selective adjustable circuit breaker}
본 발명은 부하장비 또는 선로에 발생하는 누설 전류를 감지, 부하전류의 사용량을 감지하여 일정 전류 이상일 경우 주전원을 차단함으로써 부하장비와 선로 및 인체를 보호하는 장치인 누전차단기 및 배선용차단기에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는 기존 바이메탈(Bimetal) 또는 오일대쉬팟(ODP: Oil Dash Pot)과 같은 과전류 트립(Trip) 소자를 변류기(CT: Current Transformer)로 대처하여 각 상의 전류 값을 상시 감시하고, 과전류가 흐를 때의 출력신호를 집적회로(IC: Integrated Circuit)에 보내어 누전동작 유니트(Unit)인 전자코일(E-Mag)에 의해 트립시키는 구조의 차단기이다. 또한, 변류기에 연결된 저항값을 변경함으로써 정격전류를 사용자 편의에 맞게 변경하여 사용 가능한 '다조정형 차단기'이다.
기존의 차단기는 과전류 트립 소자로서 바이메탈이나 오일대쉬팟(ODP: Oil Dash Pot)과 같은 과전류 트립(Trip) 소자를 사용하였다. 바이메탈 방식은, 과전류가 흐를 때 발생하는 열에 의해 바이메탈이 기준치 이상으로 휘어짐으로써 트립 소자의 스위치를 가동하여 과전류의 트립을 수행하는 것이다. 또한, 오일대쉬팟 방식은, 수평 이동이 가능한 플런저(Plunger)와 플런저 리턴 스프링이 삽입되어 있는 원통의 외부에 코일이 감겨져 있어서, 코일에 과전류가 흐르면 자기력에 의해서 플런저를 이동시킴으로서 트립 소자의 스위치를 가동하여 과전류의 트립을 수행한다.
기존의 과전류 트립 소자로서 바이메탈이나 오일대쉬팟(ODP: Oil Dash Pot)과 같은 과전류 트립(Trip) 소자를 사용하는 차단기는 정격전류를 변경할 수 없는 고정형으로서, 고정된 정격전류에 대해서 선로에 200%의 과전류가 흐를 때에 수분(1분) 이내에 트립을 하고 125%의 과전류가 흐를 때에 수시간(1시간) 이내 트립을 수행한다. 과전류가 흐를 때의 트립 시간은 설비 및 부하기기를 보호하는 중요한 요인으로 작용하는데, 기존의 바이메탈이나 오일대쉬팟을 트립 소자로 사용하는 차단기는 트립 시간을 임의로 연장하거나 혹은 단축할 수 없다는 단점이 있다.
그리고 과전류 트립 외에 순시 트립이라 하여 200% 과전류를 초과한 범위 내에서는 즉시 트립(0.2초 이내) 하게 되어 있어서 기존 트립 소자인 바이메탈 이외에 별도의 순시 트립 장치를 갖추어야 하는 단점이 있었다.
또한, 정격전류가 고정됨으로써 차단기의 종류가 정격전류에 따라 다양하게 구비하여야 한다는 단점이 있다. 이는 차단기를 생산하는 생산자나 사용하는 사용자의 입장에서 생산 및 구매를 효율적으로 운용하기 어렵다는 단점으로 작용한다.
본 발명은 정격전류를 사용자가 간단하게 조정할 수 있는 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다. 차단기의 정격전류를 사용자가 간단하게 조정함으로써 하나의 차단기로 다양한 정격전류에 사용하는 것이 가능하며, 제조자의 입장으로서는 별도의 순시 트립 장치를 부착하지 않으므로 원가절감에 도움이 되며, 제조시 필연적으로 발생하는 과전류 차단시간의 검사공정을 단축함으로써 생산성이 향상되며, 사용자의 입장에서는 구매를 효율적으로 할 수 있다는 장점이 있다.
정격전류를 사용자가 간단하게 조정할 수 있는 차단기를 제공하기 위해 본 발명에서는, 변류기(CT)를 이용하여 전류를 감지하고, 변류기에 연결된 집적회로(IC)가 과전류를 파악하여 과전류일 경우에 전자코일을 통해 트립(Trip)을 수행한다. 변류기에는 가변저항을 연결하여 집적회로로 입력되는 전류값을 가변저항을 통해 조정함으로써 차단기의 정격전류를 조정할 수 있다.
즉, 본 발명에서는 기존의 과전류 트립 소자인 바이메탈이나 오일대쉿팟을 변류기와 집적회로 그리고 전자코일로 대체함으로써, 변류기와 집적회로가 상시 전류를 파악하고 과전류가 발생하면 집적회로가 전자코일에 신호를 주어 트립을 수행한다. 또한, 변류기와 집적회로 사이에는 가변저항이 연결되어 있으며, 가변저항의 저항값을 조정함으로써 변류기에서 집적회로로 입력되는 전류값을 조정하여 차단기 전체의 정격전류를 조정할 수 있는 것이다.
본 발명에서는, 과전류 트립을 위하여 변류기와 집적회로를 사용하기 때문에 정격전류가 50A 이상의 차단기를 작은 크기로 제작할 수 있으며, 사용자가 가변저항값만 조정함으로써 차단기의 정격전류를 변경할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 선로에 과전류가 감지되었을 때에 트립에 소요되는 시간을 원하는 값으로 설정하므로서(일실시예로 트립시간 1초) 기존 차단기의 경우인 200% 과전류일 때에 1분 이내 트립 또는 125% 전류일 때에 1시간 이내 트립보다 짧은 시간에 동작하므로 설비 보호가 신속하게 된다는 장점이 있다.
제 1도. 기존 차단기의 구성도.
제 2도. (a)기존 차단기의 누전차단 흐름도, (b)기존 차단기의 과전류 차단 흐름도.
제 3도. 본 발명의 구성도.
제 4도. (a)본 발명의 누전차단 흐름도, (b)본 발명의 과전류 차단 흐름도.
제 5도. 변류기의 1차 전류 대 검출 전류 특성.
제 6도. 본 발명의 과전류 차단 장치 상세도.
도 1은 기존 차단기의 구성도이고, 도 2는 기존 차단기의 누전차단 및 과전류 차단 흐름도를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 기존 차단기(10)는 가동자(12)를 고정자(11)에 접속 및 차단하는 기계적 개폐장치(13), 누전 전류를 감지하기 위한 영상변류기(15), 영상변류기(15)의 전류값을 측정하여 전자코일(14)을 제어하는 집적회로(17) 그리고 바이메탈이나 오일대쉬팟과 같은 과전류 트립장치(16)로 구성된다.
도 2를 통해 기존 차단기(10)의 차단 메커니즘을 설명하면 다음과 같다. 도 2의 (a)는 누전차단 동작의 흐름도를 나타낸 도면이고, (b)는 과전류 차단(순시 차단) 동작의 흐름도를 나타낸 도면이다. 먼저 누전 차단 동작은, 기계적 개폐장치(13)를 이용하여 회로가 연결되면 영상변류기(15)에서 검출된 전류가 누설전류인지를 집적회로(17)가 파악하고, 누전으로 판단되면 전자코일(14)이 작동하여 기계적 개폐장치(13)를 작동하여 회로를 차단한다.
과전류 차단을 위해서는 바이메탈이나 오일대쉬팟과 같은 과전류 트립장치(16)에 의해서 과전류가 흐를 때에 발생하는 열과 자기력을 이용하여 기계적 개폐장치(13)를 작동함으로서 회로를 차단한다.
도 3은 본 발명의 구성도를 나타낸 도면이고, 도 4의 (a)는 본 발명 차단기의 누전차단 흐름도, (b)는 본 발명 차단기의 과전류 차단 흐름도를 나타낸 도면이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명의 다정격 차단기(20)는 기존의 차단기에 비해서 변류기(21)와 저항 변환기(22) 그리고 새로운 집적회로(27)가 장착된다. 상기 변류기(21)와 집적회로(27)는 기존 차단기의 바이메탈이나 오일대쉬팟과 같은 과전류 트립장치(16)를 대신한다. 또한, 저항 변환기(22)는 변류기(21)와 집적회로(27) 사이에 연결되어 정격전류를 조정하는 역할을 한다.
도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 본 발명에서 누전을 차단하는 메커니즘은 기존의 차단기가 누전을 차단하는 메커니즘과 동일하다. 도 4의 (b)는 본 발명에서 과전류를 차단하는 흐름도를 나타낸 것이다. 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 변류기(21)는 선로에 흐르는 전류에 의해 유도된 2차 전류에 의한 전압을 저항변환기(22)를 통하여 집적회로(27)로 보낸다. 집적회로(27)는 입력된 전압이 기준치 이상인지 여부를 파악하여 기준치 이상일 경우 전자코일(14)을 작동하여 기계적 개폐장치(13)를 작동함으로서 회로를 차단하게 된다.
저항 변환기(22)는 사용자가 저항값을 조정할 수 있으며, 저항 변환기(22)를 조정함으로써, 변류기(21)에서 집적회로(27)로 입력되는 전압을 조정할 수 있다. 집적회로(27)는 트립 신호를 보내는 기준값이 정해져 있는데, 저항 변환기(22)를 조정하여 집적회로(27)로 입력되는 전압을 조정함으로써 차단기의 정격전류를 조정할 수 있는 것이다.
집적회로(27)를 이용하여 과전류 차단을 수행하게 되면, 기존의 바이메탈이나 오일대쉬팟을 이용하여 과전류 차단을 수행하는 것에 비하여 과전류 차단에 소요되는 시간을 단축할 수 있다는 장점이 있다. 바이메탈이나 오일대쉬팟은 과전류가 흐를때에 일정 시간이 지나야 작동을 한다. 예를 들어 기존의 정격전류가 30A 이하인 차단기에서는 200%의 과전류가 흐를 때에는 1분 이내 트립을 하는 것이 기준이고, 125%의 전류가 흐를 때에는 1시간 이내에 트립을 하는 것이 기준이다. 이러한 트립 시간의 기준은 바이메탈이나 오일대쉬팟이 과전류가 흐를 때에 일정 시간이 지나야만 작동하기 때문이다. 이러한 트립시간은 부하기기나 설비를 효율적으로 보호하지 못한다는 단점이 있다. 본 발명에서는 과전류를 검출하고, 트립 신호를 보내는 역할을 집적회로(27)가 수행하기 때문에 과전류가 검출되었을 때에 즉시 트립이 가능하다. 따라서, 부하기기와 설비를 효율적으로 보호할 수가 있는 것이다.
도 5는 변류기(21)의 1차 전류 대 검출 전압 특성을 나타낸 도면이다. 도시한 바에서, 1차 전류는 선로에 흐르는 전류를 의미하고 출력은 변류기(21)에서 나오는 2차 전류에 의한 전압을 의미한다. 도시한 바는 변류기(21)의 통상적인 출력 특성 곡선을 표현한 것이며, 이는 통상적인 변류기의 1차 전류에 대한 2차 전류 특성 값이다. 1차 전류가 흐를 때에 변류기(21)를 통하여 유도되어 나오는 2차 전류에 의한 전압은 도시한 바와 같이 특정 값을 갖는다. 이러한 특정 값이 집적회로(27)에 입력되어 있는 과전류를 판단하는 기준값과 비교하여 과전류 차단 여부를 결정한다.
변류기(21)와 집적회로(27) 사이에 연결된 저항 변환기(22)의 저항값을 조정하면, 집적회로(27)에 입력되는 전압이 달라지기 때문에 차단기의 정격전류를 조정할 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명의 과전류 차단 장치의 상세도를 나타낸 도면이다. 도시한 바와 같이, 저항 변환기(22)의 내부에는 일실시예로, 3 개의 저항이 연결가능하도록 되어있다. 사용자는 저항 변환기(22)의 저항값을 저항 변환기(22)에 연결된 로터리 스위치나 슬라이드 스위치 등으로 조정할 수 있다. 본 발명에 포함되는 저항 변환기(22)는 도 6에 도시한 바와 같이 세 개의 저항으로 구성된 것뿐만 아니라 슬라이드 방식의 연속 가변저항을 사용할 수도 있다.
본 발명은 사용자가 저항 변환기(22)의 저항값을 조정함으로써, 차단기의 정격전류를 변경할 수 있다는 장점과 함께 과전류 차단에 소요되는 시간이 짧으므로, 부하기기 및 설비를 효율적으로 보호할 수 있다는 장점과 함께 차단기의 생산 및 구매의 효율성을 높일 수 있다는 장점이 있다.
10...기존 차단기 11...고정자
12...가동자 13...기계적 개폐장치
14...전자코일 15...영상변류기
16...과전류 트립장치 17...집적회로
20...다정격 차단기 21...변류기
22...저항변환기 27...집적회로

Claims (3)

  1. 선로에 발생하는 누설 전류를 감지하여 일정 전류 이상일 경우 주전원을 차단함으로써 부하장비와 선로 및 인체를 보호하는 장치인 차단기에 있어서,
    각 선로에 장착되어 선로에 흐르는 전류에 의해 2차 전류를 발생시키는 다수 개의 변류기(21);
    상기 변류기에 의한 전압이 기준값 이상인지의 여부를 파악하여 기준값 이상일 경우 제어신호를 내보내는 집적회로(27);
    상기 집적회로(27)의 제어신호를 받아서 기계적 개폐장치(13)를 작동시키는 전자코일(14); 및
    상기 변류기(21)와 상기 집적회로(27) 사이에 연결되어 저항값을 조정할 수 있는 저항변환기(22)로 구성되어 저항변환기(22)의 저항값을 조정함으로서 정격전류를 조정하는 것을 특징으로 하는 정격전류를 선택하는 가조정형 차단기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 저항변환기(22)는 저항값을 연속적으로 조정할 수 있는 가변저항기인 것을 특징으로 하는 정격전류를 선택하는 가조정형 차단기.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 저항변환기(22)는 680Ω, 320Ω 그리고 160Ω 세 개의 저항이 장착되어 이중 하나의 저항에 연결하여 사용하는 것을 특징으로 하는 정격전류를 선택하는 가조정형 차단기.
KR1020110134781A 2011-12-14 2011-12-14 정격전류를 선택하는 가조정형 차단기 KR20130067826A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110134781A KR20130067826A (ko) 2011-12-14 2011-12-14 정격전류를 선택하는 가조정형 차단기

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110134781A KR20130067826A (ko) 2011-12-14 2011-12-14 정격전류를 선택하는 가조정형 차단기

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130067826A true KR20130067826A (ko) 2013-06-25

Family

ID=48863578

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110134781A KR20130067826A (ko) 2011-12-14 2011-12-14 정격전류를 선택하는 가조정형 차단기

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130067826A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150101303A (ko) * 2014-02-26 2015-09-03 주식회사 두원 통신망을 이용한 정격전류 가변식 전류차단기 및 전류차단 시스템
KR101982794B1 (ko) * 2018-05-25 2019-05-28 주식회사 코본테크 순시 검출 기능을 가지는 차단기

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150101303A (ko) * 2014-02-26 2015-09-03 주식회사 두원 통신망을 이용한 정격전류 가변식 전류차단기 및 전류차단 시스템
KR101982794B1 (ko) * 2018-05-25 2019-05-28 주식회사 코본테크 순시 검출 기능을 가지는 차단기

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10804045B2 (en) Configurable circuit-breaker
AU2006261890B2 (en) Dynamically configurable relay element and related methods
US20080142486A1 (en) Circuit breaker with adjustable arc-flash protection and wireless sensor and method of use
US7692903B2 (en) Apparatus and method for controlling a circuit breaker trip device
KR20150084048A (ko) 보조 단락 회로를 갖는 자동 회로 차단기
EP2068413B1 (en) Circuit breakers with automatic breaker rating
EP2826118B1 (en) Trip unit providing short circuit zone location detection, electrical switching apparatus and system including the same
KR20130067826A (ko) 정격전류를 선택하는 가조정형 차단기
CN110718894B (zh) 低压断路器和方法
EP2852961B1 (en) Electric circuit overload protecting device with integrated electricity consumption meter
CN110224378B (zh) 故障电流保护单元和方法
CN114207972B (zh) 用于检测泄漏故障、短路故障、过电流故障和电弧故障的电线路(l)保护装置
CN107004544B (zh) 提供自动降低电弧模式的电路中断设备和其操作方法
KR101315935B1 (ko) 보호 디바이스 및 상기 보호 디바이스의 작동을 위한 방법
KR20030071501A (ko) 과부하차단기의 트립장치
EP3108553B1 (en) Circuit protection apparatus and method of setting trip parameters thereof
KR101679024B1 (ko) 통신망을 이용한 정격전류 가변식 전류차단기 및 전류차단 시스템
KR101068700B1 (ko) 과전류 보호장치가 없는 누전차단기 및 그의 감도전류 설정방법
KR100855455B1 (ko) 전자식 회로 차단기
KR101626773B1 (ko) 직류 보호용 고속 차단기
KR100902683B1 (ko) 누전차단기
KR101679027B1 (ko) 통신망을 이용한 정격전류 가변식 전류차단기 및 전류차단 시스템
GB2564127A (en) Voltage transformer with overload protection
KR20120090872A (ko) 대기전력 자동차단형 꽂음접속식 누전차단기

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application