KR20160013717A - 누설전류 검출 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

TN 접지계통에서 인체 및 설비의 누설 전류 패턴에 따라 구분 동작이 가능한 직류용 누설전류 검출 장치 및 방법이 개시된다. 상기 누설전류 검출 장치는 TN 접지방식의 직류배전 계통의 누설전류 검출기로서, 직류전원부와 부하 사이의 전류 흐름을 검출하여 누설전류의 발생 여부 및 누설전류의 크기를 검출하는 누설전류 검출부; 및 상기 누설전류 검출부에서 검출된 누설전류의 크기의 시간당 변화량에 따라 누설전류 발생의 원인을 판단하는 누설전류 판단부를 포함한다.

Description

누설전류 검출 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETECTING RESIDUAL CURRENT}
본 발명은 누설전류 검출기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 TN 접지계통에서 인체 및 설비의 누설 전류 패턴에 따라 구분 동작이 가능한 직류용 누설전류 검출장치 및 방법에 관한 것이다.
신재생 에너지원의 급속한 보급, 고신뢰 및 고효율 전원망에 대한 고객의 요구, 디지털 부하의 급증 등 기술적, 사회적 환경의 변화에 따라 직류 배전망에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 직류 배전망의 안전성에 대한 문제도 지속적으로 제기되고 있다. 특히, 지락, 단락사고, 절연고장, 낙뢰, 아크, 전식 등으로부터 인체 감전과 기기의 소손, 정지 또는 오동작이 발생될 수 있으며 이로 인해 아주 심각한 문제가 야기될 수 있다.
한편, 국제표준 IEC 60364에서는 전기설비에 따른 접지시스템을 TT, TN 및 IT접지의 3가지로 분류하고 있다. 이들 중, TN접지방식은 전원선과 설비외함의 노출 도전부를 보호도체를 사용하여 공통으로 접지하는 계통을 말한다. 따라서, 전원선이 외함에 접촉되거나 인체의 감전에 의한 누전사고가 발생하였을 때 전원선 전체를 통하여 흐르는 전류의 차이를 검출함으로써 사고전류의 검출이 즉각 이루어 질 수 있다. 현재, 교류 계통에서는 영상 전류검출기에 의하여 누설전류의 검출이 가능하지만 직류계통에서는 영상 전류검출기를 사용할 수 없으므로 새로운 방식의 누전검출장치의 개발이 요구된다. 또한 감전 사고는 인체의 사고와 설비의 사고 두 가지로 구별 되며, 효율적인 전력운영과 안전을 위하여 두 가지 사고에 대해 통합적으로 구분 동작이 가능한 누설전류 검출기 개발이 요구된다.
따라서, 본 발명은 특히 TN 접지 방식의 직류 배선 시스템에서 누설전류 검출이 가능하며, 인체 및 설비의 누설전류 패턴에 따라 두 가지 누설전류를 구분하여 전류 차단 동작이 가능한 누설전류 검출 장치 및 방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서 본 발명은,
TN 접지방식의 직류배전 계통의 누설전류 검출 장치에 있어서,
직류전원부와 부하 사이의 전류 흐름을 검출하여 누설전류의 발생 여부 및 누설전류의 크기를 검출하는 누설전류 검출부; 및
상기 누설전류 검출부에서 검출된 누설전류의 크기의 시간당 변화량에 따라 누설전류 발생의 원인을 판단하는 누설전류 판단부
를 포함하는 누설전류 검출 장치를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 누설전류 검출부는, 상기 직류전원부에서 부하로 전류가 흐르는 제1 도선과 상기 부하에서 접지로 전류가 흐르는 제2 도선 각각에 흐르는 전류의 크기 차이에 해당하는 상기 누설전류의 크기를 검출할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 누설전류 검출부는, 상기 제1 도선 및 상기 제2 도선을 포함하는 도선부의 둘레에 설치되어, 상기 제1 도선에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자기장의 크기와 상기 제1 도선에 흐르는 전류의 반대방향으로 흐르는 상기 제2 도선에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자기장의 크기의 합에 해당하는 자기장의 크기를 검출하여 상기 누설전류의 크기에 대응되는 전압값으로 출력하는 홀센서 변류기를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 누설전류 판단부는, 상기 누설전류 검출부에 의해 검출된 누설전류의 크기의 시간당 변화량을 검출하여 상기 누설전류 발생의 원인을 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 누설전류 판단부는, 상기 누설전류 검출부에 의해 검출된 누설전류의 크기가 누설전류 발생으로부터 사전 설정된 제1 레벨까지 상승할 때까지의 시간당 변화량이 사전 설정된 기준 변화량보다 작은 경우, 상기 누설전류 발생의 원인을 인체감전으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 누설전류 판단부는, 상기 누설전류 발생의 원인을 인체감전으로 판단한 즉시 상기 직류전원부로부터 제공되는 전원을 차단하기 위한 차단신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 누설전류 판단부는, 상기 누설전류 검출부에 의해 검출된 누설전류의 크기가 누설전류 발생으로부터 사전 설정된 제1 레벨까지 상승할 때까지의 시간당 변화량이 사전 설정된 기준 변화량보다 큰 경우, 상기 누설전류 발생의 원인을 설비지락으로 판단할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 누설전류 판단부는, 상기 누설전류 발생의 원인을 설비지락으로 판단한 경우, 상기 누설전류 검출부에 의해 검출된 누설전류의 크기가 상기 제1 레벨 보다 더 큰 사전 설정된 제2 레벨까지 상승하는 경우 상기 직류전원부로부터 제공되는 전원을 차단하기 위한 차단신호를 출력할 수 있다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위한 다른 수단으로서 본 발명은,
TN 접지방식의 직류배전 계통의 누설전류 검출 방법에 있어서,
직류전원부와 부하 사이의 전류 흐름을 검출하여 누설전류의 발생 여부 및 누설전류의 크기를 검출하는 누설전류 검출 단계; 및
상기 누설전류 검출 단계에서 검출된 누설전류의 크기의 시간당 변화량에 따라 누설전류 발생의 원인을 판단하는 누설전류 판단 단계
를 포함하는 누설전류 검출 방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 단일 레벨의 누설전류가 검출되는 경우 전원을 차단하는 종래의 누설전류 검출 기법과는 달리, 누설전류의 상승 양상(시간당 증가량, 즉 기울기)에 따라 누설전류 발생 원인을 인체감전에 의한 경우와 설지지락에 의한 경우를 구별하고 인체감전인 경우 누설전류가 낮은 레벨일 때 전력을 차단, 경보할 수 있으며 설비지락인 경우 설비에 악영향을 미칠 수 있는 충분히 큰 누설전류가 발생한 경우에만 전력을 차단, 경보할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 노이즈와 같은 작은 전류에도 전력이 차단되어 발생하는 전력운영의 비효율성을 개선할 수 있으며, 생명과 관련된 인체 감전에도 더욱 효과적으로 반응할 수 있다. 또한, 본 발명은 고도의 신뢰성이 보장되어야하는 배전망에 적용할 수 있으며, 직류 배전시스템의 TN 접지 방식에서 인체에 대한 감전 및 설비 누전에 대한 화재 사고를 통합적으로 보호가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 누설전류 검출 장치의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에서 누설전류 검출부를 설명하는 도면으로서, (a)는 누설전류 검출부로서 적용되는 홀센서 변류기(Hall Effect Sensor Current Transformer: HCT)의 외형을 도시한 도면이고, (b)는 홀센서 변류기의 설치 상태의 일례를 도시한 도면이며, (c)는 검출된 누설전류에 따른 홀센서 변류기의 출력을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 홀센서 변류기를 적용한 누설전류 검출 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 누설전류 검출 방법을 도시한 흐름도이다.
도 5의 (a)는 인체감전에 의한 누설전류 특성을 도시한 그래프이고 (b)는 설비지락에 의한 누설전류 특성을 도시한 그래프이다.
도 6은 인체 감전에 의한 누설전류 패턴과 설비지락에 의한 누설전류 패턴을 비교한 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 정의되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 것으로, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 본 발명의 기술적 구성요소를 한정하는 의미로 이해되어서는 아니 될 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 누설전류 검출 장치의 블록 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 누설전류 검출 장치는, 직류전원부(11)와 부하(13) 사이의 전류 흐름을 검출하여 누설 전류의 발생 여부 및 누설전류의 크기를 검출하는 누설전류 검출부(21)와, 누설전류 검출부(21)에서 검출된 누설전류의 크기의 시간당 변화량에 따라 누설전류 발생의 원인을 판단하는 누설전류 판단부(23)를 포함하여 구성될 수 있다.
누설전류 검출부(21)는 TN 접지 방식의 직류 배전계통의 직류전원부(11)에서 부하(13) 사이의 전류 흐름을 검출하여 누설전류의 발생 여부 및 발생된 누설전류의 크기를 검출하고 이를 검출신호로서 출력할 수 있다. 누설전류 검출부(21)는 직류 전류의 크기를 검출할 수 있도록 홀 효과(Hall Effect)를 검출하는 홀센서 변류기로 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에서 누설전류 검출부를 설명하는 도면으로서, (a)는 누설전류 검출부로서 적용되는 홀센서 변류기(Hall Effect Sensor Current Transformer: HCT)의 외형을 도시한 도면이고, (b)는 홀센서 변류기의 설치 상태의 일례를 도시한 도면이며, (c)는 검출된 누설전류에 따른 홀센서 변류기의 출력을 도시한 도면이다.
도 2의 (a)에 도시된 것과 같이, 홀센서 변류기(21)는 중앙부에 도선이 통과할 수 있는 관통홀을 갖는 자기 코어와 관통홀을 통과하는 도선에 흐르는 전류에 의해 발생한 자기장의 자속이 통과하도록 배치된 홀 효과 소자를 포함하여 구성된다. 도 2의 (a)는 자기 코어와 홀 효과 소자가 외부의 케이스에 의해 케이싱된 형태를 도시한 것이다. 홀센서 변류기(21)의 케이스 외부에는, 홀 효과 소자에 일정한 전류를 제공하기 위한 단자와 홀 효과 소자를 통과한 자기장에 의해 발생하는 전압 출력(검출신호)를 제공받기 위한 단자가 마련될 수 있다.
도 2의 (b)는 홀센서 변류기(21)의 설치 상태를 도시한 것으로, 홀센서 변류기(21)의 관통홀에 직류전원부에서 부하로 전류가 흐르는 제1 도선(15)과 부하에서 접지로 전류가 흐르는 제2 도선(17)이 함께 관통하도록 설치하여 홀센서 변류기(21)가 제1 도선(15) 및 제2 도선(17) 한꺼번에 둘러싸도록 설치될 수 있다. 홀센서 변류기(21)는 제1 도선(15)과 제2 도선(17)에서 발생하는 전류에 의해 생성되는 자기장의 합에 해당하는 자기장의 크기를 검출할 수 있다. 홀센서 변류기(21)의 검출신호는 누설전류 판단부(23)로 제공될 수 있다.
도 2의 (c)는 홀센서 변류기(21)에서 출력되는 검출신호의 크기(전압값)의 일례를 도시한 것으로, 누설전류가 커짐에 따라 홀센서 변류기(21)의 전압값으로 표시되는 검출신호의 크기도 거의 비례하여 증가함을 확인할 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 홀센서 변류기를 적용한 누설전류 검출 원리를 설명하기 위한 도면이다. 도 3의 (a)와 같이 누설전류가 존재하지 않는 정상상태에서는 홀센서 변류기(21)를 통과하는 두 도선(15, 17)에 흐르는 전류(Iin 및 Iout)가 크기는 같고 방향이 반대이므로 그 합이 0이다. 이 경우, 홀센서 변류기(21) 내 홀 효과 소자는 두 도선에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자기장의 합에 해당하는 전압값을 출력할 수 있다. 이 경우, 홀센서 변류기(21) 내 홀 효과 소자의 위치에 따라 전압값의 크기는 달라질 수 있으나, 누설전류가 발생하지 않는 상태에서 홀센서 변류기(21)의 검출신호의 크기를 기준으로 결정하고 기준보다 큰 검출신호가 출력되는 경우 누설전류가 발생한 것으로 판단할 수 있다. 도 3의 (b)와 같이 부하 이외의 다른 저항(Rg)에 해당하는 원인(예를 들어, 인체감전 또는 설비지락)에 의해 누설전류가 발생 상태에서는 홀센서 변류기(21)를 통과하는 두 도선에 흐르는 전류 벡터의 합이 0이 아니기 때문에 누설전류가 0인 경우에 결정한 기준값과는 다른 크기의 검출신호가 출력될 수 있다. 이 때, 누설전류의 크기는 누설전류의 원인이 되는 다른 저항(Rg)에 의해 결정되며, 누설전류의 크기에 따른 홀센서 변류기(21)의 출력 특성은 전술한 도 2의 (c)와 같을 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 누설전류 판단부(23)는 누설전류 검출부(21)에서 검출된 누설전류의 크기의 시간당 변화량에 따라 누설전류 발생의 원인을 판단할 수 있다. 또한, 누설전류 판단부(23)는 판단된 누설전류 발생의 원인에 따라 누설전류 크기에 따라 적절한 시기에 안전을 위해 직류전원부(11)의 연결을 차단하기 위한 차단신호와 위험을 경보하기 위한 알람신호를 출력할 수 있다. 누설전류 검출부(21)에서 출력되는 차단신호는 별도의 차단기로 제공되어 차단기의 동작이 이루어지게 할 수 있으며, 알람신호는 별도의 경보 수단(예를 들어, 경보화면 또는 사이렌)으로 제공되어 사용자나 관리자가 누설전류의 위험을 인지하게 할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 누설전류 검출 방법을 상세하게 설명한다. 누설전류 검출 방법에 대한 설명을 통해 전술한 것과 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시형태에 따른 누설전류 검출 장치의 작용 효과에 대한 설명이 함께 이루어질 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태에 따른 누설전류 검출 방법을 도시한 흐름도이다.
도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시형태에 따른 누설전류 검출 방법은, 누설전류 검출부(21)가 직류전원부(11)와 부하 사이의 전류 흐름(13)을 검출하여 누설전류의 발생 여부 및 누설전류의 크기를 검출하는 누설전류 검출 단계(S11) 및 누설전류 판단부(23)가 누설전류 검출 단계(S11)에서 검출된 누설전류의 크기의 시간당 변화량에 따라 누설전류 발생의 원인을 판단하는 누설전류 판단 단계(S12, S13, S141, S151)을 포함하여 구성될 수 있다.
누설전류 검출 단계(S11)는 직류전원부(11)에서 부하로 전류가 흐르는 제1 도선(15)과 부하에서 접지로 전류가 흐르는 제2 도선(17) 각각에 흐르는 전류의 크기 차이(벡터 합)에 해당하는 누설전류의 크기를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 단계(S11)에서, 누설전류 검출부(21)는 홀센서 변류기로 구성할 수 있으며, 홀센서 변류기가 제1 도선(15) 및 제2 도선(17)을 포함하는 도선부의 둘레에 설치되어, 제1 도선(15)에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자기장의 크기와 제1 도선(15)에 흐르는 전류의 반대방향으로 흐르는 제2 도선(17)에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자기장의 크기의 합에 해당하는 자기장의 크기를 검출하여 누설전류의 크기에 대응되는 전압값으로 출력할 수 있다.
이어, 누설전류 판단부(23)에 의해 누설전류 판단 단계(S12, S13, S141, S151)가 수행될 수 있다.
누설전류 판단 단계는 누설전류 검출 단계에서 검출된 누설전류의 크기의 시간당 변화량을 검출하여 누설전류 발생의 원인을 판단하는 단계(S12, S13, S141, S151)를 포함할 수 있다. 누설전류는 크게 사람의 인체에 의한 인체감전에 의해 발생하는 누설전류와 전기전자기기 자체의 설비지락에 의해 발생하는 누설전류로 구분할 수 있다.
본 발명의 발명자들은 인체감전에 의한 누설전류와 설비지락에 의한 누설전류의 발생 양상이 서로 상이한 것을 실험을 통해 확인하고 이를 이용하여 인체감전 및 설비지락에 의한 누설전류 발생 원인을 구별할 수 있는 누설전류 검출기 및 방법을 개발하였다.
도 5의 (a)는 인체감전에 의한 누설전류 특성을 도시한 그래프이고 (b)는 설비지락에 의한 누설전류 특성을 도시한 그래프이다. 또한, 도 6은 인체 감전에 의한 누설전류 패턴과 설비지락에 의한 누설전류 패턴을 비교한 그래프이다.
도 5의 (a) 및 (b) 및 도 6에 나타난 바와 같이, 두 가지 누설전류 패턴을 비교한 결과 설비지락에 의해 발생하는 누설전류는 급격하게 증가하지만 인체감전에 의해 발생하는 누설전류 패턴은 설비지락에 의해 발생하는 누설전류에 비해 매우 느리게 증가하는 것을 확인할 수 있다. 도 5의 (a)에 나타난 인체감전에 의한 누설전류는 20mA까지 상승하는데 대략 2.5ms가 소요된 반면, 도 5의 (b)에 나타난 설비지락에 의한 누설전류는 20mA까지 상승하는데 0.022ms 밖에 소요되지 않는다. 이러한 특성을 감안하여 누설전류 판단부(23)에 포함되어 각종 연산을 수행하는 마이크로프로세서의 프로그램 연산 처리를 통하여 누설전류의 시간당 변화량, 즉 기울기를 분석함으로써 누설전류에 대한 원인이 인체감전에 의한 것인지 설비지락에 의한 것인지 구별 가능하다.
특히, 인체감전에 의한 누설전류 발생은 30mA 이상 증가하는 경우 인체에 치명적인 영향을 미칠 수 있으므로, 본 발명의 일 실시형태에서는 30mA 미만(예를 들어, 10mA 내외 또는 20mA 내외)의 누설전류 레벨이 발생하면 그 때까지의 누설전류의 시간당 변화량을 검출하여 누설전류의 발생 원인을 판단할 수 있다.
즉, 누설전류 판단 단계에서 누설전류 판단부(23)는 누설전류 검출 단계에서 누설전류의 크기가 누설전류 발생으로부터 사전 설정된 제1 레벨(인체에 영향을 미치기 이전의 누설전류 레벨, 예를 들어 대략 20mA)까지 상승할 때까지의 시간당 변화량을 검출하고(S12), 제1 레벨까지의 시간당 변화량이 사전 설정된 기준 변화량보다 작은 경우(S13), 누설전류 발생의 원인을 인체감전으로 판단하는 단계(S141)를 포함할 수 있다. 이 경우, 누설전류 판단 단계에서 누설전류 판단부(23)는 생명 보호를 위해 판단 즉시 차단신호를 차단기(25)로 출력하여 직류전원부(11)에 의해 공급되는 전원을 차단하고 알람신호를 경보수단(27)으로 출력하여 주변 사용자들에게 인체감전에 의한 누설전류 발생을 인지하게 할 수 있다.
한편, 누설전류 판단 단계에서 누설전류 판단부(23)는 누설전류 검출 단계에서 누설전류의 크기가 누설전류 발생으로부터 사전 설정된 제1 레벨(인체에 영향을 미치기 이전의 누설전류 레벨, 예를 들어 대략 20mA)까지 상승할 때까지의 시간당 변화량을 검출하고(S12), 제1 레벨까지의 시간당 변화량이 사전 설정된 기준 변화량보다 큰 경우(S13), 누설전류 발생의 원인을 설비지락으로 판단하는 단계(S151)를 포함할 수 있다.
설비지락에 의해 누설전류가 발생한 경우, 누설전류의 크기가 대략 300mA 정도가 되면 설비에 악영향을 미치게 된다. 따라서, 대략 20mA 정도의 제1 레벨까지 시간당 변화량을 통해 누설전류 발생 원인이 설비지락으로 판단한 경우에, 설비에 악영향을 미칠 수 있는 레벨까지 누설전류의 크기가 증가하기 직전의 제2 레벨(예를 들어, 약 200mA 내외)이 되는 경우 직류전원 공급을 차단하는 것이 바람직하다. 즉, 누설전류 판단 단계에서 누설전류 판단부(23)가 누설전류 발생의 원인을 설비지락으로 판단한 경우, 누설전류의 크기가 사전 설정한 제2 레벨까지 상승하는지 판단하고(S152), 누설전류의 크기가 제2 레벨까지 상승한 경우 직류전원부로부터 제공되는 전원을 차단하기 위한 차단신호를 차단기(25)로 출력하고, 알람신호를 경보수단(27)으로 출력하여 주변 사용자들에게 설비지락에 의한 누설전류 발생을 인지하게 할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시형태에 따른 누설전류 검출 장치 및 방법은, 단일 레벨의 누설전류가 검출되는 경우 전원을 차단하는 종래의 누설전류 검출 기법과는 달리, 누설전류의 상승 양상(시간당 증가량, 즉 기울기)에 따라 누설전류 발생 원인을 인체감전에 의한 경우와 설지지락에 의한 경우를 구별하고 인체감전인 경우 누설전류가 낮은 레벨일 때 전력을 차단, 경보할 수 있으며 설비지락인 경우 설비에 악영향을 미칠 수 있는 충분히 큰 누설전류가 발생한 경우에만 전력을 차단, 경보할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시형태에 따른 누설전류 검출 장치 및 방법은 노이즈와 같은 작은 전류에도 전력이 차단되어 발생하는 전력운영의 비효율성을 개선할 수 있으며, 생명과 관련된 인체 감전에도 더욱 효과적으로 반응할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 누설전류 검출 장치 및 방법은 고도의 신뢰성이 보장되어야하는 배전망에 적용할 수 있으며, 직류 배전시스템의 TN 접지 방식에서 인체에 대한 감전 및 설비 누전에 대한 화재 사고를 통합적으로 보호가 가능하다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
11: 직류전원부 13: 부하
15: 제1 도선 17: 제2 도선
21: 누설전류 검출부(홀센서 변류기) 23: 누설전류 판단부
25: 차단기 27: 경보수단

Claims (16)

  1. TN 접지방식의 직류배전 계통의 누설전류 검출 장치에 있어서,
    직류전원부와 부하 사이의 전류 흐름을 검출하여 누설전류의 발생 여부 및 누설전류의 크기를 검출하는 누설전류 검출부; 및
    상기 누설전류 검출부에서 검출된 누설전류의 크기의 시간당 변화량에 따라 누설전류 발생의 원인을 판단하는 누설전류 판단부
    를 포함하는 누설전류 검출 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 누설전류 검출부는,
    상기 직류전원부에서 부하로 전류가 흐르는 제1 도선과 상기 부하에서 접지로 전류가 흐르는 제2 도선 각각에 흐르는 전류의 크기 차이에 해당하는 상기 누설전류의 크기를 검출하는 것을 특징으로 하는 누설전류 검출 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 누설전류 검출부는,
    상기 제1 도선 및 상기 제2 도선을 포함하는 도선부의 둘레에 설치되어, 상기 제1 도선에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자기장의 크기와 상기 제1 도선에 흐르는 전류의 반대방향으로 흐르는 상기 제2 도선에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자기장의 크기의 합에 해당하는 자기장의 크기를 검출하여 상기 누설전류의 크기에 대응되는 전압값으로 출력하는 홀센서 변류기를 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 검출 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 누설전류 판단부는,
    상기 누설전류 검출부에 의해 검출된 누설전류의 크기의 시간당 변화량을 검출하여 상기 누설전류 발생의 원인을 판단하는 것을 특징으로 하는 누설전류 검출 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 누설전류 판단부는,
    상기 누설전류 검출부에 의해 검출된 누설전류의 크기가 누설전류 발생으로부터 사전 설정된 제1 레벨까지 상승할 때까지의 시간당 변화량이 사전 설정된 기준 변화량보다 작은 경우, 상기 누설전류 발생의 원인을 인체감전으로 판단하는 것을 특징으로 하는 누설전류 검출 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 누설전류 판단부는,
    상기 누설전류 발생의 원인을 인체감전으로 판단한 즉시 상기 직류전원부로부터 제공되는 전원을 차단하기 위한 차단신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 누설전류 검출 장치.
  7. 제4항에 있어서, 상기 누설전류 판단부는,
    상기 누설전류 검출부에 의해 검출된 누설전류의 크기가 누설전류 발생으로부터 사전 설정된 제1 레벨까지 상승할 때까지의 시간당 변화량이 사전 설정된 기준 변화량보다 큰 경우, 상기 누설전류 발생의 원인을 설비지락으로 판단하는 것을 특징으로 하는 누설전류 검출 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 누설전류 판단부는,
    상기 누설전류 발생의 원인을 설비지락으로 판단한 경우, 상기 누설전류 검출부에 의해 검출된 누설전류의 크기가 상기 제1 레벨 보다 더 큰 사전 설정된 제2 레벨까지 상승하는 경우 상기 직류전원부로부터 제공되는 전원을 차단하기 위한 차단신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 누설전류 검출 장치.
  9. TN 접지방식의 직류배전 계통의 누설전류 검출 방법에 있어서,
    직류전원부와 부하 사이의 전류 흐름을 검출하여 누설전류의 발생 여부 및 누설전류의 크기를 검출하는 누설전류 검출 단계; 및
    상기 누설전류 검출 단계에서 검출된 누설전류의 크기의 시간당 변화량에 따라 누설전류 발생의 원인을 판단하는 누설전류 판단 단계
    를 포함하는 누설전류 검출 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 누설전류 검출 단계는,
    상기 직류전원부에서 부하로 전류가 흐르는 제1 도선과 상기 부하에서 접지로 전류가 흐르는 제2 도선 각각에 흐르는 전류의 크기 차이에 해당하는 상기 누설전류의 크기를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 검출 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 누설전류 검출 단계는,
    상기 제1 도선 및 상기 제2 도선을 포함하는 도선부의 둘레에 설치되어, 상기 제1 도선에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자기장의 크기와 상기 제1 도선에 흐르는 전류의 반대방향으로 흐르는 상기 제2 도선에 흐르는 전류에 의해 발생하는 자기장의 크기의 합에 해당하는 자기장의 크기를 검출하여 상기 누설전류의 크기에 대응되는 전압값으로 출력하는 홀센서 변류기에 의해 누설전류를 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 검출 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 누설전류 판단 단계는,
    상기 누설전류 검출 단계에서 검출된 누설전류의 크기의 시간당 변화량을 검출하여 상기 누설전류 발생의 원인을 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 검출 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 누설전류 판단 단계는,
    상기 누설전류 검출 단계에서 검출된 누설전류의 크기가 누설전류 발생으로부터 사전 설정된 제1 레벨까지 상승할 때까지의 시간당 변화량이 사전 설정된 기준 변화량보다 작은 경우, 상기 누설전류 발생의 원인을 인체감전으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 검출 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 누설전류 판단 단계는,
    상기 누설전류 발생의 원인을 인체감전으로 판단한 즉시 상기 직류전원부로부터 제공되는 전원을 차단하기 위한 차단신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 검출 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 누설전류 판단 단계는,
    상기 누설전류 검출 단계에서 검출된 누설전류의 크기가 누설전류 발생으로부터 사전 설정된 제1 레벨까지 상승할 때까지의 시간당 변화량이 사전 설정된 기준 변화량보다 큰 경우, 상기 누설전류 발생의 원인을 설비지락으로 판단하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 검출 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 누설전류 판단 단계는,
    상기 누설전류 발생의 원인을 설비지락으로 판단한 경우, 상기 누설전류 검출 단계에서 검출된 누설전류의 크기가 상기 제1 레벨 보다 더 큰 사전 설정된 제2 레벨까지 상승하는 경우 상기 직류전원부로부터 제공되는 전원을 차단하기 위한 차단신호를 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 누설전류 검출 방법.
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