KR20170110460A - 누전표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 누전표시장치에 관한 것으로, 변류기(CT)를 통해 접지선에 흐르는 누설전류를 검출하는 누설전류 검출부, 상기 검출된 누설전류에 따른 제어단계를 판단하고, 상기 판단된 제어단계에 해당하는 표시제어신호를 생성하며, 상기 누설전류에 의해 발생된 유도기전력을 기 설정된 일정 크기의 기전력으로 조절하여 표시부에 제공하는 제어부, 상기 제어부로부터 제공받은 기전력으로 상기 표시제어신호에 해당하는 경고표시를 하는 표시부를 포함한다.

Description

누전표시장치{EARTH LEAKAGE DISPLAY}

본 발명은 누전표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가로등, 신호등과 같은 외부에 노출된 전기제품에 누설전류가 발생한 경우, 누설전류 발생에 대한 경고를 출력하는 누전표시장치에 관한 것이다.

일반적으로 많은 산업 분야에서 사용되는 대부분의 장치나 기기들은 전기를 동력원으로 사용하고 있고, 이러한 전기를 동력원으로 사용하는 장치나 기기는 안정적으로 전기를 공급받아야 정상적인 작동을 한다.

이렇게 부하에 안정적으로 전원을 공급하기 위해 다양한 장치나 기기들이 개발되어 사용되고 있으며, 이러한 것 중 하나로 전기 누전차단기가 사용되고 있다.

통상적으로 사용되는 전기 누전차단기는 소정의 누설전류(통상적으로 30mA)를 감지하여 감전을 방지하기 위한 수단으로써, 전력선으로 나가는 전류와 들어오는 전류의 차이를 측정하여 전류의 합이 제로가 아니면 누전이 되고 있다고 판단하여 전류를 차단한다.

한편, 신호등, 가로등 등과 같이 변압기 전기를 사용하는 제품이 많이 있다. 이러한 제품 중에서 바디(body)가 통전되는 물질로 구성된 전기 제품은 접지에 문제가 있거나 누설 전류가 발생한 경우, (누설전류*접지저항)의 값으로 전압이 발생하고, 발생된 전압으로 감전의 위험이 있다. 이런 위험을 방지하기 위해 누설 차단기를 사용하지만, 누설전류를 차단하기 전에도 감전의 위험은 존재한다.

따라서, 누전차단기가 누설전류를 차단하기 전 또는 누전차단기가 고장나더라도 누설전류에 의한 감전위험을 보행자나 점검자에게 즉시 알릴 수 있는 기술개발이 요구되고 있다.

한국등록특허 제906,966호, 발명의 명칭 '누전차단 시의 누설전류 분석 기능을 갖는 장치 및 배분전반'

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 신호등, 가로등 등과 같은 외부에 노출된 전기제품에 누설전류가 발생한 경우, 누설전류 발생과 감전 위험을 보행자나 점검자에게 즉시 알릴 수 있는 누전표시장치를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 가로등, 신호등과 같은 외부에 노출된 전기제품에 부착하여, 절연저항 파괴 등의 이유로 누설전류가 발생하거나, 일정 크기이상의 전압이 발생한 경우 해당 전기제품의 바디에 접속하지 않고도 문제발생을 인지하여 알릴 수 있는 누전표시장치를 제공하는데 있다.

한편, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 기술적 과제가 포함될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 변류기(CT)를 통해 접지선에 흐르는 누설전류를 검출하는 누설전류 검출부, 상기 검출된 누설전류에 따른 제어단계를 판단하고, 상기 판단된 제어단계에 해당하는 표시제어신호를 생성하며, 상기 누설전류에 의해 발생된 유도기전력을 기 설정된 일정 크기의 기전력으로 조절하여 표시부에 제공하는 제어부, 상기 제어부로부터 제공받은 기전력으로 상기 표시제어신호에 해당하는 경고표시를 하는 표시부를 포함하는 누전표시장치가 제공된다.

상기 누전표시장치는 상기 누설전류, 제어단계 및 자신의 고유식별정보를 포함하는 알림제어신호를 통신망을 통해 외부로 전송하기 위한 통신부를 더 포함할 수 있다.

또한, 누전표시장치는 상기 판단된 제어단계에 따른 알람 경고를 출력하는 오디오부를 더 포함할 수 있다.

상기 제어부는, 상기 누설전류에 의해 발생된 유도기전력을 기 설정된 일정 크기의 기전력으로 조절하고, 그 기전력을 상기 표시부에 공급하여 표시부의 기능을 활성화시키는 전력 공급모듈, 상기 누설전류를 제어단계별로 설정된 전류범위와 비교하여 제어단계를 판단하고, 상기 판단된 제어단계에 해당하는 표시제어신호를 상기 표시부를 통해 출력되도록 하는 표시제어모듈, 상기 제어단계에 따른 알림제어신호 또는 경고 알람 신호를 생성하는 알람제어모듈을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 신호등, 가로등 등과 같은 외부에 노출된 전기제품에 누설전류가 발생한 경우, 누설전류 발생과 감전 위험을 보행자나 점검자에게 즉시 알릴 수 있다.

또한, 가로등, 신호등과 같은 외부에 노출된 전기제품에 부착하여, 절연저항 파괴 등의 이유로 누설전류가 발생하거나, 일정 크기이상의 전압이 발생한 경우 해당 전기제품의 바디에 접속하지 않고도 문제발생을 인지하여 알릴 수 있다.

한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 누전 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시부에 표시되는 경고 신호를 설명하기 위한 예시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 누전표시장치 앞면의 외형을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 누전표시장치 저면의 외형을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 누전표시장치가 가로등에 설치된 경우를 나타낸 예시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 '누전표시장치'를 상세하게 설명한다. 설명하는 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.

한편, 이하에서 표현되는 각 구성부는 본 발명을 구현하기 위한 예일 뿐이다. 따라서, 본 발명의 다른 구현에서는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다른 구성부가 사용될 수 있다. 또한, 어떤 구성요소들을 '포함'한다는 표현은, '개방형'의 표현으로서 해당 구성요소들이 존재하는 것을 단순히 지칭할 뿐이며, 추가적인 구성요소들을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 누전 표시 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블럭도, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 표시부에 표시되는 경고 신호를 설명하기 위한 예시도이다.

도 1을 참조하면, 누전 표시 장치(100)는 접지선에 연결된 변류기(110), 변류기(110)에 연결된 누설전류 검출부(120), 누설전류 검출부(120)에 연결된 제어부(130), 표시부(140), 오디오부(150), 통신부(160)를 포함한다.

변류기(110)는 전력선을 따라 흐르는 전류에 의해 유도자기가 발생되어 이를 통해 누설 전류의 변화를 감지할 수 있도록 된 것이다.

누설전류 검출부(120)는 변류기(110)를 통해 접지선에서 누설되는 누설전류를 검출한다. 누설전류 검출부(120)는 공지된 다양한 형태의 누설전류검출회로를 적용하여 구성할 수 있다.

제어부(130)는 누설전류 검출부(120)에서 검출된 누설전류에 따른 제어단계를 판단하고, 판단된 제어단계에 해당하는 표시제어신호를 생성하여 표시부(140)를 통해 출력되도록 한다.

또한, 제어부(130)는 검출된 누설전류, 제어단계 등을 포함하는 알림제어신호를 생성하여 통신부(160)를 통해 외부로 전송한다.

이러한 제어부(130)는 전력 공급모듈(132), 표시제어모듈(134), 알림제어모듈(136)을 포함한다.

전력 공급모듈(132)은 누설전류에 의해 발생된 유도기전력을 기 설정된 일정 크기의 기전력으로 조절하고, 그 기전력을 표시부(140)에 공급하여 표시부(140)의 기능을 활성화시킨다. 전력 공급모듈(132)는 예컨대, 브릿지 회로, 캐패시터(c)와 저항들로 구성되어 유도기전력을 각 회로에 공급한다.

또한, 전력 공급모듈(132)는 유선상의 DC 라인을 통해 전원을 공급받아 표시부(140)에 공급할 수도 있다.

표시제어모듈(134)은 누설전류를 제어단계별로 설정된 전류범위와 비교하여 현재의 제어단계를 판단하고, 판단된 제어단계에 해당하는 표시제어신호가 표시부(140)를 통해 출력되도록 한다. 여기서, 제어단계는 누전상태에 따라 위험 정도를 구분한 것으로, 예컨대, 정상단계, 주의단계, 위험단계 등으로 구분되고, 정상단계의 전류범위는 0mA이상 ~ 10mA미만, 주의단계의 전류범위는 10mA이상 ~ 20mA미만, 위험단계의 전류범위는 30mA이상 등으로 구분될 수 있다. 또한, 제어단계는 1단계, 2단계, 3단계 등 다양한 형태로 설정될 수 있다. 제어단계가 정상단계인 경우 정상임을 표시하는 표시제어신호, 주의단계인 경우 주의해야 함을 표시하는 표시제어신호, 위험단계인 경우 위험함을 표시하는 표시제어신호를 표시부(134)를 통해 출력시킨다.

이처럼 표시제어모듈(134)은 누설전류를 기 설정된 전류범위와 비교하여 제어단계를 판단하고, 제어단계별로 분류된 누설전류값에 따라 서로 다른 표시를 수행하도록 하는 표시제어신호를 생성한다. 그러면, 표시부(134)는 표시제어신호에 해당하는 표시를 디스플레이할 수 있다.

표시제어신호는 표시부(140)의 구성에 따라 다르게 출력될 수 있다. 이 경우에 대해 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.

먼저, 표시부(140)가 (a)와 같이 LED 패널 등에 텍스트, 이미지 등을 표시하는 형태인 경우, 표시제어모듈(134)은 제어단계에 해당하는 텍스트, 이미지 등의 표시제어신호를 생성한다. 그러면, 표시부(140)는 표시제어신호를 발광하여 출력할 수 있다. 표시제어신호는 제어단계에 따라 누전 위험 정도를 알리는 신호로, 이미지, 텍스트 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.

예를 들어, 제어단계가 정상단계, 주의단계, 위험단계로 구분된 경우에 대해 설명하기로 한다. 제어단계가 주의단계인 경우, 표시제어모듈(134)는 '누전발생! 주의!'라는 표시제어신호를 생성하여 표시부(140)에 디스플레이한다. 또한, 제어단계가 위험단계인 경우, 표시제어모듈(134)는 '위험! 접근금지'라는 표시제어신호를 생성하여 표시부(140)에 디스플레이한다.

다음으로, 표시부(140)의 디스플레이 영역이 제어단계로 분리된 (b)와 같은 형태인 경우, 표시제어모듈(134)은 제어단계에 해당하는 영역을 발광시키는 표시제어신호를 생성할 수 있다. 이때, 각 제어단계에 해당하는 영역에는 누전 위험정도를 알리는 텍스트, 이미지 등이 미리 정해져 있을 수 있다.

예를 들어, 표시부(140)의 디스플레이 영역이 주의단계와 위험단계로 구분되고, 주의단계 영역에 '접근금지', 위험단계 영역에 '감전위험'이라고 정해진 경우에 대해 설명하기로 한다. 제어단계가 주의단계인 경우, 표시제어모듈(134)은 주의단계영역 발광 명령을 표시제어신호로 생성하여 표시부(140)의 주의단계 영역을 발광시킨다. 그러면, 표시부(140)에는 '접근금지'가 발광하여 표시된다. 제어단계가 위험단계인 경우, 표시제어모듈(134)은 위험단계영역 발광 명령을 표시제어신호로 생성하여 표시부(140)의 위험단계 영역을 발광시킨다. 그러면, 표시부(140)에는 '감전위험'이 발광하여 표시된다.

마지막으로, 표시부(140)의 디스플레이 영역이 제어단계로 나누어져 있고, 각 제어단계에 LED 램프가 구비된 (c)와 같은 형태인 경우, 표시제어모듈(134)은 제어단계에 해당하는 영역의 LED 램프가 발광하도록 하는 표시제어신호를 생성할 수 있다.

이처럼 표시제어모듈(134)은 누설전류 값에 따라 분리된 제어단계에 해당하는 경보를 표시할 수 있도록 함으로서, 사용자가 누설전류의 위험 정도를 파악하여 조치할 수 있도록 한다.

알람제어모듈(136)은 제어단계에 따른 경고 알람 신호를 오디오부(150)로 전송한다. 여기서, 경고 알람 신호는 제어단계에 따라 누전 위험 정도를 알리는 오디오 신호일 수 있다.

예를 들어, 제어단계가 정상단계, 주의단계, 위험단계로 구분된 경우에 대해 설명하기로 한다. 제어단계가 주의단계인 경우, 알람제어모듈(136)는 '누전발생! 주의!'라는 경고 알람 신호를 생성하여 오디오부(150)를 통해 출력되도록 한다. 또한, 제어단계가 위험단계인 경우, 알람제어모듈(134)는 '위험! 접근금지'라는 경고알람 신호를 생성하여 오디오부(140)를 통해 출력되도록 한다.

또한, 알람제어모듈(136)은 검출된 누설전류, 제어단계 등을 포함하는 알림제어신호를 생성하여 통신부(160)를 통해 외부로 전송한다.

표시부(140)는 제어부(130)로부터 제공받은 기전력으로 표시제어신호에 해당하는 경고표시를 한다. 표시부(140)는 신호등, 가로등 등의 외부에 구성되며, LED 패널 또는 다양한 형태의 발광수단으로 구성될 수 있으며, 제어부(130)를 통해 생성된 표시제어신호에 따라 점등되어 경고를 표시하기 위한 표시수단이다.

오디오부(150)는 제어부(130)로부터 전송된 경고 알람 신호에 따라 경고 알람을 출력한다.

통신부(160)는 누설전류, 제어단계 등을 포함하는 알림제어신호를 통신망을 통해 외부로 전송한다. 통신부(160)는 제어부(130)에서 생성된 알림제어신호를 무선신호로 송신하여 근방의 관리자가 소지하고 있는 무선휴대단말기 또는 근거리에 있는 차단기 제어회로에서 수신하여 확인할 수 있도록 하며, 알림제어신호를 유선상의 네트워크망을 통해 원격지의 중앙제어시스템으로 전송할 수 있도록 한다.

통신부(160)는 유/무선을 통한 원격 모니터링이 가능하도록 유선 시리얼통신, 근거리 무선통신, 무선통신 기능 등을 포함한다.

상기와 같이 구성된 누전표시장치(100)는 접지 단락시 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 전원 공급부는 예컨대, 배터리 등을 포함할 수 있다.

이러한 본 발명의 누전표시장치(100)는 신호등, 가로등 등과 같이 외부에 노출된 전기제품에 부착하여, 전기제품에서 누설전류를 검출하고, 누설전류의 위험정도를 인식할 수 있도록 표시하거나 알릴 수 있도록 하는 장치일 수 있다..

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 누전표시장치 앞면의 외형을 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 누전표시장치 저면의 외형을 나타낸 예시도, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 누전표시장치가 가로등에 설치된 경우를 나타낸 예시도이다.

누전표시장치 앞면은 도 3과 같이 명판영역, 표시영역으로 구성될 수 있다. 명판영역에는 누전표시장치가 설치된 주소, 관리처 전화번호 등이 표시되고, steel 등의 재질로 구성된다.

표시영역은 표시제어신호에 해당하는 경고를 표시하는 영역으로, 엘이디 등의 패널, 램프, 발광체 등 다양한 재질로 구성된다.

표시영역은 도 2에서 설명한 바와 같이 LED 패널 등에 텍스트, 이미지 등을 표시하는 형태, 제어단계에 따른 텍스트가 표시되어 해당 제어단계가 발광되는 형태 등 다양한 형태일 수 있다.

누전표시장치 저면에 대해 도 4를 참조하면, 누전표시장치 저면에는 표시부를 부착시킬 거치대, 변류기를 연결하기 위한 컨텍터, 경고 알람 신호에 따른 음성을 출력하는 오디오부, 누전표시장치를 점검하기 위한 점검 스위치로 구성된다.

상기와 같이 구성된 누전표시장치를 가로등 등에 설치했을 경우, 누전표시장치는 도 5와 같이 설치된다. 가로등의 외부에 누전표시장치를 설치하면, 누전표시장치의 표시부에 누설전류에 따른 경고가 출력되므로, 보행자 및 관리자는 가로등의 문제 발생을 바로 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 누전 표시 장치 110 : 변류기
120 : 누설전류 검출부 130 : 제어부
140 : 표시부 150 : 오디오부
160 : 통신부

Claims (4)

1. 변류기(CT)를 통해 접지선에 흐르는 누설전류를 검출하는 누설전류 검출부;
   상기 검출된 누설전류에 따른 제어단계를 판단하고, 상기 판단된 제어단계에 해당하는 표시제어신호를 생성하며, 상기 누설전류에 의해 발생된 유도기전력을 기 설정된 일정 크기의 기전력으로 조절하여 표시부에 제공하는 제어부; 및
   상기 제어부로부터 제공받은 기전력으로 상기 표시제어신호에 해당하는 경고표시를 하는 표시부;
   를 포함하는 누전표시장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 누설전류, 제어단계 및 자신의 고유식별정보를 포함하는 알림제어신호를 통신망을 통해 외부로 전송하기 위한 통신부를 더 포함하는 누전표시장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 판단된 제어단계에 따른 알람 경고를 출력하는 오디오부를 더 포함하는 누전표시장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제어부는, 상기 누설전류에 의해 발생된 유도기전력을 기 설정된 일정 크기의 기전력으로 조절하고, 그 기전력을 상기 표시부에 공급하여 표시부의 기능을 활성화시키는 전력 공급모듈;
   상기 누설전류를 제어단계별로 설정된 전류범위와 비교하여 제어단계를 판단하고, 상기 판단된 제어단계에 해당하는 표시제어신호를 상기 표시부를 통해 출력되도록 하는 표시제어모듈; 및
   상기 제어단계에 따른 알림제어신호 또는 경고 알람 신호를 생성하는 알람제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 누전표시장치.
   

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