KR20170123926A - 누전차단기의 원방 트립 장치 - Google Patents

누전차단기의 원방 트립 장치 Download PDF

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KR20170123926A
KR20170123926A KR1020160053254A KR20160053254A KR20170123926A KR 20170123926 A KR20170123926 A KR 20170123926A KR 1020160053254 A KR1020160053254 A KR 1020160053254A KR 20160053254 A KR20160053254 A KR 20160053254A KR 20170123926 A KR20170123926 A KR 20170123926A
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양영모
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

본 발명은 누전차단기의 정상 동작 여부를 원격지에서 시험 지시 신호를 발생시켜서 시험할 수 있는 누전차단기의 원방 트립 장치를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는 시험 트립 버튼 스위치로부터 원격 위치까지 연장하게 마련되어 원격 위치로부터의 시험 지시 신호를 전달하는 원방 시험 스위치 도선 부를 포함한다.

Description

누전차단기의 원방 트립 장치{REMOTE TRIP CIRCUIT FOR EARTH LEAKAGE CIRCUIT BREAKER}
본 발명은 누전차단기에 관한 것으로, 특히 누전차단기를 원격지에서 자동 회로차단(일명 트립) 동작시킬 수 있는 누전차단기의 원방 트립 장치에 관한 것이다.
도 1을 참조할 수 있는 바와 같이 종래기술에 따른 누전차단기의 제어 회로 부로서 트립 구동 회로는 누전차단기에 포함되는 회로로서, 개폐접점(1), 영상 변류기(2), 감도 선택회로(3), 제어부(4), 스위치 소자(5), 트립 코일(trip coil)(6), 전원회로(7), 발진회로(8) 및 시험 트립 버튼 스위치(9)를 포함한다.
개폐접점(1)은 잘 알려진 바와 같이 누전차단기 또는 배선용 차단기에 있어서 최종적으로 회로를 개폐하는 접점부로서 상(극)(phase 또는 pole) 별로 마련되는 고정접점과 가동접점으로 구성될 수 있다. 가동접점이 상대되는 고정접점에 접촉하여 전류가 흐르도록 회로를 닫는 위치인 폐로 위치(closing position)와 상대되는 고정접점으로부터 분리되어 전류의 흐름을 차단하는 위치인 개로 위치(opening position 또는 trip position)로 미 도시한 개폐기구(switching mechanism)에 의해 구동됨에 의해서, 개폐접점(1)에 있어서 접점개폐가 이루어질 수 있다.
여기서 개폐기구는 잘 알려진 바와 같이, 트립 스프링과, 래치(latch), 핸들, 레버(lever), 상부 및 하부 링크, 샤프트(shaft) 등을 포함하게 구성되며, 트립 스프링의 인장에 의해 저장한 탄성 에너지를 래치의 해방에 의해 방세(discharging)하여 상부 및 하부 링크와 샤프트를 통해 가동접점을 개로 위치로 구동하는 트립(trip) 동작을 자동으로 수행하는 트립 위치를 가질 수 있고, 핸들을 수동으로 on 또는 off 위치에 조작함으로써 수동으로 가동접점을 폐로 위치 또는 개로 위치(리셋 위치이기도 함)에 위치하도록 조작될 수 있다.
영상 변류기(2)는 3상 선로가 코어의 중심을 통과하게 설치되어 3상 선로 중 어느 하나에서라도 누전이 있는 경우 상기 코어에 감은 2차 코일에 유도 전압이 유기되도록 한 것으로서, 해당 유도 전압 신호는 누전 검출 신호로서 감도 선택회로(3)를 통해 트립 제어부(4)로 전달될 수 있다.
감도 선택회로(3)는 상기 누전 검출 신호로서 유도 전압 신호의 복수의 저항을 이용하여 전압을 분압하여 제공하는 회로로서 스위치의 위치 선택에 따라서 저항 값이 변화함에 의해 분압 출력되는 전압이 변화하게 된다.
제어부(4)는 전용 집적 회로(일명 전용 IC)로 구성될 수 있으며 감도 선택회로(3)를 통해 전달된 누전 검출 신호로서 유도 전압의 분압 전압 값을 미리 결정된 기준 전압 값과 비교하여 예컨대 누전 검출 신호로서 유도 전압의 분압 전압 값이 미리 결정된 기준 전압 값보다 작지 않을 경우 누전 발생을 결정하고, 트립 제어 신호를 출력하는 제어회로로 구성될 수 있다.
스위치 소자(5)는 게이트 구동신호의 인가 여부에 따라서 개폐되는 반도체 스위치로서 대표적으로 싸이리스터(thyristor)로 구성될 수 있다. 스위치 소자(5)는 제어부(4)로부터의 트립 제어 신호가 게이트 구동신호로서 출력되면 이에 따라 폐로(on) 되고 상기 트립 제어 신호의 인가가 없으면 개로(off) 된다.
트립 코일(6)은 상기 개폐기구를 트립 위치로 동작하도록 트리거(trigger)하는 전자기 액추에이터(electromagnetic actuator)인 트립 기구(trip mechanism)의 요부로서 트립 코일(6)에 전류가 흘러 트립 코일(6)이 여자(magnetizing)되면, 트립 코일(6)의 자기 흡인력에 의해 구동되는 미 도시한 가동 코어의 이동에 의해 상기 개폐기구가 트립 위치로 동작하도록 트리거된다.
전원회로(7)는 도 1에 있어서 3상 선로 R, S, T 중 2선으로부터 공급된 교류전류를 직류전류로 변환하고 미리 결정된 직류 정전압의 전원을 상기 스위치 소자(5), 트립 코일(6), 제어부(4), 발진회로(8) 및 시험 스위치(9)에 공급하는 회로로서 정류회로, 변압기 및 정전압 회로를 포함하게 구성될 수 있다.
발진회로(8)는 누전차단기의 정상 동작 가능 여부를 시험하기 위해서 시험신호 즉, 가상의 누전 검출 신호를 발생시켜 출력하는 회로 부이다.
발진회로(8)는 시험 트립 버튼 스위치(6)와 영상 변류기(2) 사이에 접속되어 시험 트립 버튼 스위치(6)가 눌려졌을 때 이에 응답하여 시험신호를 발생시켜 영상 변류기(2)의 출력단에 제공한다. 이에 영상 변류기(2)는 시험신호를 시험을 위한 가상의 누전 검출 신호로서 감도 선택회로(3)를 통해 제어부(4)에 제공하게 된다.
시험 트립 버튼 스위치(9)는 전원, 즉 전원회로(7)로부터 상기 발진회로(8)로 공급되는 전원 공급경로를 개폐하는 스위치로서, 사용자에 의해 눌려졌을 때 발진회로(8)에 전원이 공급되어 영상 변류기(2)로 발진회로(8)로부터 시험신호가 출력된다.
상술한 바와 같이 구성되는 누전차단기의 제어 회로 부로서 트립 구동 회로의 동작을 도 1을 참조하여 설명한다.
개폐접점(1)이 폐로 위치인 회로 상 통전 상태에서 누전차단기가 접속되는 3상 선로 R, S, T 중 어느 하나에서라도 누전이 있는 경우 상기 코어에 감은 2차 코일에 유도 전압이 유기되며, 영상 변류기(2)가 검출한 해당 유도 전압에 따른 누전 검출 신호는 감도 선택회로(3)를 통해 전압 분압되어 비례하는 작은 전압신호로서 트립 제어부(4)에 전달된다.
이에 제어부(4)는 상기 유도 전압의 분압 전압 값을 미리 결정된 기준 전압 값과 비교하여 상기 분압 전압 값이 미리 결정된 기준 전압 값보다 작지 않을 경우 누전 발생을 결정하고, 트립 제어 신호를 출력한다.
트립 제어 신호는 스위치 소자(5)의 게이트 구동신호로서 제공되고 스위치 소자(5)는 트립 제어 신호가 있을 경우 이에 응답하여 턴 온(turn on)된다.
스위치 소자(5)의 턴 온에 의해 트립 코일(6)과 전원회로(7) 및 스위치 소자(5) 간 회로가 폐로되고 따라서 트립 코일(6)에 전원회로(7)로부터의 직류전류가 흘러 트립 코일(6)이 여자된다.
트립 코일(6)이 여자됨에 따라 상술한 바와 같이 트립 기구의 가동 코어가 이동하고 상기 개폐기구를 트립 위치로 동작하도록 트리거하게 된다.
이에 상기 개폐기구의 트립 구동에 의해 가동접점이 대응 고정접점으로부터 분리되어 개폐접점(1)은 개방된다.
개폐접점(1)이 폐로 위치인 회로 상 통전 상태에서 누전차단기가 접속되는 3상 선로 R, S, T 중 누전이 없거나 미소한 경우 영상 변류기(2)의 상기 코어에 감은 2차 코일에 유도 전압의 유기가 없거나 미소하며, 영상 변류기(2)는 해당 유도 전압을 검출할 수 없거나 미소한 유도 전압만 검출하고 감도 선택회로(3)를 통해 트립 제어부(4)에 전달되는 분압 전압 신호도 없거나 미소한 분압 전압 신호만 있게 된다.
이에 트립 제어부(4)는 상기 유도 전압의 분압 전압 값을 미리 결정된 기준 전압 값과 비교하여 상기 분압 전압 값이 미리 결정된 기준 전압 값보다 작으므로 누전 발생이 없음을 결정하고, 따라서 트립 제어 신호의 출력도 없게 된다.
따라서 스위치 소자(5)는 트립 제어 신호가 없으므로 턴 오프(turn off) 된다.
스위치 소자(5)의 턴 오프에 의해 트립 코일(6)과 전원회로(7) 및 스위치 소자(5) 간 회로가 개방되고 따라서 트립 코일(6)에 전원회로(7)로부터의 직류전류가 공급되지 않아 트립 코일(6)은 소자(demagnetizing) 된다.
트립 코일(6)이 소자됨에 따라 상술한 바와 같이 트립 기구의 가동 코어는 예컨대 복귀스프링의 탄성력에 의해 원위치로 복귀하고 상기 개폐기구는 폐로 위치에서 유지된다.
이에 상기 개폐기구의 폐로 위치 유지에 의해 가동접점이 대응 고정접점에 접촉된 상태를 유지하여 개폐접점(1)은 폐로 상태를 유지한다.
또한, 사용자가 누전차단기의 정상 동작 여부를 확인하기 위해서 시험 스위치(9)를 눌러 폐로 위치로 동작시키는 경우, 이에 응답하여 발진회로(8)가 시험신호를 발생시켜 영상 변류기(2)의 출력단에 제공한다. 이에 영상 변류기(2)는 시험신호를 시험을 위한 누전 신호로서 감도 선택회로(3)를 통해 제어부(4)에 제공하게 된다.
이에 제어부(4)는 상기 시험 신호에 따른 전압을 미리 결정된 기준 전압 값과 비교하며 상기 시험 신호에 따른 전압 값은 미리 결정된 기준 전압 값보다 크게 미리 설정되어있으므로 누전 발생을 결정하고, 트립 제어 신호를 출력한다.
트립 제어 신호는 스위치 소자(5)의 게이트 구동신호로서 제공되고 스위치 소자(5)는 트립 제어 신호가 있을 경우 이에 응답하여 턴 온된다.
스위치 소자(5)의 턴 온에 의해 트립 코일(6)과 전원회로(7) 및 스위치 소자(5) 간 회로가 폐로되고 따라서 트립 코일(6)에 전원회로(7)로부터의 직류전류가 흘러 트립 코일(6)이 여자된다.
트립 코일(6)이 여자됨에 따라 상술한 바와 같이 트립 기구의 가동 코어가 이동하고 상기 개폐기구를 트립 위치로 동작하도록 트리거하게 된다.
이에 상기 개폐기구의 트립 구동에 의해 가동접점이 대응 고정접점으로부터 분리되어 개폐접점(1)은 개방되며, 이러한 인위적 시험신호 인가에 따른 누전차단기의 트립(자동차단) 동작이 정상적으로 이루어짐을 확인함으로써 사용자는 누전차단기의 정상 동작을 확인할 수 있다.
물론 상기 시험 스위치(9)를 동작시켰는데도 누전차단기가 트립 동작하지 않는다면 해당 누전차단기에는 고장이 발생한 것으로 볼 수 있다.
그러나 상술한 바와 같은 종래기술에 따른 누전차단기 트립 구동 회로를 갖는 누전차단기는 정상 동작 여부를 확인하고자 하는 경우 사용자가 배전반의 문을 열고 직접 누전차단기의 시험 스위치를 눌러서 정상 트립 동작 여부를 확인해야 하므로 사용자의 안전이 확보되지 않고 번거로운 문제점이 있었다.
한편, 종래기술의 다른 예로서 누전차단기를 원방에서 시험 트립시킬 수 있는 소위 션트 트립 장치(shunt trip mechanism)로 불리는 액세서리 장치가 누전차단기의 부속장치 수납 부에 마련될 수 있다.
이러한 션트 트립 장치에 대해서는 본 발명의 출원 인이 등록한 다음의 특허문헌들을 참고할 수 있으므로 상세 도시와 설명은 생략하기로 한다.
(특허문헌 1) KR1212213 B1
(특허문헌 2) KR1463048 B1
그러나 위의 특허 문헌들에 개시된 바와 같은 상기 션트 트립 장치는 누전차단기 또는 배선용 차단기의 개폐기구를 트립 동작하도록 기계적인 트리거(trigger) 조작 력을 제공하는 액추에이터(actuator) 장치로서, 영상 변류기와 제어 부 등 제어 회로 부와 무관하게 누전차단기 또는 배선용 차단기의 트립 바(trip bar)와 같은 개폐기구의 일 부품을 직접 가압하여 트립 동작시킨다.
따라서 이러한 션트 트립 장치로는 영상 변류기와 제어 부 등 제어 회로 부의 정상 동작 여부 즉 누전차단기의 제어 회로 부의 건전성은 시험 및 확인이 불가능한 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 목적은 제어 회로 부를 포함한 누전차단기의 정상 동작 여부(건전성)를 원격지에서 시험 지시 신호를 발생시켜서 시험할 수 있는 누전차단기의 원방 트립 장치를 제공하는 것이다.
상기 본 발명의 목적은 시험용 누전 검출 신호를 제공하는 발진회로 부와, 상기 시험용 누전 검출 신호에 응답해서 트립 제어신호를 출력할 수 있는 제어부와, 상기 트립 제어신호의 인가여부에 따라 여자(magnetizing) 또는 소자(demagnetizing)되는 트립 코일(trip coil)과, 직류전원을 공급하는 전원회로와, 상기 전원회로로부터 상기 발진회로 부로 공급되는 전원 공급경로를 개폐하는 시험 트립 버튼 스위치를 포함하는 제어 회로 부를 갖는 누전차단기 용으로서, 누전차단기의 원방 트립 장치에 있어서,
상기 제어 회로 부로부터 원격 위치까지 연장하게 마련되어 원격 위치로부터의 시험 지시 신호를 상기 제어 회로 부에 전달하는 원방 시험 스위치 도선 부;를 포함하는 본 발명에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 양상에 따라서, 상기 원방 시험 스위치 도선 부는 상기 시험 트립 버튼 스위치의 양단에 연결되며, 상기 원방 트립 장치는, 상기 시험 트립 버튼 스위치와 상기 원방 시험 스위치 도선 부 사이에 연결되어 상기 시험 버튼 스위치로부터 상기 원방 시험 스위치 도선 부의 말단부까지의 거리에 따라서 낮아지는 상기 시험 지시 신호의 전압을 보상하는 전압 보상 회로를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 다른 일 양상에 따라서, 상기 원방 시험 스위치 도선 부는 일 단이 상기 트립 코일의 일 단과 접속되고 타 단이 상기 전원회로에 접속되어, 상기 원방 시험 스위치 도선 부가 폐로되면 상기 전원회로로부터 상기 트립 코일과 상기 원방 스위치 도선 부를 거쳐 다시 전원회로까지의 회로가 폐로되게 하여 상기 트립 코일을 여자시키게 구성된다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 양상에 따라서, 본 발명에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는, 상기 시험 스위치 도선 부의 말단에 접속되어 상기 시험 지시 신호를 발생시키는 원방 시험 트립 스위치를 더 포함한다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 양상에 따라서, 상기 원방 시험 스위치 도선 부는, 2선의 연장 신호 선 및 상기 연장 신호 선에 있어서 원격지의 말단에 마련되어 상기 원방 시험 트립 스위치가 접속될 수 있는 한 쌍의 스위치 접속 단자를 포함한다.
본 발명의 바람직한 또 다른 일 양상에 따라서, 상기 누전차단기는 배전반 내에 설치되고, 상기 원방 시험 트립 스위치는 상기 배전반의 전면에 설치되며, 본 발명에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는, 상기 원방 시험 스위치 도선 부에 전기적으로 접속되고 상기 원방 시험 트립 스위치가 폐로 조작되었을 때 시험 트립 신호를 출력하는 시퀀스 제어기(sequence controller); 및 상기 시퀀스 제어기와 전기적으로 접속되며, 상기 시험 트립 신호에 응답하여 미리 결정된 시간 경과 시 폐로되어 상기 전원회로로부터의 전원을 상기 발진회로 부에 공급하는 타이머 스위치;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는, 제어 회로 부로부터 원격 위치까지 연장하게 마련되어 원격 위치로부터의 시험 지시 신호를 전달하는 원방 시험 스위치 도선 부를 포함하므로, 해당 원방 시험 스위치 도선 부에 원방 시험 트립 스위치만 연결하면, 배전반 내의 누전차단기에 사용자가 직접 접근해서 시험 트립 동작시키지 않고 원격지에서 제어 회로 부를 포함한 누전차단기 전체의 건전성(정상 동작 여부)을 시험해볼 수 있어 사용자에게 안전성과 편리성을 제공할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는 상기 시험 트립 버튼 스위치와 상기 원방 시험 스위치 도선 부 사이에 연결되는 전압 보상 회로를 더 포함하므로, 상기 시험 버튼 스위치로부터 상기 원방 시험 스위치 도선 부의 말단부까지의 거리에 따라서 낮아지는 상기 시험 지시 신호의 전압을 보상하여 원격지로부터 미약한 시험 지시 신호를 수신해도 정확하게 누전차단기의 건전성을 시험할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치에 있어서, 상기 원방 시험 스위치 도선 부는 일 단이 상기 트립 코일의 일 단과 접속되고 타 단이 상기 전원회로에 접속되어, 상기 시험 지시 신호로 발진 회로를 구동하지 않고 상기 트립 코일을 상기 전원회로의 전원 전압으로 직접 여자시키게 구성되므로, 전압 보상 회로가 불필요한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는, 상기 시험 스위치 도선 부의 말단에 접속되는 원방 시험 트립 스위치를 더 포함하므로, 상기 시험 지시 신호를 원격지에서 발생시켜 누전차단기의 건전성을 시험할 수 있으므로 편리하고 안전한 효과를 사용자에게 제공할 수 있다.
본 발명에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치에 있어서, 상기 원방 시험 스위치 도선 부는 2선의 연장 신호 선 및 상기 연장 신호 선에 있어서 원격지의 말단에 마련되어 한 쌍의 스위치 접속 단자를 포함하므로, 상기 원방 시험 트립 스위치는 사용자가 토글 스위치(toggle switch), 버튼 스위치(button switch), 텀블러 스위치(tumbler switch) 등 다양한 스위치 중 선택적으로 접속사용할 수 있고, 누전차단기 제조사는 원방 시험 스위치 도선 부만 제공하게 구성할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치에 있어서, 상기 누전차단기는 배전반 내에 설치되고, 상기 원방 시험 트립 스위치는 상기 배전반의 전면에 설치되며, 상기 원방 트립 장치는, 상기 원방 시험 스위치 도선 부에 전기적으로 접속되고 상기 원방 시험 트립 스위치가 폐로 조작되었을 때 시험 트립 신호를 출력하는 시퀀스 제어기(sequence controller); 및 상기 시퀀스 제어기와 전기적으로 접속되며, 상기 시험 트립 신호에 응답하여 미리 결정된 시간 경과 시 폐로되어 상기 전원회로로부터의 전원을 상기 발진회로 부에 공급하는 타이머 스위치;를 더 포함하므로, 배전 반에 있어서 기존의 시퀀스 제어기의 기능에 시험 트립 시험 기능을 추가하여 확장할 수 있고, 타이머 스위치의 설정시간 동안 시퀀스 제어기가 데이터의 저장 등 전력회로의 차단에 대비한 백업 동작을 수행할 수 있으며, 누전차단기의 핸들과 접속되고 배전 반의 외부로 노출되는 외부핸들의 회동을 통해 배전반의 외부에서 누전차단기의 정상 트립 동작 여부를 확인할 수 있는 효과도 제공할 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 누전차단기 트립 구동 회로의 구성을 보여주는 블록 도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치를 포함하는 누전차단기 트립 구동 회로의 구성을 보여주는 블록 도이며,
도 3은 본 발명의 누전차단기의 원방 트립 장치에 있어서 전압 보상 회로 구성의 실시 예를 보여주는 회로도이고,
도 4는 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치를 포함하는 누전차단기 트립 구동 회로의 구성을 보여주는 블록 도이며,
도 5는 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치를 포함하는 누전차단기 트립 구동 회로의 구성을 보여주는 블록 도이다.
상술한 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도 2 내지 도 5를 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.
먼저, 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치를 포함하는 누전차단기 트립 구동 회로의 구성을 보여주는 블록 도인 도 2를 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치를 포함하는 누전차단기 트립 구동 회로의 구성을 설명한다.
도 2에 있어서 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치를 제외한 누전차단기 트립 구동 회로의 구성은 앞서 기술한 종래기술에 따른 누전차단기 트립 구동 회로의 구성과 동일하므로 중복되는 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치를 포함하는 누전차단기의 제어 회로 부로서 트립 구동 회로는 도시된 바와 같이 개폐접점(1), 영상 변류기(2), 감도 선택회로(3), 제어부(4), 스위치 소자(5), 트립 코일(6), 전원회로(7), 발진회로(8) 및 시험 트립 버튼 스위치(9)를 포함한다.
상기 제어 회로 부로서 트립 구동 회로의 구성요소들 즉, 개폐접점(1), 영상 변류기(2), 감도 선택회로(3), 제어부(4), 스위치 소자(5), 트립 코일(6), 전원회로(7), 발진회로(8) 및 시험 트립 버튼 스위치(9)는 도 1을 참조하여 전술한 종래기술의 구성요소와 동일하므로 중복 설명은 생략하기로 하고 본 발명에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치에 대해서만 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는 도 2를 참조할 수 있는 바와 같이 원방 시험 스위치 도선 부(10)를 포함한다.
원방 시험 스위치 도선 부(10)는 제어 회로 부로부터, 일 실시 예에 따라서 상기 시험 트립 버튼 스위치(9)로부터 원격 위치까지 연장하게 상기 시험 트립 버튼 스위치(9)의 양단에 연결되어, 원격 위치로부터의 시험 지시 신호를 전달하는 연장 신호 선(이하 연장 선으로 약칭함)을 포함하게 구성될 수 있다.
상기 연장 신호 선은 2선의 신호 선으로 구성될 수 있고 원격지의 말단에는 후술하는 원방 시험 트립 스위치(12)가 접속될 수 있도록 한 쌍의 스위치 접속 단자가 구비되게 구성될 수 있다. 여기서 스위치 접속 단자는 도전 재 단자 부와 해당 단자 부를 피복하는 절연물을 포함하는 커넥터(connector)로 구성될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 양상에 따라서, 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는 도 2를 참조할 수 있는 바와 같이 전압 보상 회로(11)를 더 포함한다.
전압 보상 회로(11)는 일 실시 예에 따라서 시험 트립 버튼 스위치(9)와 상기 원방 시험 스위치 도선 부(10) 사이에 연결될 수 있다.
전압 보상 회로(11)는 시험 트립 버튼 스위치(9)로부터 또는 상기 전원회로(7)로부터 상기 원방 시험 스위치 도선 부(10)의 말단부까지의 거리에 따라서 낮아지는 상기 시험 지시 신호 즉, 상기 전원회로(7)로부터의 전원 전압 신호의 전압을 보상한다.
도 3을 참조할 수 있는 바와 같이, 전압 보상 회로(11)는, 도 3의 좌측 부분에 도시된 바와 같이 커패시터(C) 만으로 구성되거나 또는 도 3의 우측 부분에 도시된 바와 같이 커패시터(C)와 제너 다이오드(Z)의 조합으로 구성될 수 있다.
다시 도 2를 참조하여, 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는 원방 시험 트립 스위치(12)를 더 포함하게 구성될 수 있다.
원방 시험 트립 스위치(12)는 상기 시험 스위치 도선 부(10)의 말단에 접속되어, 사용자에게 원격지에서 상기 발진회로(8)에 전원회로(7)로부터의 전원 전압 신호(시험 지시 신호)의 공급 경로(회로)를 개폐할 수 있는 수단을 제공한다.
한편, 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치의 동작을 도 2를 참조하여 설명한다.
원격지에서 사용자가 제어 회로 부를 포함한 누전 차단기 전체의 건전성 즉 전자 부(제어 회로 부)와 기계(기구)부가 모두 정상 동작하여 정상 트립 동작하는지 확인하기 위해서 원방 시험 트립 스위치(12)를 폐로 위치로 조작한다.
그러면, 개방 상태인 시험 트립 버튼 스위치(9)의 양단이 원방 시험 스위치 도선 부(10)와 원방 시험 트립 스위치(12)에 의해 폐로 상태가 되고, 전원회로(7)로부터의 전원이 즉, 시험 지시 신호가 원방 시험 스위치 도선 부(10)와 원방 시험 트립 스위치(12)를 통해 발진회로(8)에 공급된다.
이때 원방 시험 스위치 도선 부(10)의 길이에 따른 시험 신호 즉, 상기 전원 즉, 시험 지시 신호의 전압 강하를 전압 보상 회로(11)의 커패시터(C)의 충전전압에 의해 보상할 수 있다.
시험 지시 신호 즉, 전원회로(7)로부터의 전원이 발진회로(8)에 공급되면, 발진회로(8)는 시험신호 즉, 가상의 누전 검출 신호를 영상 변류기(2)에 전달한다.
그러면 해당 시험신호 즉, 가상의 누전 검출 신호는 감도 선택회로(3)를 통해 분압된 전압신호로서 제어부(4)에 입력된다.
제어부(4)는 상기 전압신호에 따른 전압 값을 미리 결정된 기준 전압 값과 비교하여 분압된 전압 값이 미리 결정된 기준 전압 값보다 작지 않을 경우 누전 발생을 결정하고, 트립 제어 신호를 출력한다.
트립 제어 신호는 스위치 소자(5)의 게이트 구동신호로서 제공되고 스위치 소자(5)는 트립 제어 신호가 있을 경우 이에 응답하여 턴 온(turn on)된다.
스위치 소자(5)의 턴 온에 의해 트립 코일(6)과 전원회로(7) 및 스위치 소자(5) 간 회로가 폐로되고 따라서 트립 코일(6)에 전원회로(7)로부터의 직류전류가 흘러 트립 코일(6)이 여자된다.
트립 코일(6)이 여자됨에 따라 미 도시한 트립 기구의 가동 코어가 이동하고 누전차단기의 개폐기구를 트립 위치로 동작하도록 트리거하게 된다.
이에 상기 개폐기구의 트립 구동에 의해 가동접점이 대응 고정접점으로부터 분리되어 개폐접점(1)은 개방되며, 이로서 원방 시험 트립 스위치(12)의 조작에 따른 가상의 누전 검출 신호에 응답한 트립 동작이 완수된다.
따라서 이러한 누전 차단기의 트립 동작이 정상적으로 수행되면, 누전 차단기가 건전한 상태 즉 정상적으로 동작하는 것으로 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치를 포함하는 누전차단기 트립 구동 회로의 구성을 보여주는 블록 도인 도 4를 참조하여 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치를 포함하는 누전차단기 트립 구동 회로의 구성을 설명한다.
도 4에 있어서 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치를 제외한 누전차단기 트립 구동 회로의 구성은 앞서 기술한 종래기술에 따른 누전차단기 트립 구동 회로의 구성과 동일하므로 중복되는 구성요소에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치를 포함하는 누전차단기의 제어 회로 부로서 트립 구동 회로는 도시된 바와 같이 개폐접점(1), 영상 변류기(2), 감도 선택회로(3), 제어 부(4), 스위치 소자(5), 트립 코일(6), 전원회로(7), 발진회로(8) 및 시험 트립 버튼 스위치(9)를 포함한다.
상기 제어 회로 부로서 트립 구동 회로의 구성요소들 즉, 개폐접점(1), 영상 변류기(2), 감도 선택회로(3), 제어부(4), 스위치 소자(5), 트립 코일(6), 전원회로(7), 발진회로(8) 및 시험 트립 버튼 스위치(9)는 도 1을 참조하여 전술한 종래기술의 구성요소와 동일하므로 중복 설명은 생략하기로 하고 본 발명에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치에 대해서만 설명한다.
본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는 도 4를 참조할 수 있는 바와 같이 원방 시험 스위치 도선 부(10)를 포함한다.
또한, 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는 원방 시험 트립 스위치(12)를 더 포함하게 구성될 수 있다.
원방 시험 트립 스위치(12)는 상기 시험 스위치 도선 부(10)의 말단에 접속되어, 사용자에게 원격지에서 상기 트립 코일(6)에 전원회로(7)로부터의 전원 전압 신호(시험 지시 신호)의 공급 경로(회로)를 개폐할 수 있는 수단을 제공한다.
도 4를 참조할 수 있는 바와 같이, 상기 원방 시험 스위치 도선 부(10)는 일 단이 상기 트립 코일(6)의 일 단과 접속되고 타 단이 상기 전원회로의 일 극(음극 또는 접지 극)에 접속된다. 따라서, 상기 원방 시험 스위치 도선 부(10)가 원방 시험 트립 스위치(12)의 폐로 조작에 의해서 폐로되면 상기 전원회로(7)로부터 상기 트립 코일(6)과 상기 원방 스위치 도선 부(10)를 거쳐 다시 전원회로(7)까지의 회로가 폐로되게 하여 상기 트립 코일(6)을 여자시키게 구성된다.
도 4에 도시한 바와 같은 제 2 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는 상기 시험 지시 신호로 발진 회로(8)를 구동하지 않고(즉, 상기 발진회로, 영상 변류기, 감도 선택회로, 제어 부, 스위치 소자의 신호 전달 경로에 따른 트립 코일의 여자가 아니고) 상기 트립 코일(6)을 상기 전원회로(7)의 전원 전압으로 직접 여자시키게 구성되므로, 전압 보상 회로가 불필요하다.
한편, 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치의 동작을 도 4를 참조하여 설명한다.
원격지에서 사용자가 제어 회로 부를 포함한 누전 차단기 전체의 건전성 즉 전자 부와 기계부가 모두 정상 동작하여 정상 트립 동작하는지 확인하기 위해서 원방 시험 트립 스위치(12)를 폐로 위치로 조작한다.
그러면, 전원회로(7)의 양 극(전원 극)으로부터 트립 코일(6), 원방 시험 스위치 도선 부(10), 원방 시험 트립 스위치(12)를 거쳐 다시 전원회로(7)의 음극(접지 극)으로의 회로가 폐로됨에 따라, 트립 코일(6)에 전원회로(7)로부터의 전원 전압이 인가되어 트립 코일(6)이 여자된다.
트립 코일(6)이 여자됨에 따라 미 도시한 트립 기구의 가동 코어가 이동하고 누전차단기의 개폐기구를 트립 위치로 동작하도록 트리거하게 된다.
이에 상기 개폐기구의 트립 구동에 의해 가동접점이 대응 고정접점으로부터 분리되어 개폐접점(1)은 개방되며, 이로서 원방 시험 트립 스위치(12)의 조작에 따른 가상의 누전 검출 신호에 응답한 트립 동작이 완수된다.
따라서 이러한 누전 차단기의 트립 동작이 정상적으로 수행되면, 누전 차단기의 기구 부와 제어 회로 부가 모두 건전한 상태 즉 정상적으로 동작하는 것으로 확인할 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치를 포함하는 누전차단기 트립 구동 회로의 구성을 보여주는 블록 도인 도 5를 참조하여 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치를 포함하는 누전차단기 트립 구동 회로의 구성을 설명한다.
도 5에 도시한 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는 누전차단기가 배전 반(미 도시)의 내부에 설치된 상태에서 배전 반의 전면(배전 반의 도어 전면)에서 배전 바 내부 누전차단기에 대한 건전성 시험이 가능한 누전차단기의 원방 트립 장치를 개시하는 것이 종래기술과 본 발명의 제 1 실시 예 및 제 2 실시 예와 대별되는 특징이다.
따라서 중복 설명을 피하기 위해서 상기 대별되는 특징에 따른 구성과 그 동작을 설명하기로 한다.
도 5에 도시한 본 발명의 바람직한 제 3 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는 원방 시험 스위치 도선 부(10), 원방 시험 트립 스위치(12), 시퀀스 제어기(13) 및 타이머 스위치(14)를 포함하게 구성될 수 있다.
제 3 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치와 접속되는 상기 누전차단기는 상기 배전 반 내에 설치되고, 상기 원방 시험 트립 스위치(12)는 상기 배전 반의 전면(배전 반 도어의 전면 부)에 설치된다.
시퀀스 제어기(13)는 미리 저장된 처리 프로그램에 따라 상기 배전 반의 전체 동작을 제어하고 시험하거나 상태를 외부로 표시할 수 있는 제어기로서, 상기 원방 시험 스위치 도선 부(10)에 전기적으로 접속되고 상기 원방 시험 트립 스위치(12)가 폐로 조작되었을 때 시험 트립 신호를 출력한다.
타이머 스위치(13)는 상기 시퀀스 제어기(12)와 전기적으로 접속되며, 상기 시험 트립 신호에 응답하여 미리 결정된 시간(타이머 설정시간) 경과 시 폐로되어 상기 전원회로(7)로부터의 전원을 상기 발진회로 부(8)에 공급한다.
한편, 제 3 실시 예에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치의 동작을 도 5를 참조하여 설명한다.
원격지에서 사용자가 제어 회로 부를 포함한 누전 차단기 전체의 건전성 즉 전자 부와 기계부가 모두 정상 동작하여 정상 트립 동작하는지 확인하기 위해서 원방 시험 트립 스위치(12)를 폐로 위치로 조작한다.
그러면, 원방 시험 트립 스위치(12)와 접속되는 예컨대 단자 전압이 낮아지는 것에 따라 시퀀스 제어기(12)는 원방 시험 트립 스위치(12)의 폐로 위치 조작 상태를 인지한다.
이에 시퀀스 제어기(12)는 상기 시험 트립 신호를 출력한다.
그러면 상기 시험 트립 신호를 수신한 타이머 스위치(13)는 이에 응답하여 미리 결정된 시간(타이머 설정시간) 경과 시 폐로되고 상기 전원회로(7)로부터의 전원을 상기 발진회로 부(8)에 공급한다.
이때 원방 시험 스위치 도선 부(10)의 길이에 따른 시험 신호 즉, 상기 전원 즉, 시험 지시 신호의 전압 강하를 전압 보상 회로(11)의 커패시터(C)의 충전전압에 의해 보상할 수 있다.
시험 지시 신호 즉, 전원회로(7)로부터의 전원이 발진회로(8)에 공급되면, 발진회로(8)는 시험신호 즉, 가상의 누전 검출 신호를 영상 변류기(2)에 전달한다.
그러면 해당 시험신호 즉, 가상의 누전 검출 신호는 감도 선택회로(3)를 통해 분압된 전압신호로서 제어부(4)에 입력된다.
제어부(4)는 상기 전압신호에 따른 전압 값을 미리 결정된 기준 전압 값과 비교하여 분압된 전압 값이 미리 결정된 기준 전압 값보다 작지 않을 경우 누전 발생을 결정하고, 트립 제어 신호를 출력한다.
트립 제어 신호는 스위치 소자(5)의 게이트 구동신호로서 제공되고 스위치 소자(5)는 트립 제어 신호가 있을 경우 이에 응답하여 턴 온(turn on)된다.
스위치 소자(5)의 턴 온에 의해 트립 코일(6)과 전원회로(7) 및 스위치 소자(5) 간 회로가 폐로되고 따라서 트립 코일(6)에 전원회로(7)로부터의 직류전류가 흘러 트립 코일(6)이 여자된다.
트립 코일(6)이 여자됨에 따라 미 도시한 트립 기구의 가동 코어가 이동하고 누전차단기의 개폐기구를 트립 위치로 동작하도록 트리거하게 된다.
이에 상기 개폐기구의 트립 구동에 의해 가동접점이 대응 고정접점으로부터 분리되어 개폐접점(1)은 개방되며, 이로서 원방 시험 트립 스위치(12)의 조작에 따른 가상의 누전 검출 신호에 응답한 트립 동작이 완수된다.
이때 이러한 누전 차단기의 트립 동작이 정상적으로 수행되는지 여부는 누전차단기의 핸들과 접속되고 배전 반의 외부로 노출되는 외부핸들의 회동을 통해 배전 반의 외부에서 누전차단기의 정상 트립 동작여부를 확인할 수 있다.
여기서 누전차단기의 핸들과 접속된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 누전차단기의 원방 트립 장치는, 시험 트립 버튼 스위치로부터 원격 위치까지 연장하게 상기 시험 트립 버튼 스위치의 양단에 연결되어 원격 위치로부터의 시험 지시 신호를 전달하는 원방 시험 스위치 도선 부를 포함하여, 배전반 내의 누전차단기에 사용자가 직접 접근해서 시험 트립 동작시키지 않고 원격지에서 누전차단기의 건전성(정상 동작 여부)을 시험해볼 수 있어 사용자에게 안전성과 편리성을 제공할 수 있는 효과가 있다.
1: 개폐접점 2: 영상 변류기
3: 감도 선택회로 4: 제어부
5: 스위치 소자 6: 트립 코일(trip coil)
7: 전원회로 8: 발진회로
9: 시험 트립 버튼 스위치 10: 원방 시험 스위치 도선 부
11: 전압 보상 회로 12: 원방 시험 트립 스위치
13: 시퀀스 제어기 14: 타이머 스위치

Claims (5)

  1. 시험용 누전 검출 신호를 제공하는 발진회로 부와, 상기 시험용 누전 검출 신호에 응답해서 트립 제어신호를 출력할 수 있는 제어 부와, 상기 트립 제어신호의 인가여부에 따라 여자(magnetizing) 또는 소자(demagnetizing)되는 트립 코일(trip coil)과, 직류전원을 공급하는 전원회로와, 상기 전원회로로부터 상기 발진회로 부로 공급되는 전원 공급경로를 개폐하는 시험 트립 버튼 스위치를 포함하는 제어 회로 부를 갖는 누전차단기 용으로서, 누전차단기의 원방 트립 장치에 있어서,
    상기 제어 회로 부로부터 원격 위치까지 연장하게 마련되어 원격 위치로부터의 시험 지시 신호를 상기 제어 회로 부에 전달하는 원방 시험 스위치 도선 부;를 포함하는 누전차단기의 원방 트립 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원방 시험 스위치 도선 부는 상기 시험 트립 버튼 스위치의 양단에 연결되며,
    상기 시험 트립 버튼 스위치와 상기 원방 시험 스위치 도선 부 사이에 연결되어, 상기 시험 버튼 스위치로부터 상기 원방 시험 스위치 도선 부의 말단부까지의 거리에 따라서 낮아지는 상기 시험 지시 신호의 전압을 보상하는 전압 보상 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누전차단기의 원방 트립 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 원방 시험 스위치 도선 부는 일 단이 상기 트립 코일의 일 단과 접속되고 타 단이 상기 전원회로에 접속되어,
    상기 원방 시험 스위치 도선 부가 폐로되면 상기 전원회로로부터 상기 트립 코일과 상기 원방 스위치 도선 부를 거쳐 다시 전원회로까지의 회로가 폐로되게 하여 상기 트립 코일을 여자시키게 구성되는 것을 특징으로 하는 누전차단기의 원방 트립 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시험 스위치 도선 부의 말단에 접속되어, 상기 시험 지시 신호를 발생시키는 원방 시험 트립 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누전차단기의 원방 트립 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 누전차단기는 배전반 내에 설치되고,
    상기 원방 시험 트립 스위치는 상기 배전반의 전면에 설치되며,
    상기 원방 시험 스위치 도선 부에 전기적으로 접속되고 상기 원방 시험 트립 스위치가 폐로 조작되었을 때 시험 트립 신호를 출력하는 시퀀스 제어기(sequence controller); 및
    상기 시퀀스 제어기와 전기적으로 접속되며, 상기 시험 트립 신호에 응답하여 미리 결정된 시간 경과 시 폐로되어 상기 전원회로로부터의 전원을 상기 발진회로 부에 공급하는 타이머 스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 누전차단기의 원방 트립 장치.
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