KR20220104259A - 잔류 전류 회로 차단기 - Google Patents

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KR20220104259A
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얀 요한슨
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블릭스트 테크 에이비
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Abstract

본 발명은 전기 회로(300)를 위한 잔류 전류 회로 차단기(RCCB)(100)에 관한 것이다. RCCB는 전원(302)과 로드(304) 사이에 서로 직렬로 결합된 제1 스위칭 장치(106)와 제2 스위칭 장치(140)를 포함한다. 제1 스위칭 장치(106)는 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 값이 제1 스위칭 장치(106)의 스위칭 전류보다 큰 것을 검출하면, 로드(304)로 전류가 공급되지 않는 오프 모드로 스위칭 하도록 구성된다. 제2 스위칭 장치(140)는 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하면, 로드(304)가 단락되는 온 모드로 스위칭 하도록 구성된다. 이로써, 새로운 RCCB 구조가 제공된다. 누전이 검출되면 단락이 도입되며, 이는 로드에 걸리는 전압이 0이 될 것이고 회로 내의 전류에 의해 아무도 다치지 않을 것임을 의미한다. 하지만, 로드가 단락되면 회로 내에 제1 스위칭 장치가 회로를 차단하도록 유발하는 전류 돌입(current rush)이 있을 것이고 그 후 회로 내에는 어떠한 전류도 흐르지 않을 것이다. 발명은 또한 이러한 잔류 전류 회로 차단기를 포함하는 회로 및 상응하는 방법에 관한 것이다.

Description

잔류 전류 회로 차단기
발명은 전기 회로를 위한 잔류 전류 회로 차단기(residual current circuit breaker)에 관한 것이다. 또한 발명은 그러한 잔류 전류 회로 차단기를 포함하는 회로 및 상응하는 방법에 관한 것이다.
잔류 전류 회로 차단기들(RCCBs) 또는 잔류 전류 장치들(residual current devices)(RCDs)은 해당 분야에서 잘 알려져 있다. 상응하는 기능을 가진 장치들에 대한 다른 용어는 접지 오류 회로 차단기(ground fault circuit interrupter), 접지 오류 차단기(ground fault interrupter), 가전제품 누설 전류 차단기(appliance leakage current interrupter) 및 누설 전류 검출 차단기(leakage current detection interrupter)이다.
RCCB들과 RCD들과 같은 장치들의 목적은 공급용 도체(supply conductor)와 귀로용 도체(return conductor) 사이에서 전류가 균형을 이루지 못할 때 신속하게 전기 회로를 차단하거나 연결을 끊어 전기 충격으로 인한 사람의 상해를 예방하는 것이다. 공급용 도체와 귀로용 도체 내의 전류의 차이가 누설 전류를 가리키며, 이는 쇼크 위험을 제시한다.
보통, RCCB 및 RCD들은 테스트 가능하고 재설정 가능한 장치들이다. 테스트 버튼과 같은 기계적인 입력 수단은 소규모 누설 조건을 생성하고, 재설정 버튼은 오류 조건이 제거된(cleared) 이후 컨덕터들을 다시 연결한다.
발명의 실시예들의 목표는 전통적인 솔루션의 단점 및 문제점을 완화하거나 해결하는 솔루션을 제공하는 것이다.
상기 및 추가적인 목표들은 독립 청구항들의 대상물에 의해 해결된다. 발명의 유리한 추가 실시예들은 종속 청구항들에서 확인될 수 있다.
발명의 제1 양상에 따르면, 상기 및 다른 목표들은 전기 회로를 위한 잔류 전류 회로 차단기, 즉 RCCB를 이용하여 달성되고, 이 때 RCCB는 회로의 전원과 로드 사이에 결합되도록 구성되고, RCCB는 전원과 로드 사이에 서로 직렬로 결합된 제1 스위칭 장치와 제2 스위칭 장치를 포함하고,
제1 스위칭 장치는 로드로 공급되는 전류(i)의 값이 제1 스위칭 장치의 스위칭 전류(is)보다 큰 것을 검출하면, 로드로 전류가 공급되지 않는 오프(OFF) 모드로 스위칭 하도록 구성되고,
제2 스위칭 장치는 로드로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하면, 로드가 단락(short cut)되는 온(ON) 모드로 스위칭 하도록 구성된다.
제1 스위칭 장치의 스위칭 전류(is)는 제1 스위칭 장치가 온 모드에서 오프 모드로 스위칭될 때의 전류이다. 스위칭 전류는 예를 들면 임계 전류값일 수 있다. 구현 형태에서, 스위칭 전류는 적용에 따라 적절한 값들로 동적으로 변할 수 있다. 스위칭 전류의 동적 변화는 소프트웨어 솔루션, 하드웨어 솔루션 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합에 의해, 예를 들면 하나 이상의 제어 장치들을 통해, 제어될 수 있다. 제1 스위칭 장치는 실시예들에서 전계 효과 트랜지스터(field effect transistor; FET)와 같은 트랜지스터일 수 있고, 이는 스위칭 시간이 기계적 스위치들의 스위칭 시간보다 훨씬 빠르다는 것을 의미한다.
제1 양상에 따른 RCCB는 새로운 RCCB 구조를 제공한다. 전류 누설이 검출될 때 제2 스위칭 장치에 의해 회로에 단락이 도입되고 따라서 로드는 단락된다. 이는 로드에 걸친 전압이 0이 될 것이고 회로 내의 전류에 의해 아무도 다치지 않을 것임을 의미한다. 그러나, 로드가 단락될 때 회로 내에는 제1 스위칭 장치로 하여금 회로를 차단하도록 유발하는 전류 돌입(current rush)이 있을 것이고 그 이후에는 회로 내에 전류가 흐르지 않을 것이다. 전류 돌입 동안 전류가 제1 스위칭 장치의 스위칭 전류보다 높을 것이므로 제1 스위칭 장치는 회로를 차단할 것이다. 또한, 회로의 차단은 회로의 차단 이후에는 회로 내에 전류가 흐르지 않기 때문에 아무도 다치지 않을 것임을 의미할 것이다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, 제2 스위칭 장치는 로드와 병렬로 결합된다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, 제2 스위칭 장치는 기계적 스위치와 병렬로 결합된 전자적 스위치를 포함한다.
전자적 스위치는 예를 들면 전계 효과 트랜지스터(FET)와 같은 트랜지스터일 수 있고, 이는 스위칭 시간이 기계적 스위치들의 스위칭 시간보다 훨씬 빠르다는 것을 의미한다.
이에 따라, 전자적 스위치는 아무도 다치지 않도록 빠르게 스위칭 할 수 있다. 그러나 기계적 스위치는 예를 들면 국가적 법률 및 정부 에이전시에 의해 규정되는 규제 요구사항들을 충족할 것이다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서,
전자적 스위치는 로드로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하면, 로드가 단락되는 온 모드로 스위칭 하도록 구성되고, 동시에
기계적 스위치는 로드로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하면, 로드가 단락되는 온 모드로 스위칭 하도록 구성된다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, 기간(time period)(T) 이후에 전자적 스위치는 로드가 단락되지 않는 오프 모드로 다시 스위칭 하도록 구성된다.
일 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, 기간(T)은 기계적 스위치의 스위칭 온 시간보다 길고, 스위칭 온 시간은 기계적 스위치가 온 모드로 스위칭하기 위한 기간이다.
이에 따라, 기계적 스위치는 전자적 스위치가 그것의 오프 모드로 다시 스위칭 하기 전에 그것의 온 모드로 스위칭할 시간을 갖는다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, 기계적 스위치는 사용자의 입력을 수신하면 로드가 단락되지 않는 오프 모드로 다시 스위칭 하도록 구성된다.
사용자는 RCCB를 작동시키는 사람일 수 있다. 이에 따라, 규제 요구사항들이 충족될 수 있다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, RCCB는
회로의 제1 노드에서 제1 전류(i1)를 측정하고;
회로의 제2 노드에서 제2 전류(i2)를 측정하고;
제1 전류(i1) 및 제2 전류(i2)를 기초로 로드에 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하도록 구성된 전류 누설 검출기를 포함한다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, 로드로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하는 것은 제1 전류(i1)와 제2 전류(i2)가 서로 다른 값을 갖는 것을 검출하는 것을 포함한다.
제1 전류(i1)와 제2 전류(i2)가 서로 다른 값을 갖는다는 것은 그 차이가 임계값보다 작음을 의미할 수 있다. 또한 전류 누설을 검출할 때 시간 측면도 고려되어야 할 수 있다는 점도 유의한다. 예를 들면, 전류의 누설을 검출하기 위해 이용되는 측정된 전류 값들은 예를 들면 일정 기간에 걸친 평균 값과 같이 적절한 기간에 걸쳐 누적될 수 있다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, 제1 노드는 로드를 위한 서플라이 커넥터에 배열되고 제2 노드는 로드를 위한 리턴 커넥터에 배열된다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, 전류 누설 검출기는 직류 및/또는 교류의 누설을 검출하도록 구성된다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, 전류 누설 검출기는 홀 센서(Hall sensor)이다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, RCCB는 제1 스위칭 장치 및 제2 스위칭 장치 중 적어도 하나를 제어하도록 구성된 적어도 하나의 제어 장치를 포함한다.
적어도 하나의 제어 장치는 소프트웨어 솔루션, 하드웨어 솔루션 또는 소프트웨어와 하드웨어의 조합 중 임의의 것일 수 있다. 예를 들면, 소프트웨어 솔루션으로서 제어 수단은 마이크로컨트롤러에서 구현될 수 있는 반면 하드웨어 솔루션에서 제어 수단은 물리적 논리 회로들에서 구현될 수 있다. 적어도 하나의 제어 장치는 전류 누설 검출기와 결합되어 이로부터 회로 내의 전류 누설 및/또는 누설없음에 대한 알림(indications)을 수신할 수 있다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, 제1 스위칭 장치는
a) 제1 시간 간격(T1) 이후, 오프 모드에서 전류(i)가 로드로 공급되는 온 모드로 다시 스위칭 하도록 구성된다.
제1 스위칭 장치의 스위칭 시간은 예를 들면 트랜지스터의 스위칭 전류가 검출되었을 때부터 트랜지스터가 오프 모드로 설정될 때까지 (더 이상 전도성을 띄지 않음)의 시간으로 고려될 수 있다. 스위칭 시간은 과전류(하드웨어 한계가 도달됨)의 검출을 위한 시간과 트랜지스터의 오프 모드로의 스위칭 시간의 합일 수 있다. 예를 들면, 제1 스위칭 장치의 스위칭 시간은 250 ns이거나 더 작을 수 있다. 전통적인 회로 차단기들의 스위칭 시간은 1 ms보다 클 수 있다. 따라서, 제1 스위칭 장치의 스위칭 시간은 항상 전통적인 회로 차단기들의 스위칭 시간보다 짧고 이는 회로 차단기가 전통적인 회로 차단기보다 빠름을 의미하기도 한다.
이러한 구현 형태를 이용하는 장점은, 스위칭 수단이 제1 시간 간격(T1) 이후 오프 모드에서 온 모드로 다시 스위칭한다는 사실로 인해 그리고 만약 과전류 상황이 예를 들면, 돌입 전류와 같이 짧은 지속시간을 갖는다면, 로드가 적절하게 동작할 것임을 의미하는 정상 모드에서 회로가 자동으로 작동할 것이라는 점이다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, 제1 스위칭 장치는
b) 로드로 공급되는 전류(i)의 값이 스위칭 전류(is)보다 큰 것을 검출하면 오프 모드로 다시 스위칭하고;
단계 a) 및 b)를 N번 반복하되, N은 양의 정수이도록 구성된다.
이에 따라, 연속적인 수의 돌입 전류 사례들은 AC의 경우에서 처리될 수 있다. DC의 경우 용량성 로드가 처리될 수 있다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, 제1 스위칭 장치는
만약 단계 a) 및 b)가 N번 반복되었다면 제2 시간 간격(T2)동안 오프 모드에서 유지되도록 구성된다.
제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에서, 제2 시간 간격(T2)은 제1 시간 간격(T1)보다 크다.
발명의 제2 양상에 따르면, 이전 청구항들 중 임의의 하나에 따른 RCCB 및 적어도 하나의 로드에 전류를 공급하도록 배열된 전원을 포함하는 전기 회로로 상기 및 다른 목표들이 달성되고, RCCB는 전원과 적어도 하나의 로드 사이에 결합된다.
발명의 제3 양상에 따르면, RCCB를 위한 방법으로 상기 및 다른 목표들이 달성되고, RCCB는 회로의 전원과 로드 사이에 결합되도록 구성되고, RCCB는 전원과 로드 사이에 서로 직렬로 결합된 제1 스위칭 장치 및 제2 스위칭 장치를 포함하고; 상기 방법은
로드로 공급되는 전류(i)의 값이 제1 스위칭 장치의 스위칭 전류(is)보다 큰 것을 검출하면, 로드로 전류가 공급되지 않는 오프 모드로 제1 스위칭 장치를 스위칭하는 단계; 및
로드로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하면, 로드가 단락되는 온 모드로 제2 스위칭 장치를 스위칭하는 단계;를 포함한다.
제3 양상에 따른 방법은 제1 양상에 따른 RCCB의 구현 형태에 상응하는 구현 형태까지 확장될 수 있다. 따라서, 방법의 구현 형태는 RCCB의 상응하는 구현 형태의 특징(들)을 포함한다.
제3 양상에 따른 방법들의 장점들은 제1 양상에 따른 RCCB의 상응하는 구현 형태들에 대한 것들과 동일하다.
제3 양상에 따른 방법의 구현 형태에서, 방법은
전원에 의해 로드로 공급되는 전류를 지속적으로 측정하거나 모니터링하는 단계를 포함한다.
발명의 실시예들에서, 전류는 전류 모니터링 수단을 이용하여 모니터링된다.
제3 양상에 따른 방법의 구현 형태에서, 방법은
측정된 전류가 제1 스위칭 장치의 임계 전류, 즉, 제1 스위칭 장치의 스위칭 전류보다 높은지 여부를 확인하는 단계를 포함한다.
제3 양상에 따른 방법의 구현 형태에서, 방법은
측정된 전류가 제1 스위칭 장치의 임계 전류보다 높은 것으로 결정하면, 연속적인 과전류 검출(예를 들면, 돌입 전류(inrush current))의 최대 횟수 n이 도달되었는지 여부가 확인되는 단계를 포함하고, 이 때 n은 검출된 연속적인 과전류의 횟수를 나타내는 카운터 값이다.
제3 양상에 따른 방법의 구현 형태에서, 방법은
연속적인 과전류 검출들의 최대 횟수가 도달되지 않은 것으로 결정하면, 제1 스위칭 장치에 의해 제1 시간 간격(T1)동안 회로를 차단하고 그 이후 다시 그것의 온 모드로 스위칭하는 단계를 포함한다.
제3 양상에 따른 방법의 구현 형태에서, 방법은
연속적인 과전류 검출들의 최대 횟수가 도달된 것으로 결정하면, 제1 스위칭 장치에 의해 제2 시간 간격(T2) 동안 회로를 차단하는 단계를 포함하고, 이 때 T2는 T1보다 크다, 즉, T2 > T1이다.
제3 양상에 따른 방법의 구현 형태에서, T2의 값은 RCCB의 적용에 의존한다.
제3 양상에 따른 방법의 구현 형태에서, T2는 5초보다 짧거나 5초와 같다.
발명의 실시예들의 추가 적용들 및 장점들은 이하의 상세한 기술로부터 명백해질 것이다.
수반된 도면들은 발명의 상이한 실시예들을 명확히 하고 설명하도록 의도되며, 여기에서:
- 도 1은 발명의 일 실시예에 따른 RCCB를 나타내며,
- 도 2는 발명의 일 실시예에 따른 방법을 나타내며,
- 도 3a 및 3b는 발명의 추가 실시예에 따른 RCCB를 나타내며,
- 도 4a 및 4b는 발명의 추가 실시예에 따른 RCCB를 나타내며,
- 도 5a 및 5b는 발명의 추가 실시예에 따른 RCCB를 나타내며,
- 도 6a는 발명의 일 실시예에 따른 제2 스위칭 장치를 도시하고 도 6b는 스위치들의 오프 모드 및 온 모드를 도시하며,
- 도 7은 발명의 추가 실시예에 따른 RCCB를 도시하며,
- 도 8은 스위칭 시간과 정격 전류의 관계를 도시하며,
- 도 9는 제1 스위칭 장치를 위한 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 1은 발명의 일 실시예에 따른 RCCB(100)를 나타낸다. 발명의 실시예들에 따르면, RCCB(100)는 회로(300)의 전원(302)과 로드(304) 사이에 결합되도록 구성되고, 예를 들면 도 3a, 3b, 4a, 4b, 5a 및 5b를 참고하라. RCCB(100)는 전원(302) 및 로드(304) 사이에 서로 직렬로 결합된 제1 스위칭 장치(106) 및 제2 스위칭 장치(140)를 포함한다. 제1 스위칭 장치(106)는, 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 값이 제1 스위칭 장치(106)의 스위칭 전류(is)보다 큰 것을 검출하면, 로드(304)로 전류가 공급되지 않는 오프(OFF) 모드로 스위칭하도록 구성된다. 제2 스위칭 장치(140)는, 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하면, 로드(304)가 단락(short cut)되는 온(ON) 모드로 스위칭하도록 구성된다.
도 2는 도 1에 나타난 것과 같은 RCCB(100)에서 구현될 수 있는 발명의 일 실시예에 따른 상응하는 방법을 나타낸다. 방법(200)은 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 값이 제1 스위칭 장치(106)의 스위칭 전류(is)보다 큰 것을 검출하면, 로드(304)로 전류가 공급되지 않는 오프(OFF) 모드로 제1 스위칭 장치(106)를 스위칭하는 단계(202)를 포함한다. 방법(200)은 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하면, 로드(304)가 단락(short cut)되는 온(ON) 모드로 제2 스위칭 장치(140)를 스위칭하는 단계(204)를 포함한다.
일반적으로 본 개시에서 스위치 또는 스위칭 수단 또는 스위칭 장치는 도 6b에 도시된 바와 같이 그것의 온 모드 및 그것의 오프 모드를 취할 수 있는 것으로 이해될 수 있다. 그것의 온 모드에서 스위치는 전류가 스위치를 통해 흐르거나/퍼질 수 있도록 닫히고, 따라서 스위치는 전도성을 띈다. 그것의 오프 모드에서 스위치는 개방되고 스위치를 통해 어떠한 전류도 흐르거나/퍼질 수 없다.
도 3a 및 3b는 발명의 추가 실시예에 따른 RCCB(100)를 나타낸다. 도 3a는 RCCB(100)의 비단락(non-short cut) 동작 모드를 도시하고 도 3b는 RCCB(100)의 단락 동작 모드를 도시한다. 비단락 동작 모드에서 로드(304)는 단락되지 않는 반면 단락 동작 모드에서 로드(304)는 단락된다.
도 3a를 참고하면, 발명에 따른 RCCB(100)는 전원(302)과 로드(304) 사이에 결합되고 회로(300)의 일부이다. 전원(302)은 적용에 따라 교류(AC) 또는 직류(DC)를 로드(304)로 공급하거나 전달한다. 단 하나의 로드(304)만 도면들에 나타나 있지만, 하나 이상의 로드가 회로(300)의 일부일 수 있고 AC 또는 DC 전류(i)를 공급받을 수 있도록 구현된다. 또한, 제1 스위칭 장치(106) 및 제2 스위칭 장치(140)는 도면들에 나타난 바와 같이 전원(302)과 로드(304) 사이에 서로 직렬로 결합된다. 나아가, 로드(304)의 공급용 도체(SC) 및 귀로용 도체(RC)가 도시되어 있다. 공급용 도체(SC) 및 귀로용 도체(RC)는 회로에서 로드(304)를 향하거나 로드(304)로부터 나오는 전류의 흐름 및 방향과 관련된다. 실시예들에서, 제2 스위칭 장치(140)는 도면들에 나타난 바와 같이 로드(304)와 병렬로 결합된다.
도 3a에서 RCCB(100)는 제어 장치(104)로부터 각각 제1 스위치 장치(106) 및 제2 스위칭 장치(140)까지 점선 화살표로 도시된 제어 라인들(162)을 통해 제1 스위칭 장치(106) 및 제2 스위칭 장치(140)를 제어하도록 구성된 하나의 제어 장치(104)를 더 포함한다. 나아가, 누전 검출기(150)는 RCCB(100)의 일부이거나 RCCB(100)에 포함된다. 누전 검출기(150)는 회로(300)의 제1 노드(N1)에서 제1 전류(i1)를 측정하도록 구성되고 나아가 회로(300)의 제2 노드(N2)에서 제2 전류(i2)를 측정하도록 구성된다. 제1 전류(i1) 및 제2 전류(i2)에 기초하여 누전 검출기(150)는 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출할 수 있다. 제1 노드(N1) 및 제2 노드(N2)는 도면들에 도시된 바와 같이 전류(i)의 흐름 방향에 관련하여 로드(304)의 각각의 측면에 배열될 수 있다.
실시예들에서, 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하는 것은 제1 전류(i1) 및 제2 전류(i2)가 실질적으로 상이한 값을 갖는 것을 검출하는 것을 포함한다. 제1 전류(i1)와 제2 전류(i2) 사이에서 아주 작은 값의 차이는 예를 들면 측정 오류, 하드웨어 한계 등 때문에 전류 누설이 있는 것으로 결론지어지지 않을 수 있다. 이러한 편차의 원인은 예를 들면 측정치들의 부정확성, 하드웨어 한계들 등 때문일 수 있다. 따라서, 검출 간격 및/또는 임계 값이 이러한 점에서 이용될 수 있다. 예를 들면, 만약 측정된 차이가 임계 값보다 작다면 당면한(at hand) 전류 누설이 없다고 결정되는 반면 만약 측정된 차이가 임계 값보다 크다면 당면한 전류 누설이 있다고 결정된다. 또한, 값은 시간에 걸쳐 변동(fluctuate)될 수 있기 때문에 시간 측면도 고려되어야 할 수 있다. 이 경우 회로 내에 전류의 누설이 있는지 결정하기 위해 사용되는 값을 얻기 위해 적절한 기간(time period)에 걸친 누적(integration)이 수행될 수 있다.
누전 검출기(150)는 DC 및 AC 양 쪽 모두의 누설을 검출하도록 구성될 수 있다. 따라서, 실시예들에서, 누전 검출기(150)는 홀 센서(Hall sensor)이다.
나아가, 누전 검출기(150)는 누전 검출기(150)에서 제어 장치(104)로 화살표로 도시된 바와 같은 통신 라인들(164)을 통해 제어 장치(104)에 결합된다. 누전 검출기(150)가 전류의 누설을 검출한 경우, 누전 검출기(150)는 통신 라인들(164)을 통해 제어 장치(104)로 이를 알려준다(indicate). 예를 들면, 제어 신호가 제어 장치(104)로 전송될 수 있다. 나아가 누전 검출기(150)는, 예를 들면 제1(i1) 및 제2(i2) 전류들이 실질적으로 동일한 값을 가질 경우, 더 이상 전류의 누설이 없을 때를 알려주도록 구성될 수도 있는 점도 유의한다. 또한, 이 경우 전류의 누설 없음이 당면했는지 결정하기 위해 간격 및/또는 임계 값 및/또는 누적이 이용될 수 있다.
전류의 누설이 검출되지 않은 경우, 회로(300)는 정상 동작으로 기능하고 도 3a에 도시된 바와 같이 전류(i)는 전원(302)에서 로드(304)로 공급된다. 따라서, 제2 스위칭 장치(140)를 향해 또는 제2 스위칭 장치(140)로부터 점선으로 도시된 바와 같이 제2 스위칭 장치(140)를 통해 퍼지는 전류는 없다.
그러나 도 3b를 참고하면, 누전 검출기(150)에 의해 회로(300) 내에서 전류 누설이 검출되면 누설의 알림(indication)이 제어 장치(104)로 송부된다. 회로(300) 내 전류 누설의 알림을 수신하면, 제어 장치(104)는 이에 따라 제어 커플링들(162)을 통해 제1 스위칭 장치(106) 및 제2 스위칭 장치(140)를 제어한다. 따라서, 제어 장치(104)는 로드(304)로 전류가 공급되지 않는 제1 스위칭 장치(106)의 오프 모드로 제1 스위칭 장치(106)를 스위칭한다. 나아가, 제어 장치(104)는 로드(304)가 단락되는 제2 스위칭 장치(140)의 온 모드로 제2 스위칭 장치(140)를 스위칭한다. 이는 로드(304)에 걸친 흐름 대신 회로(300) 내의 전류(i)가 도 3b에 도시된 바와 같이 제2 스위칭 장치(140)를 직접 통해 흐를 것임을 의미한다. 따라서, 이 경우 어떠한 전류도 로드(304)로 흐르지 않는다.
도 4a 및 4b는 발명의 추가 실시예에 따른 RCCB(100)를 나타낸다. 각각 도 4a는 비단락 모드를 도시하고 도 4b는 단락 모드를 도시한다. 도 3a 및 3b에 나타난 실시예와 도 4a 및 4b에 나타난 실시예의 주요 차이점은 후자의 실시예에서는 RCCB(100)가 하나의 제어 장치 대신 두 개의 독립적인 제어 장치들(즉, 104, 104')을 포함한다는 점이다. 제1 제어 장치(104)는 제1 스위칭 장치(106)에 결합되고 이를 제어하도록 구성되고 제2 제어 장치(104')는 제2 스위칭 장치(140)에 결합되고 이를 제어하도록 구성된다. 도 4a 및 4b에 나타난 바와 같이, 제2 제어 장치(104')는 또한 통신 라인(164)을 통해 누전 검출기(150)에 결합된다. 따라서, 제2 제어 장치(104')와 누전 검출기(150) 사이의 상호작용은 도 3a 및 3b를 참고하여 이전에 기술된 바와 같을 수 있다.
제1 제어 장치(104)는 다른 한 편으로는 화살표로 도시된 적절한 통신 라인(166)을 통해 과전류 검출 장치에 연결될 수 있다(도 7 참조). 과전류가 검출되고 제1 제어 장치(104)로 알려진 경우 제1 스위칭 장치(106)는 회로(300)를 차단하도록 제어된다. 이러한 양상에 대한 더 자세한 사항들은 제1 제어 장치(104)가 제1 스위칭 장치(106)의 필수 부분(integral part)인 도 7을 참조하여 이하 개시된다.
도 5a 및 5b는 발명의 또 다른 실시예에 따른 RCCB(100)를 나타낸다. 각각 도 5a는 비단락 모드를 도시하며 도 5b는 단락 모드를 도시한다. 도 5a 및 5b에 나타난 실시예와 도 3a, 3b, 4a 및 4b의 이전 실시예들과의 차이점은 이 경우 제1 스위칭 장치(106)가 기계적 스위치 및/또는 퓨즈(fuse)라는 점이다. 따라서, 제1 스위칭 장치(106)를 제어하기 위한 제어 장치가 필요하지 않다. 기계적 스위치의 경우, 상기 기계적 스위치는 다음의 개시에서 도 6a를 참조하여 기술되는 제2 스위칭 장치(104)의 기계적 스위치로서 기능하고 구성될 수 있고, 즉, 사용자(500)에 의해 부분적으로 작동될 수 있다.
나아가, 도 6a는 발명의 실시예들에 따른 제2 스위칭 장치(140)를 도시한다. 이 예에서, 제2 스위칭 장치(140)는 기계적 스위치(144)와 병렬로 결합된 전자적 스위치(142)를 포함한다. 작동하는 동안 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하면, 전자적 스위치(142)는 로드(304)가 전자적 스위치(142)에 의해 단락되는, 그것의 온(ON) 모드로 스위칭 하도록 구성된다. 동시에, 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하면, 기계적 스위치(144)는 기계적 스위치(144)에 의해 로드(304)가 단락되는 그것의 온 모드로 스위칭하도록 구성된다. 실시예들에서, 전자적 스위치(142) 및/또는 기계적 스위치(144)의 스위칭 온은 이전에 기술한 바와 같이 제어 장치(104; 104')에 의해 제어될 수 있다. 전자적 스위치(142)와 기계적 스위치(144)의 오프 모드와 온 모드의 작용은 도 6b에 도시되어 있다.
전자적 스위치(142)가 기계적 스위치(144)보다 훨씬 짧은 스위칭 시간을 갖기 때문에, 실시예들에서 전자적 스위치(142)는 기간(T) 이후 로드(304)가 전자적 스위치(142)에 의해 단락되지 않는 오프 모드로 다시 스위칭하도록 구성된다. 언급된 기간(T)은 기계적 스위치(144)의 스위칭 온 시간보다 크도록 설계된다. 기계적 스위치(144)의 스위칭 온 시간은 기계적 스위치(144)가 오프 모드에서 온 모드로 스위칭하기 위한 기간이다.
도 6a에도 도시된 바와 같이, 기계적 스위치(144)는 실시예들에서 예를 들면 RCCB(100)를 작동시키는 사람인 사용자(500)의 입력을 수신하면, 로드(304)가 기계적 스위치(144)에 의해 더 이상 단락되지 않는, 그것의 오프 모드로 다시 스위칭하도록 구성된다. 입력은 기계적 스위치(144)를 온 모드에서 다시 오프 모드로 재설정하는 예를 들면 레버, 버튼 또는 스위치를 통한, 기계적 입력 수단(400)일 수 있다. 따라서, 이러한 실시예에 따르면 기계적 스위치(144)는 RCCB(100)의 사용자(500)에 의해 재설정되어야 한다.
다른 한 편으로는 제2 스위칭 장치(140)의 전자적 스위치(142)는 제어 장치(104; 104')가 회로 내의 전류 누설의 알림(indication)을 얻을 때마다 전자적 스위치(142)가 그것의 온 모드로 스위칭되고 그 결과 제어 장치(104; 104')가 회로(300) 내의 전류의 누설없음의 알림을 얻을 때마다 전자적 스위치(142)는 전자적 스위치(142)에 의해 더 이상 로드(304)가 단락되지 않는 것을 의미하는 그것의 오프 모드로 다시 스위칭되도록 제어 장치(104; 104')에 의해 계속하여 제어될 수 있다. 그러나, 기계적 스위치(144)가 재설정되지 않는 한 로드(304)는 기계적 스위치(144)에 의해 계속하여 단락될 것이다.
도 7은 비단락 모드에서 동작할 때 제1 스위칭 장치(106)가 RCCB(100)의 일부인 회로 차단기의 일부인 발명의 실시예들을 도시한다. 회로 차단기는 어떠한 전류도 전기적 로드(304)에 도달할 수 없도록 전기 회로(300)를 차단하기 위해 배열된다. 따라서, 이전에 언급한 바와 같이 전기 회로(300)는 적어도 하나의 로드(304)로 전류(i)(또는 상응하는 전압)를 공급하도록 배열된 적어도 하나의 전원(302)을 포함하며, 이는 전원(302)이 로드(304)에 전기적으로 결합되어 있는 것을 의미한다. 로드(304)의 예시는 가전제품들이나 이에 제한되지 않는다. 따라서, 이러한 맥락에서 로드는 작용하기 위해 전력을 소비하도록 배열된 전기 장치와 관련된다. 전원(302)은 적용에 따라 AC 또는 DC를 공급하도록 배열된다. 공급된 전류는 예를 들면 110V 또는 220V의 공칭전압과 50Hz의 주파수를 갖는 주 전류(mains current)일 수 있다. 그러나, 발명은 이에 제한되지 않으며 따라서 발명의 실시예들은 저전압 시스템부터 고전압 시스템까지, 모든 유형의 전압 시스템들로부터 적용될 수 있다.
회로 차단기가 회로(300)를 차단하는 경우 어떠한 전류(i)도 로드(304)에 도달할 수 없다. 이 점에 있어서 회로 차단기는 제어 수단(104)에 의해 제어되도록 배열된 제1 스위칭 장치(106)를 포함한다. 제1 스위칭 장치(106)는 전원(302)으로부터의 전류(i)가 로드(304)로 공급되는 그것의 온 모드와, 로드(304)로 전류가 공급되지 않는 그것의 오프 모드 사이에서 스위칭하도록 배열된다. 따라서 제1 스위칭 장치(106)는 회로를 닫거나 여는 스위치로서 동작한다. 제어 수단(104)은 예를 들면 이전에 언급된 디지털 마이크로컨트롤러일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
제어 수단(104)은 전원에 의해 공급되고 로드(304)로 공급되는 전류의 값을 얻도록 구성될 수 있고 얻은 전류의 값을 기초로 제어 수단(104)은 이에 따라 제1 스위칭 장치(106)를 제어한다. 더 구체적으로, 제어 수단(104)은 여기에서: a) 전류(i)의 값이 회로 차단기의 스위칭 전류(is)보다 크다면 회로 차단기의 스위칭 시간 내에 제1 스위칭 장치(106)를 오프 모드로 스위칭하고, b) 제1 시간 간격(T1) 이후 제1 스위칭 장치(106)를 오프 모드에서 온 모드로 다시 스위칭하도록 구성될 수 있다.
제어 수단(104)은 나아가 a) 및 b) 단계를 N번 반복하도록 구성될 수 있고 이 때 N은 양의 정수이다. 로드(304)로 공급되는 전류(i)가 회로 차단기의 스위칭 전류(is)보다 작으면 반복들 중 하나 동안 스위칭 수단은 온 모드에서 유지될 수 있다.
도 7을 참조하면, 회로 차단기는 전원(302)으로부터 로드(304)로 공급되는 전류(i)를 지속적으로 모니터링하고 임계값 검출기(110)를 통해 신호 커플링(120 및 122)을 통해 제어 수단(104)으로 모니터링된 전류(i)의 값을 제공하도록 구성된 전류 모니터링 수단(108)을 포함한다. 모니터링은 전원에 의해 공급되는 전류를 지속적으로 측정하고 측정한 전류의 값들을 임계값 검출기(110)로 제공하도록 구성된 전류 모니터링 수단(108)에 의해 수행될 수 있다. 임계값 검출기(110)에서는 스위칭 전류와 차단 전류 양쪽 모두가 확인될 수 있다. 만약 측정된 값이 스위칭 전류에 대한 임계값보다 크다면 임계값 검출기(110)는 신호 커플링(128)을 통해 제어 수단(104)을 트리거링하며 이는 결과적으로 제어 수단(104)이 제어 인터페이스(118)를 통해 제1 스위칭 장치(106)를 온 모드에서 오프 모드로 스위칭하는 것이 된다. 따라서 임계값 검출기(110)는 측정된 전류의 값이 회로 차단기(100)의 스위칭 전류보다 클 때 제어 수단(104)을 트리거링하도록 구성된다. 그러나, 만약 측정된 전류가 회로 차단기의 차단 전류보다 크다면 제어 수단(104)은 즉시 제1 스위칭 장치(106)를 오프 모드로 스위칭하여 회로 차단기 내의 구성요소들이 손상되지 않도록 할 것이다.
전류 모니터링 수단(108)은 도 7에 도시된 바와 같이 코일과 같은 인덕터일 수 있다. 코일의 기능은 전기적 구성요소들이 손상되기 전에 스위칭 수단이 오프 모드로 설정될 수 있도록 과전류를 지연시키는 것이다. 코일은 코일의 유도 섹션의 서로 다른 측면에 배열된 두 개의 측정 노드(134 및 136)를 갖는다. 따라서, 이 실시예에서 제로 크로싱 검출기(zero-crossing detector)(116) 및 임계값 검출기(110) 양쪽 모두는 코일의 측정 노드들(134 및 136)에서 전류를 측정하도록 배열된다. 다시 말하면, 전류 모니터링 수단(108), 또는 이 경우 코일은 측정 노드(134)로는 커플링(120)을 통해 및 측정 노드(136)로는 커플링(122)을 통해 제로 크로싱 검출기(116)로 연결된다. 여기에서 제로 크로싱 검출기(116)는 전원(302)으로부터 공급되는 전류가 AC이면 제로 크로싱을 검출하도록 구성된다. 따라서, 제로 크로싱 검출기(116)는 제어 수단(104)이 제로 크로싱에서 스위칭 수단을 온 모드로 다시 스위칭할 수 있도록 신호 수단(126)을 통해 제어 수단(104)으로 제로 크로싱을 알려준다. 이는 제로 크로싱 검출기(116)가 AC의 경우에만 의미가 있다는 것을 의미한다.
도 7은 또한 신호 수단(132)을 통해 제어 수단(104)으로 정확한(correct) 시간 지연들을 제공하도록 배열된 지연 블록(114)을 나타낸다. 예를 들면, DC의 경우 발명의 실시예들에서 제1 시간 간격(T1)은 전류 모니터링 수단(108)이 실질적으로 그것의 저장된 모든 에너지를 잃었을 때를 정의하는 임계 시간 간격보다 길다. 따라서, 이 경우 제1 시간 간격(T1)은 지연 블록(114)에 의해 지연으로서 제어 수단에 제공될 수 있다. 따라서, 임계값 검출기(110)는 신호 수단(130)을 통해 지연 블록(114)을 트리거링하거나 지연 블록(114)에 통지할 수 있다.
또한 도 7에 나타난 바와 같이, 회로 차단기(100)는 다른 제2 회로 차단기(112)와 직렬로 결합하고, 여기에서 회로 차단기(100)와 제2 회로 차단기(112)는 전원(302)과 로드(304) 사이에서 함께 결합되어 있다. 실시예들에서 제2 회로 차단기(112)는 퓨즈, 쌍극(two pole) 또는 사극(four pole) 미니어쳐 회로 차단기 또는 임의의 다른 적절한 표준화된 회로 차단기와 같은 소위 표준화된 회로 차단기이다. 회로 차단기에 대한 표준의 예시는 IEC 60898-1이다. 표준화된 제2 회로 차단기를 이용하여, 회로 차단기는 전기 안전에서 국가적, 지역적 및 국제적 정부 기관들 및 조직들에 의해 설정된 안전 요구사항들을 충족할 것이다. 이러한 실시예들에 따르면, 제1 스위칭 장치(106)의 스위칭 시간은 제2 회로 차단기(112)의 스위칭 시간보다 작다.
발명의 다른 실시예들에서, 제1 스위칭 장치(106)의 차단 전류 또는 스위칭 전류는 제2 회로 차단기(112)의 차단 전류보다 크다. 제1 스위칭 장치(106)의 차단 전류 또는 스위칭 전류는 실시예들에서 제2 회로 차단기(112)의 차단 전류보다 적어도 3배 높다. 디지털 회로 차단기에 있어서는, 피크(peak) 전류를 조절(handle)하는 트랜지스터(회로 차단기의 스위치, 즉, 이 경우에는 스위칭(106))의 능력이 차단 전류에 대한 하드웨어 한계를 설정한다. 제1 스위칭 장치(106)의 차단 전류는 스위치들로서 동작하는 트랜지스터와 같은 스위칭 수단을 과전류로부터 보호하기 위해 설정된 하드웨어 한계로 간주될 수 있다. 제2 회로 차단기(112)의 차단 전류는 제2 회로 차단기(112)의 정격 전류일 수 있다.
더 나아가, 제2 회로 차단기(112)는 예를 들면 동일한 하우징의 내부에 및/또는 공통 PCB 상에 배열되는 것과 같이 RCCB와 통합될 수 있다. 하나의 경우에서 퓨즈에 상응하는 금속 스트립이 공통 PCB에 배열되어 제2 회로 차단기(112)로서 기능한다. 금속 스트립은 미니어쳐 회로 차단기(miniature circuit breaker; MCB)의 열적 트리거에 상응할 것이다.
도 8은 다이어그램에서 스위칭 시간과 정격 전류의 관계를 나타낸다. x-축은 정격 전류를 보여주며(주어진 공칭값의 “x”배) y-축은 초 단위로 스위칭 시간을 나타낸다. 도 8에서 B, C 및 D로 마킹된 자기 유발 구역(magnetic trigger zones)은 MCB들에 대한 서로 다른 표준화된 정격 과전류와 관련된다. 반면 열적 유발 구역(thermal trigger zone)은 MCB에서 생성된 에너지(즉, 전류*시간)에 의해 생성된 열과 관련된다.
“스위칭 전류 임계값”으로 마킹되고 표기된 수직선은 도 8에서 구역 I 및 II의 경계를 표시한다. 도 8의 구역 I은 스위칭 전류 임계값(switching current threshold; SCT)과 관련하여 소프트웨어로 정의된 전류 한계와 관련되고, 구역 II는 스위칭 전류 임계값과 관련하여 소프트웨어로 정의된 과전류 한계와 관련된다. 발명의 실시예들에서, SCT는 소프트웨어에 의해 변경되거나 설정되고 제어될 수 있다. 이는 도 8에서 오른쪽 R 화살표와 왼쪽 L 화살표로 도시되어 있다. 이는, 측정된 전류가 전류 SCT를 넘을 때 소프트웨어, 예를 들면 마이크로컨트롤러에서, 측정된 전류가 회로 차단기 자체 또는 로드에 유해하지 않다고 결정되면 스위칭이 수행되지 않도록 SCT를 높이도록 결정할 수 있다는 것을 의미한다. 따라서, 이러한 상황은 측정된 전류가 전류 SCT보다 높지만 회로 차단기의 차단 전류보다 낮을 때 발생한다. 반대의 경우도 발생할 수 있고, 즉, SCT가 낮아진다. 예를 들면, 비용을 아끼기 위해(낮은 관세) SCT를 낮춤으로써 최대 정격 전류가 낮아질 수 있다. 반면 도 8의 구역 III은 차단 전류와 동일한, 하드웨어로 정의된 과전류 한계와 관련된다.
이전에 명시한 바와 같이, 발명의 실시예들은 AC 전원 또는 DC 전원 또는 AC 전원과 DC 전원 양쪽 모두를 포함하는 회로와 관련될 수 있다. 다음의 개시에서는 도 9의 흐름도를 참조하여 AC 및 DC의 서로 다른 경우가 더 자세히 기술될 것이다.
도 9는 제1 스위칭 장치(106)와 관련된 발명에 따른 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 9의 단계 I에서, 전원(302)에 의해 로드(304)로 공급된 전류는 지속적으로 측정되거나 모니터링된다. 발명의 실시예들에서, 이전에 기술한 바와 같이 전류는 전류 모니터링 수단(108)을 사용하여 모니터링된다.
도 9의 단계 II에서, 측정된 전류가 제1 스위칭 장치(106)의 임계 전류, 즉, 제1 스위칭 장치(106)의 스위칭 전류보다 높은지 여부가 확인된다. 만약 단계 II에서 아니오 라면, 즉, 측정된 전류가 임계 전류보다 낮다면, 방법은 단계 I으로 돌아가 전원(302)에 의해 공급되는 전류를 계속하여 측정한다. 그러나, 단계 II에서 예 라면, 즉, 측정된 전류가 임계 전류보다 높다면, 방법은 단계 III으로 계속한다.
도 9의 단계 III에서, 연속적인 과전류 검출(예를 들면, 돌입 전류(inrush current))의 최대 횟수 n이 도달되었는지 여부가 확인되고, 이 때 n은 검출된 연속적인 과전류의 횟수를 나타내는 카운터 값이다. 만약 단계 III에서 예 라면, 이는 측정된 전류가 임계 전류보다 N번 더 높았던 것과 같다. 만약 단계 III에서 아니오 라면, 방법은 단계 IV로 계속하고 그렇지 않고 만약 단계 III에서 예 라면 방법은 단계 V로 계속한다. 발명의 실시예들에서, N은 10과 같거나 10보다 작다. 발명의 다른 실시예들에서, N은 6과 같거나 6보다 작다.
도 9의 단계 IV에서, 즉, 단계 III에서 아니오 로 결정되면, 제1 스위칭 장치(106)는 제1 시간 간격(T1)동안 그것의 오프 모드로 스위칭함으로써 회로(300)를 차단하고 그 후에 다시 그것의 온 모드로 스위칭한다. 카운터 n은 1의 값만큼 증가하고, 즉, n = n + 1이고 방법은 단계 I로 다시 돌아간다.
AC의 경우, 전원(302)이 로드로 AC를 공급할 때 발명의 실시예들에 따라 T1은 제1 스위칭 장치(106)가 제로 크로싱에서 그것의 온 모드로 다시 스위칭하도록 디자인된다. 따라서, 제1 시간 간격(T1)은 AC 전류의 제로 크로싱에 의존한다. 제1 시간 간격(T1)은 예를 들면 AC 전류의 연속한 두 개의 제로 크로싱들과 그래서 검출된 과전류 이후의 다음 제로 크로싱 사이의 시간 간격이다. 제1 시간 간격(T1)은 검출된 연속적인 과전류 사이에서 변동할 수 있음을 유의한다. 따라서, 제1 시간 간격(T1)은 최적의 성과를 위해 설계될 수 있다.
DC의 경우, 전원이 로드(304)로 DC를 공급할 때 발명의 실시예들에 따라 제1 시간 간격(T1)은 전류 모니터링 수단(108)의 에너지 저장 특성에 의존한다. 이전에 언급한 바와 같이, 상기 전류 모니터링 수단(108)은 전원(302)으로부터 로드(304)로 공급된 모니터링되는 전류(i)의 값을 제공하도록 구성된 내재적 저항을 갖는, 코일과 같은 인덕터일 수 있다. 따라서, 실시예들에서 제1 시간 간격(T1)은 DC의 경우에 전류 모니터링 수단(108)이 실질적으로 그것의 저장된 모든 에너지를 잃었을 때를 정의하는 임계 시간 간격보다 길다.
도 9의 단계 V에서, 즉, 단계 III에서 예 라면, 제1 스위칭 장치(106)는 제2 시간 간격(T2) 동안 그것의 오프 모드로 스위칭함으로써 회로를 차단하고, 이 때 T2는 T1보다 크다, 즉, T2 > T1 이다. 또한 카운터 n은 0으로 재설정되고, 즉, n = 0이고 방법은 다시 단계 I으로 돌아간다.
발명의 실시예들에 따르면 AC의 경우 T2는 연속적인 수의 제로 크로싱 이후 제로 크로싱에서 제1 스위칭 장치(106)가 그것의 온 모드로 다시 스위칭하도록 설계된다.
발명의 실시예들에서, 전기적 고장 상황에 대한 인간의 지각(human perception) 때문에 AC 및 DC의 경우 모두에서 T2는 5초보다 짧거나 5초와 같게 설계된다. 그러나 파라미터 T2는 다른 값들로 설계될 수 있음을 유의한다. 따라서, 파라미터 T2는 실시예들에서 상이한 적용들에 동적으로 적응될 수 있다.
마지막으로, 발명은 상술한 실시예들로 제한되지 않고, 첨부된 독립 청구항들의 범위 내의 모든 실시예들을 포함하고 그와 관련된다는 점이 이해되어야 한다.

Claims (18)

  1. 전기 회로(300)를 위한 잔류 전류 회로 차단기(residual current circuit breaker; RCCB)(100)로서, RCCB(100)는 회로(300)의 전원(302) 및 로드(304) 사이에 결합되도록 구성되고, RCCB(100)는 전원(302) 및 로드(304) 사이에 서로 직렬로 결합된 제1 스위칭 장치(106) 및 제2 스위칭 장치(140)를 포함하고,
    제1 스위칭 장치(106)는, 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 값이 제1 스위칭 장치(106)의 스위칭 전류 임계값(is)보다 큰 것을 검출하면, 로드(304)로 전류가 공급되지 않는 오프(OFF) 모드로 스위칭하도록 구성되고,
    제2 스위칭 장치(140)는, 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하면, 로드(304)가 단락(short cut)되는 온(ON) 모드로 스위칭하도록 구성되는, RCCB(100).
  2. 제1항에 있어서, 제2 스위칭 장치(140)는 로드(304)와 병렬로 결합되는, RCCB(100).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 스위칭 장치(140)는 기계적 스위치(144)와 병렬로 결합된 전자적 스위치(142)를 포함하는, RCCB(100).
  4. 제3항에 있어서,
    전자적 스위치(142)는, 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하면, 로드(304)가 단락되는 온(ON) 모드로 스위칭하도록 구성되고,
    기계적 스위치(144)는, 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하면, 로드(304)가 단락되는 온(ON) 모드로 스위칭하도록 구성되는, RCCB(100).
  5. 제4항에 있어서,
    전자적 스위치(142)는 일정 기간(T) 이후에 로드(304)가 단락되지 않는 오프 모드로 다시 스위칭하도록 구성되는, RCCB(100).
  6. 제5항에 있어서, 기간(T)은 기계적 스위치(144)의 스위칭 온 시간보다 크고, 스위칭 온 시간은 기계적 스위치(144)가 온 모드로 스위칭하는 기간인, RCCB(100).
  7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    기계적 스위치(144)는 사용자(500)의 입력을 수신하면 로드(304)가 단락되지 않는 오프 모드로 다시 스위칭하도록 구성되는, RCCB(100).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, RCCB(100)는
    회로(300)의 제1 노드(N1)에서 제1 전류(i1)를 측정하고
    회로(300)의 제2 노드(N2)에서 제2 전류(i2)를 측정하고
    제1 전류(i1) 및 제2 전류(i2)를 기초로 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하도록 구성된 누전 검출기(150)를 포함하는, RCCB(100).
  9. 제8항에 있어서, 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하는 것은
    제1 전류(i1) 및 제2 전류(i2)가 상이한 값을 갖는 것을 검출하는 것을 포함하는, RCCB(100).
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 제1 노드(N1)는 로드(304)를 위한 서플라이 커넥터(supply connector)에 배열되고 제2 노드(N2)는 로드(304)를 위한 리턴 커넥터(return connector)에 배열되는, RCCB(100).
  11. 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 누전 검출기(150)는 직류 및/또는 교류의 누설을 검출하도록 구성된, RCCB(100).
  12. 제11항에 있어서, 누전 검출기(150)는 홀 센서(Hall sensor)인, RCCB(100).
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, RCCB(100)는 제1 스위칭 장치(106) 및 제2 스위칭 장치(140) 중 적어도 하나를 제어하도록 구성된 적어도 하나의 제어 장치(104; 104')를 포함하는, RCCB(100).
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 스위칭 장치(106)는
    a) 제1 시간 간격(T1) 이후, 오프 모드에서, 전류(i)가 로드(304)로 공급되는 온 모드로 다시 스위칭하도록 구성되는, RCCB(100).
  15. 제14항에 있어서, 제1 스위칭 장치(106)는
    b) 로드(304)로 공급되는 전류(i)의 값이 스위칭 전류(is)보다 큰 것을 검출하면 오프 모드로 다시 스위칭하고,
    a) 및 b) 단계를 양의 정수인 N번 반복하도록 구성된, RCCB(100).
  16. 제15항에 있어서, 제1 스위칭 장치(106)는
    a) 및 b) 단계가 N번 반복되었다면 제2 시간 간격(T2)동안 오프 모드에 남아있도록 구성되는, RCCB(100).
  17. 제16항에 있어서, 제2 시간 간격(T2)은 제1 시간 간격(T1)보다 큰, RCCB(100).
  18. RCCB(100)를 위한 방법(200)으로서, RCCB(100)는 회로(300)의 전원(302) 및 로드(304) 사이에 결합되도록 구성되고, RCCB(100)는 전원(302) 및 로드(304) 사이에 서로 직렬로 결합된 제1 스위칭 장치(106) 및 제2 스위칭 장치(140)를 포함하고, 방법(200)은
    로드(304)로 공급되는 전류(i)의 값이 제1 스위칭 장치(106)의 스위칭 전류(is)보다 큰 것을 검출하면, 로드(304)로 전류가 공급되지 않는 오프(OFF) 모드로 제1 스위칭 장치(106)를 스위칭하는 단계(202); 및
    로드(304)로 공급되는 전류(i)의 누설을 검출하면, 로드(304)가 단락(short cut)되는 온(ON) 모드로 제2 스위칭 장치(140)를 스위칭하는 단계(204);를 포함하는, 방법(200).
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