KR20220169387A - 단락 아이솔레이터 - Google Patents

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KR20220169387A
KR20220169387A KR1020220048925A KR20220048925A KR20220169387A KR 20220169387 A KR20220169387 A KR 20220169387A KR 1020220048925 A KR1020220048925 A KR 1020220048925A KR 20220048925 A KR20220048925 A KR 20220048925A KR 20220169387 A KR20220169387 A KR 20220169387A
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KR1020220048925A
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페레 모익스 올리베
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캐리어 파이어 앤 시큐리티 이엠이에이 비브이
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Abstract

단락 아이솔레이터가 단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 선택적으로 차단하도록 구성된 스위치를 포함한다. 단락 아이솔레이터는, 단락 아이솔레이터의 전류가 전류 임계값을 초과하고 단락 아이솔레이터의 전압 중 적어도 하나가 전압 임계값 미만이거나 또는 단락 아이솔레이터에서 측정된 전기 회로의 저항이 저항 임계값 미만일 때, 스위치가 전기 회로를 차단하게 하도록 구성된다.

Description

단락 아이솔레이터{SHORT-CIRCUIT ISOLATOR}
본 개시는 단락 아이솔레이터, 특히 화재 방지 시스템을 위한 단락 아이솔레이터에 관한 것이다.
화재 방지 시스템은 일반적으로 화재 탐지기(가령, 연기 및 열 센서), 수동 호출 포인트, 화재 알람 및 화재 진압 시스템(가령, 스프링클러, 방화벽, 연기 추출기 등)을 포함하여 다수의 전기 구성요소를 포함한다. 이들은 일반적으로 연결 배선이 화재 제어 패널에서 시작되고 종료되는 루프 구성으로 전기적으로 연결된다. 일부 경우에서, 여러 루프가 단일의 화재 제어 패널에 연결될 수 있으며, 루프가 때때로 하나 이상의 짧은 스퍼(spur)를 포함할 수 있다.
루프 구성은 일반적으로 루프를 다수개의 전기적으로 절연 가능한 세그먼트로 분할하는 복수의 단락 아이솔레이터를 포함한다. 예를 들어, 전기적 결함으로 인해 단락이 발생하는 경우, 단락의 양쪽에 있는 단락 아이솔레이터는 단락을 포함하는 세그먼트를 활성화하고 전기적으로 절연할 것이다. 절연된 세그먼트의 양쪽에 있는 세그먼트는 계속해서 전력을 공급받는데, 배선이 루프로 구성되어 단일 전기 오류가 화재 방지 시스템의 다수의 구성요소를 비활성화하는 것을 방지하기 때문이다.
일반적인 단락 아이솔레이터는 돌입 전류 및 케이블 성능저하의 영향과 같은 루프의 다양한 전기 조건을 단락으로 잘못 감지하는 경향이 있으며, 단락되고, 그에 따라 루프의 세그먼트를 잘못 절연할 수 있다. 루프의 세그먼트의 불필요한 절연은, 해당 세그먼트의 화재 방지 구성요소가 비활성화되고, 절연된 세그먼트를 재활성화하기 위해 수동 개입이 필요할 수 있으므로, 안전 위험을 나타낸다.
따라서 개선된 단락 아이솔레이터가 필요하다.
제1 양태에 따르면, 본 발명은 단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 선택적으로 차단하도록 구성된 스위치를 포함하는 단락 아이솔레이터를 제공하는데, 단락 아이솔레이터는, 단락 아이솔레이터의 전류가 전류 임계값을 초과하고 단락 아이솔레이터의 전압 중 적어도 하나가 전압 임계값 미만이거나 또는 단락 아이솔레이터에서 측정된 전기 회로의 저항이 저항 임계값 미만일 때, 스위치가 전기 회로를 차단하게 하도록 구성된다.
단락 아이솔레이터에서의 전류 및 단락 아이솔레이터의 전압 중 적어도 하나 또는 단락 아이솔레이터에서 측정된 전기 회로의 저항에 기초하여, 전기 회로를 차단하는 단락 아이솔레이터는 단락을 보다 정확하게 탐지할 수 있게 한다. 즉, 단락 아이솔레이터는 돌입 전류, 라인 성능저하 등과 같이 일반적인 단락 아이솔레이터가 단락을 잘못 감지하게 할 수 있는 전기 회로의 조건에 덜 민감할 수 있다.
단락 아이솔레이터는 단락 아이솔레이터에서 전류를 측정하도록 구성된 전류 측정 회로를 포함할 수 있다. 전류 측정 회로는 단락 아이솔레이터에서의 전류에 상응하는 전압을 생성하도록 구성될 수 있다. 전류 측정 회로는 션트 저항기 및 증폭기를 포함할 수 있다. 증폭기는 션트 저항기를 가로질러 연결될 수 있다. 즉, 증폭기에서 출력되는 전압이 션트 저항기 양단의 전압 강하에 비례할 수 있다. 증폭기는 단락 아이솔레이터에서의 전류에 상응하는 전압을 생성하도록 구성될 수 있다.
단락 아이솔레이터는 단락 아이솔레이터에서의 전압을 측정하도록 구성된 전압 측정 회로를 포함할 수 있다. 전압 측정 회로는 지면과 활선 사이에 연결된 적어도 하나의 저항을 포함할 수 있다. 전압 측정 회로는 단락 아이솔레이터에서의 전압에 비례하는 전압을 생성하도록 구성된 전압 분배기를 포함할 수 있다.
단락 아이솔레이터는 전류 임계값에 상응하는 제1 기준 전압을 생성하도록 구성된 기준 전압 생성 회로를 포함할 수 있다. 기준 전압 생성 회로는 전압 임계값에 상응하는 제2 기준 전압을 생성하도록 구성될 수 있다. 제1 기준 전압은 사전결정된 전압이거나 및/또는 제2 기준 전압은 사전결정된 전압일 수 있다. 제1 기준 전압과 제2 기준 전압은 서로 다른 전압일 수 있다.
단락 아이솔레이터는 제1 비교기 회로를 포함할 수 있고 제2 비교기 회로를 추가로 포함할 수 있으며, 제1 비교기 회로는 단락 아이솔레이터에서의 전류가 전류 임계값보다 큰지를 탐지하도록 구성될 수 있다.
제2 비교기 회로는 단락 아이솔레이터에서의 전압이 전압 임계값보다 작은지를 탐지하도록 구성될 수 있다.
단락 아이솔레이터는, 제1 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 전류가 전류 임계값보다 큰지를 탐지하고 제2 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 전압이 전압 임계값보다 작은지를 탐지할 때, 스위치가 단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 차단하게 하도록 구성될 수 있다.
단락 아이솔레이터는, 제1 비교기 회로 중 그 어느 것도 또는 오직 하나가 단락 아이솔레이터에서의 전류가 전류 임계값보다 큰지를 탐지하고 제2 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 전압이 전압 임계값보다 작은지를 탐지할 때, 스위치가 단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 차단하게 하도록 구성될 수 있다.
단락 아이솔레이터는, 제1 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 전류가 전류 임계값보다 큰지를 탐지하고 제2 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 전압이 전압 임계값보다 작은지를 탐지할 때, 스위치가 단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 차단하게 하도록 구성된 래치를 추가로 포함할 수 있다.
래치는, 제1 비교기 회로 중 그 어느 것도 또는 오직 하나가 단락 아이솔레이터에서의 전류가 전류 임계값보다 큰지를 탐지하고 제2 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 전압이 전압 임계값보다 작은지를 탐지할 때, 스위치가 단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 차단하게 하도록 구성될 수 있다.
제2 비교기 회로는 단락 아이솔레이터에서의 저항이 저항 임계값보다 작은지를 탐지하도록 구성될 수 있다.
제2 비교기 회로는 단락 아이솔레이터에서의 전류와 단락 아이솔레이터에서의 전압 사이의 가중 비교를 수행하여 단락 아이솔레이터에서 측정된 저항이 저항 임계값보다 작은지를 탐지하도록 구성될 수 있다. 가중 비교의 가중치는 단락 아이솔레이터에서의 저항이 저항 임계값과 동일할 때 가중 전류와 가중 전압이 동일하도록 구성될 수 있다.
제2 비교기 회로는 전압 측정 회로에 의해 생성된 전압을 전류 측정 회로에 의해 생성된 전압과 비교하도록 구성될 수 있다. 제2 비교기는, 전류 측정 회로에 의해 생성된 전압이 전압 측정 회로에 의해 생성된 전압보다 큰 경우, 단락 아이솔레이터에서의 전기 회로의 저항이 저항 임계값보다 작은지를 탐지하도록 구성될 수 있다. 즉, 가중 비교의 가중치는 전압 측정 회로와 전류 측정 회로의 구성에 의해 설정될 수 있다. 선택적으로, 하나 이상의 전압 분배기 등과 같은 추가 구성요소가 가중치를 설정하는 데 사용될 수 있다.
단락 아이솔레이터는, 제1 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 전류가 전류 임계값보다 큰지를 탐지하고 제2 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서 측정된 저항이 저항 임계값보다 작은지를 탐지할 때, 스위치가 단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 차단하게 하도록 구성될 수 있다.
단락 아이솔레이터는, 제1 비교기 회로 중 그 어느 것도 또는 오직 하나가 단락 아이솔레이터에서의 전류가 전류 임계값보다 큰지를 탐지하고 제2 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 저항이 저항 임계값보다 작은지를 탐지할 때, 스위치가 단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 차단하게 하도록 구성될 수 있다.
단락 아이솔레이터는, 제1 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 전류가 전류 임계값보다 큰지를 탐지하고 제2 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 저항이 저항 임계값보다 작은지를 탐지할 때, 스위치가 단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 차단하게 하도록 구성된 래치를 추가로 포함할 수 있다.
래치는, 제1 비교기 회로 중 그 어느 것도 또는 오직 하나가 단락 아이솔레이터에서의 전류가 전류 임계값보다 큰지를 탐지하고 제2 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 저항이 저항 임계값보다 작은지를 탐지할 때, 스위치가 단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 차단하게 하도록 구성될 수 있다.
래치는 리셋될 때까지 스위치를 차단 상태로 유지하도록 구성될 수 있다. 래치는, 사전결정된 조건이 충족된 후와 같이 자동으로 재설정되도록 구성되거나 또는 수동으로 재설정되도록 구성될 수 있다. 일 실시예에서, 화재 방지 시스템이 제공되는데, 화재 방지 시스템은: 화재 제어 패널; 및 루프 구성을 갖는 회로에서 화재 제어 패널에 전기적으로 연결된 복수의 구성요소를 포함하며; 상기 회로는 전술한 바와 같은 복수의 단락 아이솔레이터를 사용하여 복수의 전기적으로 절연 가능한 세그먼트로 분할된다.
또 다른 실시예에서, 화재 방지 시스템이 제공되는데, 화재 방지 시스템은: 2개의 화재 제어 패널; 및 양방향 구성을 갖는 회로에서 2개의 화재 제어 패널 각각에 전기적으로 연결된 복수의 구성요소를 포함하며; 상기 회로는 전술한 바와 같은 복수의 단락 아이솔레이터를 사용하여 복수의 전기적으로 절연 가능한 세그먼트로 분할된다.
복수의 구성요소는 화재 탐지기, 알람, 수동 호출 포인트 및 사운더 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
복수의 단락 아이솔레이터 중 하나 이상은 복수의 구성요소 중 하나 이상에 내장될 수 있다.
제2 양태에서 볼 때, 본 발명은 전기 회로 내의 단락을 절연하는 방법을 제공하는데, 이 방법은: 단락 아이솔레이터에서 전기 회로의 전류 및 전압을 측정하는 단계; 및 측정된 전류가 전류 임계값을 초과하고 측정된 전압 중 적어도 하나가 전압 임계값 미만이거나 또는 측정된 전류 및 측정된 전압에 상응하는 저항이 저항 임계값 미만인지를 결정하는 데 응답하여, 단락 아이솔레이터를 사용하여, 전기 회로를 차단하는 단계를 포함한다.
이 방법에 사용되는 단락 아이솔레이터는 위에 설명된 단락 아이솔레이터일 수 있으며, 선택적으로는 위에 설명된 선택적 특징들 중 하나 이상 또는 모두를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 특정 바람직한 실시예는 이제 단지 예로서 그리고 다음 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이며, 여기서:
도 1은 복수의 화재 탐지기 및 복수의 단락 아이솔레이터를 포함하는 화재 방지 시스템의 일부의 개략도;
도 2는 복수의 화재 탐지기와 복수의 단락 아이솔레이터를 포함하는 화재 방지 시스템의 일부의 또 다른 개략도;
도 3은 단락 아이솔레이터를 위한 제어 회로의 개략도; 및
도 4는 단락 아이솔레이터를 위한 제어 회로의 또 다른 개략도.
도 1은 제1 화재 방지 시스템(100) 내의 전력-전송 배선(110)을 도시하는 개략도이다.
화재 방지 시스템(100)은 화재 제어 패널(112) 및 복수의 화재 탐지기(114)를 포함하며, 상기 화재 탐지기는 이 예에서는 연기 센서로 도시되어 있다. 화재 탐지기(114)는 루프 구성으로 화재 제어 패널(112)에 전기적으로 연결되며, 루프의 배선(110)은 화재 제어 패널(112)에서 시작하고 종료된다.
배선(110)은 배선을 복수의 전기적으로 절연 가능한 세그먼트(118a-118d)로 분할하는 복수의 단락 아이솔레이터(116a-116e)를 포함한다. 예를 들어, 전기적 결함으로 인해 단락(120)이 발생하는 경우, 단락(120)의 양쪽에 있는 단락 아이솔레이터(116c, 116d)는 단락(120)을 포함하는 세그먼트(118c)를 활성화하고 전기적으로 절연할 것이다.
일 예에서, 단락(120)이 예시적인 위치(X)에서 발생하는 경우, 단락 아이솔레이터(C 116c 및 D 116d)는 위치(X)를 포함하는 세그먼트(118c)를 절연할 것이다. 단락(120)의 양쪽에 있는(아이솔레이터(B 116b 및 C 116c) 사이, 및 아이솔레이터(D 116d 및 E 116e) 사이) 세그먼트(118b, 118d) 는 계속해서 전력을 수신하는데, 배선(110)이 루프로서 구성되어 단일 전기 오류가 전체 루프를 비활성화하는 것을 방지하기 때문이다. 이러한 이유로, 단일의 전기적으로 절연 가능한 세그먼트(118)에 허용되는 전기 구성요소의 수는 일반적으로 예를 들어 32개 미만의 구성요소로 제한된다.
배선(110)이 상기 도면에서는 단일 라인으로 예시되어 있지만, 전기 배선(110)은 일반적으로 각각 중성 전도체 및 활성 전도체로 작용하는 적어도 2개의 전도체를 포함한다는 것이 이해될 것이다. 선택적으로, 접지 또는 지면 전도체가 포함될 수 있다.
화재 탐지기(114)에 전력을 공급하는 것 외에도, 화재 제어 패널(112)은 배선(110)을 통해 데이터를 송신 및 수신할 수 있다. 화재 제어 패널(112)은 전압 펄스를 통해 데이터를 송신하는데, 예를 들어 화재 탐지기(114)에 명령을 전송하고, 전류 펄스를 통해 데이터, 예를 들어 화재 탐지기(114)로부터의 응답을 수신한다.
도 2는 제2 화재 방지 시스템(200) 내의 전력 전송 배선(110)을 도시하는 개략도이다.
제2 화재 제어 시스템(200)은, 제1 화재 제어 패널(212a) 및 제2 화재 제어 패널(212b)을 포함하고 전기 배선(110)이 제1 화재 제어 패널(212a)에서부터 시작하여 제2 화재 제어 패널(212b)에서 종료된다는 것을 제외하고는, 제1 화재 방지 시스템(100)에 관해 설명된 것과 유사한 구성요소를 포함한다. 유사한 구성요소는 100만큼 증가하는 유사한 참조 번호를 사용하여 표시되며 이러한 구성 요소에 대해서는 다시 설명하지 않는다.
제1 화재 제어 패널(212a)과 제2 화재 제어 패널(212b)은, 하나의 화재 제어 패널(212)이 고장난 경우, 다른 화재 제어 패널(212)이 전체 화재 방지 시스템(200)을 계속 작동시킬 수 있도록, 중복 방식으로 작동하도록 구성된다.
한 예시적인 위치(X)에서 단락(120)이 발생하면, 단락 아이솔레이터(C 116c 및 D 116d)는 도 1에 관해 이전에 설명된 바와 같이 위치(X)를 포함하는 세그먼트(118c)를 절연할 수 있다. 하지만, 상기 배열로, 단락(120)의 한 쪽(아이솔레이터(B 16b 및 C 16c 사이)의 세그먼트(118b)는 제1 화재 제어 패널(212a)로부터 계속해서 전력을 공급받고, 단락(120)의 다른 쪽(아이솔레이터(D 116d 및 E 116e) 사이)의 세그먼트(118d)는 제2 화재 제어 패널(212b)으로부터 전력을 공급받을 것이다.
도 3은 도 1 및 2에 도시된 단락 아이솔레이터(116a-116e)와 같은 단락 아이솔레이터를 위한 제1 제어 회로(300)의 개략도를 도시한다. 제1 제어 회로(300)는 배선(110)의 측정된 전류 및 측정된 전압에 기초하여 화재 방지 시스템(100; 200)의 배선(110)의 세그먼트(118a-118d)를 절연하도록 구성된다.
제어 회로(300)는 스위치(320), 래치(322), 제1 (전류) 비교기 회로(324) 및 제2 (전압) 비교기 회로(326)를 포함한다. 스위치(320)는, 개방 시에 배선(110)의 활성 전도체(VLOOP+)를 차단할 수 있도록, 화재 방지 시스템(100; 200)의 배선(110)의 활성 전도체(VLOOP+)에 연결된다. 배선(110)의 활성 전도체(VLOOP+)에 연결되는 스위치(320)는, 단락이 탐지될 때, 배선(110)의 후속 세그먼트(118a-118d)로의 전력 전송을 방지하는 수단을 제공한다. 화재 방지 시스템(100; 200)의 배선(110)의 중성 전도체(VLOOP-)가 제어 회로(300)를 통과한다. 래치(322)의 입력은 제1 비교기 회로(324)와 제2 비교기 회로(326) 모두에 연결되고, 래치(322)의 출력은 스위치(320)에 연결되어 래치의 단일 출력으로 인해 스위치가 열리거나 닫힐 수 있다.
제어 회로(300)는 션트 저항기(332)에 걸쳐 연결된 증폭기(330)를 포함하는 전류 측정 회로(328)를 추가로 포함하고, 증폭기(330)의 출력은 제1 비교기 회로(324)에 연결된다.
션트 저항기(332)는 일 단부에서 제어 회로(300)의 입력에 연결되고 다른 단부에서는 스위치(320)에 연결되며, 스위치(320)가 닫힐 때 션트 저항기(332)를 통과하는 전류는 화재 방지 시스템(100; 200)의 배선(110)에서 전류(Iloop)이다. 션트 저항기(332)는 일반적으로 배선(110)의 활선에 연결되지만, 대안으로 배선(110)의 중성선에 연결될 수도 있다.
션트 저항기(332)는 고정된 서전결정된 저항을 갖고 증폭기(330)는 고정된 사전결정된 게인을 갖는다. 따라서, 증폭기(330)에 의해 출력되는 전압(V1), 즉 션트 저항기 양단의 증폭된 전압 강하는 제어 회로(300)의 전류에 비례한다. 션트 저항기(332)의 저항과 증폭기(330)의 게인은 공지이기 때문에, 전압(V1)은 배선(110)에서 전류(Iloop)를 결정하는 데 사용될 수 있다. 전류 임계값을 나타내고 배선(110)의 전류(Iloop)가 전류 임계값에 있을 때 증폭기(330)에 의해 출력되는 전압(V1)에 상응하는 사전결정된 값에서, 제1 기준 전압(VREF1)을 생성함으로써 전류 임계값이 제공된다. 기준 전압(VREF1)은, 도시되지 않은 전류 임계값 생성 회로, 또는 당업계에 공지된 사전결정된 전압을 생성하는 임의의 기타 수단에 의해, 제1 비교기 회로(324)에 제공된다.
제1 비교기 회로(324)는 제어 회로(300)에서의 전류(Iloop)를 사전결정된 전류 임계값과 비교하고, 측정된 전류가 전류 임계값을 초과하는지 또는 아닌지를 나타내는 신호를 래치(322)에 출력한다. 즉, 제1 비교기 회로(324)는 단락 아이솔레이터(300)에서 전류(Iloop)를 나타내는 증폭기(330)에 의해 출력된 전압(V1)을 전류 임계값을 나타내는 제1 기준 전압(VREF1)과 비교하도록 구성된다. 예시된 예에서 제1 비교기 회로(324)는 측정된 전류(Iloop)가 전류 임계값을 초과하는 경우 높은 값을 출력할 것이다.
제어 회로(300)는 제어 회로(300)의 입력과 지면 사이에 연결된 전압 분배기(336)를 포함하는 전압 측정 회로(334)를 추가로 포함한다. 전압 분배기(336)는 제어 회로(300)의 배선(110)에서 전압(VLOOP)에 비례하는 전압(V2)을 제2 비교기 회로(326)에 제공한다. 전압 임계값을 나타내고 배선(110)의 전압(VLOOP)이 전압 임계값에 있을 때 전압 분배기(336)에 의해 출력되는 전압(V2)에 상응하는 제2 기준 전압(VREF2)을 생성함으로써, 전압 임계값이 제공된다. 제2 기준 전압(VREF2)은 도시되지 않은 전압 임계값 생성 회로, 또는 당업계에 공지된 사전결정된 전압을 설정하는 임의의 기타 수단에 의해, 제2 비교기 회로(326)에 제공된다.
제2 비교기 회로(326)는 제어 회로(300)에서의 전압(VLOOP)을 사전결정된 전압 임계값과 비교하고 전압이 전압 임계값 미만인지 또는 아닌지를 나타내는 신호를 래치(322)에 출력한다. 즉, 제2 비교기 회로(326)는 제어 회로(300)에서의 전압을 나타내는 전압 분배기(336)에 의해 출력된 전압(V1)을 전압 임계값을 나타내는 제2 기준 전압(VREF2)과 비교하도록 구성된다. 예시된 예에서 제2 비교기 회로(326)는 측정된 전압(VLOOP)이 예를 들어 전압 임계값 아래로 떨어지면 높은 값을 출력할 것이다.
래치(322)는 스위치(320)가 열리도록 하여, 제1 비교기 회로(324)와 제2 비교기 회로(326) 모두의 출력이 전류(I1)가 전류 임계값을 초과하고 전압(VLOOP)이 전압 임계값 아래에 있음을 나타낼 때, 단락 아이솔레이터(116a-116e)의 위치에서 화재 방지 시스템(100; 200)의 배선(110)을 차단하게 한다.
예시된 예에서, 래치(322)는, 제1 및 제2 비교기 회로(324, 326)로부터 높은 값이 수신될 때, 스위치(320)가 열리도록 한다. 비교기 회로(324, 326)가 높은 값을 출력하여 관련 임계값이 위반되었음을 나타내는 경우, 당업자는 적절한 NOT, AND, NOR 게이트 등을 사용하여 유사한 효과를 달성하기 위해 다른 형태의 논리 처리를 사용할 수 있음을 이해할 것이다.
제어 회로(300)가 단락 아이솔레이터(116a-116e)에서 배선(110)의 전류 및 전압 모두에 기초하여 스위치(320)를 개방하기 때문에, 제어 회로(300)는 단락 이외의 조건으로 인해 배선(110)을 방해하는 경향이 덜하다. 예를 들어, 제어 회로(300)가 전류에만 기초하여 절연하도록 구성된 경우, 화재 탐지기(114) 중 하나 이상이 전류 펄스를 통해 화재 제어 패널(112; 212a, 212b)에 데이터를 전송할 때, 돌입 전류가 단락을 잘못 나타낼 수 있다. 대안으로, 제어 회로(300)가 전압에만 기초하여 절연하도록 구성된 경우에는, 화재 제어 패널(112; 212a, 212b)이 전압 펄스를 통해 화재 탐지기(114)에 데이터를 전송하는 것과 같은 전압 변동이 단락을 잘못 나타낼 수 있다.
또한, 제어 회로(300)가 배선(110)의 전류 및 전압에 영향을 미치는 조건으로 인해 회로를 잘못 절연하는 경향이 덜하다면, 전류 및 전압 임계값은 정상 작동 값에 더 가깝게 설정될 수 있다. 즉, 전압 또는 전류에만 기초하여 절연하는 일반적인 제어 회로의 임계값이 잘못된 절연을 피하기 위해 비교적 넓은 임계값을 설정해야 할 수 있는 경우, 현재 제어 회로(300)의 임계값은 상대적으로 좁을 수 있다. 이는 유리하게는 단락을 탐지할 때 보다 빠른 탐지 및 보다 높은 정확도를 허용한다.
도 4는 도 1 및 2에 도시된 단락 아이솔레이터(116a-116e)와 같은 단락 아이솔레이터를 위한 제2 제어 회로(400)의 개략도를 도시한다. 제2 제어 회로(400)는 배선(110)의 측정된 전류 및 측정된 저항에 기초하여 화재 방지 시스템(100; 200)의 배선(110)의 세그먼트(118a-118d)를 절연하도록 구성된다.
제2 제어 회로(400)는, 제2 비교기 회로(426)가 저항을 측정하도록 구성되어 다음과 같은 차이점이 있다는 점을 제외하고는, 제1 제어 회로(300)에 대해 이전에 설명된 것과 유사한 요소를 포함한다. 유사한 구성요소는 100만큼 증가하는 유사한 참조 번호를 사용하여 표시되며 이러한 구성 요소에 대해서는 다시 설명하지 않는다.
이 실시예에서, 제2 비교기 회로(426)는 증폭기(430)에 의해 출력된 전압(V1)을 전압 분배기(436)에 의해 출력된 전압(V2)과 비교한다. 제어 회로(400)에서 배선(110)의 전류에 대한 전압의 사전결정된 비율의 비교는 배선(110)의 저항을 저항 임계값과 비교하는 것과 같으며, 여기서 저항 임계값은 증폭기(430)의 증폭 게인과 전압 분배기(436) 전압의 저항 비율에 의해 설정된다. 즉, 저항 임계값은 증폭기(430)에 의해 출력된 전압(V1)과 전압 분배기(436)에 의해 출력된 전압(V2)이 동일할 때 배선(110)의 저항이다.
따라서, 이 실시예에서 제2 비교기 회로(426)는 제어 회로(400)에서의 전기 회로의 저항을 사전결정된 저항 임계값과 비교하고, 저항이 저항 임계값 미만인지 또는 아닌지를 나타내는 신호를 래치(422)에 출력한다. 예를 들어, 제2 비교기 회로(426)는 측정된 저항이 예를 들어 저항 임계값 아래로 떨어지면 높은 값을 출력할 수 있다.
제어 회로(400)가 단락 아이솔레이터(116a-116e)에서 배선(110)의 전류 및 전압 모두에 기초하여 스위치(420)를 개방하기 때문에, 제어 회로(400)는 단락 이외의 조건으로 인해 배선(110)을 방해하는 경향이 덜하다. 예를 들어, 제어 회로(400)가 전류에만 기초하여 절연하도록 구성된 경우, 화재 탐지기(114) 중 하나 이상이 전류 펄스를 통해 화재 제어 패널(112; 212a, 212a)에 데이터를 전송할 때, 돌입 전류가 단락을 잘못 나타낼 수 있다. 대안으로, 제어 회로(400)가 저항에만 기초하여 절연하도록 구성된 경우, 저항 임계값은 케이블 성능저하 및 온도와 같은 조건으로 인한 잠재적인 변동을 설명하기 위해 일반 배선(110) 저항으로부터 충분한 여유를 가진 값으로 설정되어야 한다.
또한, 제어 회로(400)가 배선(110)의 전류 및 저항에 영향을 미치는 조건으로 인해 회로를 잘못 절연하는 경향이 덜하다면, 전류 및 저항 임계값은 정상 작동 값에 더 가깝게 설정될 수 있다. 즉, 전압 또는 저항에만 기초하여 절연하는 일반적인 제어 회로의 임계값이 잘못된 절연을 피하기 위해 비교적 넓은 임계값을 설정해야 할 수 있는 경우, 현재 제어 회로(400)의 임계값은 상대적으로 좁을 수 있다. 이는 유리하게는 단락을 탐지할 때 보다 빠른 탐지 및 보다 높은 정확도를 허용한다.
단락 아이솔레이터(116)는 도시된 바와 같이 오직 하나의 제어 회로(300, 400)를 포함할 수 있지만, 선택적으로 2개의 이러한 제어 회로(300, 400)를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 단락 아이솔레이터(116)의 제1 측은 하나의 제어 회로(300; 400)를 포함할 수 있으며, 단락 아이솔레이터의 제2 측은 거울 이미지 구성으로 연결된 또 다른 제어 회로(300; 400)를 포함할 수 있다.
제어 회로(300; 400)는 화재 방지 시스템(100; 200)에 관해 설명되었으며, 제어 회로(300; 400)는 전기 회로의 세그먼트를 절연해야 하는 다른 시스템에 적용될 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims (15)

  1. 단락 아이솔레이터로서, 상기 단락 아이솔레이터는:
    단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 선택적으로 차단하도록 구성된 스위치를 포함하며,
    단락 아이솔레이터는, 단락 아이솔레이터의 전류가 전류 임계값을 초과하고 단락 아이솔레이터의 전압 중 적어도 하나가 전압 임계값 미만이거나 또는 단락 아이솔레이터에서 측정된 전기 회로의 저항이 저항 임계값 미만일 때, 스위치가 전기 회로를 차단하게 하도록 구성되는, 단락 아이솔레이터.
  2. 제1항에 있어서, 제1 비교기 회로 및 제2 비교기 회로를 추가로 포함하고, 제1 비교기 회로는 단락 아이솔레이터에서의 전류가 전류 임계값보다 큰지를 탐지하도록 구성되는, 단락 아이솔레이터.
  3. 제2항에 있어서, 제2 비교기 회로는 단락 아이솔레이터에서의 전압이 전압 임계값보다 작은지를 탐지하도록 구성되는, 단락 아이솔레이터.
  4. 제3항에 있어서, 단락 아이솔레이터는, 제1 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 전류가 전류 임계값보다 큰지를 탐지하고 제2 비교기 회로가 단락 아이솔레이터의 전압이 전압 임계값보다 작은지를 탐지할 때, 스위치가 단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 차단하게 하도록 구성되는, 단락 아이솔레이터.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 제1 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 전류가 전류 임계값보다 큰지를 탐지하고 제2 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 전압이 전압 임계값보다 작은지를 탐지할 때, 스위치가 단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 차단하게 하도록 구성된 래치를 추가로 포함하는, 단락 아이솔레이터.
  6. 제2항에 있어서, 제2 비교기 회로는 단락 아이솔레이터에서 측정된 저항이 저항 임계값보다 작은지를 탐지하도록 구성되는, 단락 아이솔레이터.
  7. 제6항에 있어서, 제2 비교기 회로는 단락 아이솔레이터에서의 전류와 단락 아이솔레이터에서의 전압 사이의 가중 비교를 수행하여 단락 아이솔레이터에서 측정된 저항이 저항 임계값보다 작은지를 탐지하도록 구성되는, 단락 아이솔레이터.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 단락 아이솔레이터는, 제1 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 전류가 전류 임계값보다 큰지를 탐지하고 제2 비교기 회로는 단락 아이솔레이터에서 측정된 저항이 저항 임계값보다 작은지를 탐지할 때, 스위치가 단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 차단하게 하도록 구성되는, 단락 아이솔레이터.
  9. 제6항, 제7항 또는 제8항에 있어서, 제1 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 전류가 전류 임계값보다 큰지를 탐지하고 제2 비교기 회로가 단락 아이솔레이터에서의 저항이 저항 임계값보다 작은지를 탐지할 때, 스위치가 단락 아이솔레이터에 연결된 전기 회로를 차단하게 하도록 구성된 래치를 추가로 포함하는, 단락 아이솔레이터.
  10. 제5항 또는 제9항에 있어서, 래치는 리셋될 때까지 스위치를 차단 상태로 유지하도록 구성되는, 단락 아이솔레이터.
  11. 화재 방지 시스템으로서, 상기 시스템은:
    화재 제어 패널; 및
    루프 구성을 갖는 회로에서 화재 제어 패널에 전기적으로 연결된 복수의 구성요소를 포함하며;
    상기 회로는 전항들 중 어느 한 항에 따른 복수의 단락 아이솔레이터를 사용하여 복수의 전기적으로 절연 가능한 세그먼트로 분할되는, 화재 방지 시스템.
  12. 화재 방지 시스템으로서, 상기 시스템은:
    2개의 화재 제어 패널; 및
    양방향 구성을 갖는 회로에서 2개의 화재 제어 패널 각각에 전기적으로 연결된 복수의 구성요소를 포함하며;
    상기 회로는 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 복수의 단락 아이솔레이터를 사용하여 복수의 전기적으로 절연 가능한 세그먼트로 분할되는, 화재 방지 시스템.
  13. 제11항 또는 제12항에 있어서, 복수의 구성요소는 화재 탐지기, 알람, 및 수동 호출 포인트 중 하나 이상을 포함하는, 화재 방지 시스템.
  14. 제11항, 제12항 또는 제13항에 있어서, 복수의 단락 아이솔레이터 중 하나 이상은 복수의 구성요소 중 하나 이상 내에 내장되는, 화재 방지 시스템.
  15. 전기 회로 내의 단락을 절연하는 방법으로서, 상기 방법은:
    단락 아이솔레이터에서 전기 회로의 전류 및 전압을 측정하는 단계; 및
    측정된 전류가 전류 임계값을 초과하고 측정된 전압 중 적어도 하나가 전압 임계값 미만이거나 또는 측정된 전류 및 측정된 전압에 상응하는 저항이 저항 임계값 미만인지를 결정하는 데 응답하여, 단락 아이솔레이터를 사용하여, 전기 회로를 차단하는 단계를 포함하는, 방법.
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