KR20240085741A - 누전 경고용 led 조명 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 누전 경고용 LED 조명 시스템에 관한 것으로, 이는 가로등에 연결된 AC 전원 라인을 통해 흐르는 제1 누설 전류를 감지 및 통보하는 제1 누전 센서; 상기 AC 전원 라인에서 지면으로 흐르는 제2 누설 전류를 감지하는 제2 누전 센서; 누전 발생을 경고하기 위한 광을 발광하는 LED 조명; 상기 AC 전원 라인을 통해 흐르는 상용 전원을 배터리에 충전한 후, 상기 배터리의 충전 전원을 이용하여 장치 구동 전원을 생성 및 공급하는 무정전 전원 공급부; 상기 제1 누전 센서와 상기 제2 누전 센서의 감지 결과에 응답하여 상기 LED 조명을 동작 제어하는 제어부를 포함한다.

Description

누전 경고용 LED 조명 시스템{LED lighting system for warning of leakage}

본 발명은 가로등과 같은 공공 조명 장치에 결합 설치되어, 누전 발생에 따른 위험성을 경고할 수 있도록 하는 누전 경고용 LED 조명 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 가로등은 도로변에 혹은 정원 등에 설치되고, 야간에 점등되어 통행자가 길을 찾는데 불편함을 주지 않도록 설치되는 구조물이다.

이러한 가로등은 통상 가로등주의 상단에 직접 램프를 설치하거나 가로등주 상단에서 수평하게 연장된 끝단에 램프를 설치하는 방식으로 다양한 외관을 갖는다.

또한, 가로등주의 내부 하부에는 램프에 전원을 안정적으로 공급할 수 있도록 전원 케이블이 내부로 인입되고, 접속 잭 및 안정기와, 누전 차단기가 상호 결선되어 램프에 전원을 공급하여 점등하는 구성이다.

그러나, 상기와 같은 가로등은 부식이나 내구성 등만을 우선적으로 고려할 뿐 홍수나 집중 호우시 빗물 등이 취부패널을 통해 스며드는 물로부터는 무방비상태에 놓이게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 홍수나 집중 호우로 인하여 일시적으로 도로변이 침수되어 가로등이 함께 잠기게 되면서 가로등주 내의 하부에 위치한 안정기, 접속단자, 누전차단기와 전원 케이불의 접속단자가 함께 물에 잠기게 되어 주변 전위가 상승하면서 그곳을 지나는 사람들에게 전기적 충격을 주어 많은 사람이 감전에 의해 사망 또는 상해를 입는 안전사고로 이어질 가능성이 높다.

국내공개특허 제10-2016-0122300호 (공개일자 : 2016.10.24)

이에 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 누전 발생에 따른 위험성을 경고하여, 안전 사고 발생 가능성을 사전 차단하도록 하는 누전 경고용 LED 조명 시스템을 제공하고자 한다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 본 발명의 일 실시 형태에 따르면 가로등에 연결된 AC 전원 라인을 통해 흐르는 제1 누설 전류를 감지 및 통보하는 제1 누전 센서; 상기 AC 전원 라인에서 지면으로 흐르는 제2 누설 전류를 감지하는 제2 누전 센서; 누전 발생을 경고하기 위한 광을 발광하는 LED 조명; 상기 AC 전원 라인을 통해 흐르는 상용 전원을 배터리에 충전한 후, 상기 배터리의 충전 전원을 이용하여 장치 구동 전원을 생성 및 공급하는 무정전 전원 공급부; 상기 제1 누전 센서와 상기 제2 누전 센서의 감지 결과에 응답하여 상기 LED 조명을 동작 제어하는 제어부를 포함하는 누전 경고용 LED 조명 시스템을 제공한다.

상기 제어부는 누전 발생 감지시 상기 LED 조명이 누설 전류에 의해 우선 구동되도록 한 후, 누설 전류가 기 설정치 이하로 감소하면 상기 무정전 전원 공급부의 출력 전원을 상기 LED 조명에 공급하는 하는 것을 특징으로 한다.

상기 제어부는 누전 발생 감지시 상기 무정전 전원 공급부의 출력 전원을 상기 LED 조명에 즉각 공급하는 하는 것을 특징으로 한다.

상기 LED 조명은 정상 상태에서는 백색광을 발광하되, 누전 발생 상태에서는 유색광을 발광하는 것을 특징으로 한다.

또 다르게는 상기 LED 조명은 누전 발생 상태만 발광 동작을 수행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 누전 발생에 따른 위험성을 경고하여, 안전사고 발생 가능성을 사전 차단하도록 한다.

또한 배터리 기반으로 구동 전원을 제공하는 무정전 전원 공급부를 구비함으로써, 가로등으로의 상용 전원 공급이 차단되는 경우에도 누전 발생 경고 동작을 계속하여 수행할 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누전 경고용 LED 조명 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 누전 센서을 상세 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다.

덧붙여, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 '연결'되어 있다고 할 때, 이는 '직접적으로 연결'되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 '간접적으로 연결'되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 '포함'한다는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 누전 경고용 LED 조명 시스템을 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 누전 경고용 LED 조명 시스템은 가로등에 결합 설치되며, 이는 제1 누전 센서(110), 제2 누전 센서(120), LED 조명(130), 무정전 전원 공급부(140) 및 제어부(150) 등을 포함하여 구현된다.

제1 누전 센서(110)는 가로등의 AC 전원 라인에 결합 설치되는 영상 변류기(ZCT) 등으로 구현되며, 가로등의 AC 전원 라인을 통해 흐르는 제1 누설 전류를 감지하여 누전 발생 여부를 확인 및 통보한다.

제2 누전 센서(120)는 AC 전원 라인과 접지 사이에 결합 설치되어, AC 전원 라인에서 지면으로 흐르는 제2 누설 전류를 감지한다.

LED 조명(130)은 단일 발광 소자로 구현되어, 누전 발생시에만 누전 발생을 경고하기 위한 광을 선택적으로 발생하도록 한다.

또 다르게는 LED 조명(130)은 적, 청, 백색 소자로 구현되는 LED 모듈로 구현되어, 정상 동작시에는 백색 소자를 발광시켜 일반 조명 장치로 동작하고, 누전 발생시에는 적색 및 청색 소자를 발광시켜 누전 발생을 경고할 수도 있도록 한다. 즉, 발광색 변경을 통해 누전 발생 여부를 경고할 수 있도록 한다.

무정전 전원 공급부(140)는 AC 전원 라인을 통해 공급되는 상용 전원을 배터리에 충전한 후, 배터리의 충전 전원을 이용하여 장치 구동 전원을 생성하여 LED 조명(130)에 공급하도록 한다. 즉, 가로등에 기 구비된 누전 차단기에 의해 상용 전원 공급이 차단되었을 때도, 장치 구동 전원을 안정적으로 공급할 수 있도록 한다.

제어부(150)는 제1 누설 전류와 제2 누설 전류 적어도 하나의 발생을 통보받으면, LED 조명(130)을 동작 제어하여 누전 발생을 경고하도록 한다.

이와 같이, 본 발명의 누전 경고용 LED 조명 시스템은 가로등이 홍수나 집중 호우에 의해 잠기게 되면 가로등의 AC 전원 라인에서 지면으로 누설 전류에 의해 안전사고가 발생할 수 있음을 고려하여, 가로등의 AC 전원 라인내에서 발생하는 누설 전류 뿐 아니라 AC 전원 라인에서 지면으로 누설 전류로 흐르는 누설 전류까지 함께 검출하고, 이에 대한 위험성을 경고할 수 있도록 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 누전 센서을 상세 설명하기 위한 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 누전 센서(120)는 AC 전원 라인의 활선(L)과 접지선(G) 사이에 연결된 제1 코일(C1), 제1 코일(C1)에 인접되도록 AC 전원 라인의 중성선(N)와 접지선(G) 사이에 연결된 제2 코일(C2), 제1 코일(C1)과 제2 코일(C2) 사이에 위치되도록 AC 전원 라인의 활선(L)와 제어부(150)의 입력 단자 사이에 연결된 리드 스위치(RS)로 구현된다.

이에 AC 전원 라인에서 지면으로 누설 전류가 흐르게 되면, 누설 전류에 의해 제1 코일(C1)과 제2 코일(C2)의 주변에는 자기장이 형성된다.

그러면 리드 스위치(RS)의 두 개 리드 조각이 자기장에 의해 접촉되어 전류가 흐르게 되고, 이에 따라 누전 센서(120)는 "H" 레벨의 신호를 제어부(150)로 출력하게 된다.

반면, AC 전원 라인에서 지면으로 누설 전류가 흐르지 않으면, 리드 스위치(RS)의 두 개 리드 조각이 다시 이격되어 더 이상의 전류가 흐르지 않게 되고, 이에 따라 누전 센서(120)는 "L" 레벨의 신호를 제어부(150)로 출력하게 된다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 조명 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어부(150)는 제1 누전 센서(110)가 누전 발생을 감지하면, LED 조명(130)이 AC 전원 라인의 활선(L)과 접지선(G) 간의 전위차에 의해 구동되고, 누전 발생에 의해 상용 전원 공급이 차단되면, LED 조명(130)이 무정전 전원 공급부(140)의 출력 전원에 의해 구동되도록 하는 제1 누전 감지 제어부(151)와, 제2 누전 센서(120)가 누설 전류 발생을 감지하면, LED 조명(130)이 AC 전원 라인의 활선(L)과 접지선(G) 간의 전위차에 의해 구동되고, 누전 발생에 의해 상용 전원 공급이 차단되면, LED 조명(130)이 무정전 전원 공급부(140)의 출력 전원에 의해 구동되도록 하는 제2 누전 감지 제어부(152) 등을 포함한다.

이와 같이 구성되는 제어부(150)는 정상 상태에서는 AC 전원 라인의 활선(L)과 중성선(N)의 전위차(즉, 상용전원)에 의해 동작하도록 하되, 누전 발생 상태에서는 AC 전원 라인의 활선(L)과 접지선(G)의 전위차(즉, 누설전류)에 의해 동작하도록 한다.

다만, AC 전원 라인의 활선(L)과 접지선(G)의 전위차가 기 설정치(예를 들어, 상용 전원의 5%) 이하로 떨어지면, LED 조명(130)이 더 이상 발광할 수 없게 되므로, 무정전 전원 공급부(140)의 출력 전원에 의해 구동될 수 있도록 한다.

즉, 누전 발생 감지시 LED 조명(130)이 누설 전류에 의해 우선 구동되도록 한 후, 누설 전류가 기 설정치 이하로 감소하면 무정전 전원 공급부(140)의 출력 전원을 LED 조명(130)에 공급함으로써, 무정전 전원 공급부(140)의 이용을 최소화 하면서도 LED 조명(130)의 구동을 안정적으로 보장할 수 있도록 한다.

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 조명 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.

도 4는 도시된 바와 같이, 본 발명의 제어부(150')는 제1 누전 센서(110)가 누전 발생을 감지하면, LED 조명(130)이 상용 전원 대신에 무정전 전원 공급부(140)의 출력 전원에 의해 구동되도록 하는 제1 누전 감지 제어부(151')와, 제2 누전 센서(120)가 누설 전류 발생을 감지하면, LED 조명(130)이 상용 전원 대신에 무정전 전원 공급부(140)의 출력 전원에 의해 구동되도록 하는 제2 누전 감지 제어부(152) 등을 포함한다.

이와 같이 구성되는 도 4의 제어부(150')는 도 3의 제어부(150)와 달리 누전 발생을 감지하는 즉시 LED 조명(130)이 상용 전력이 아닌 무정전 전원 공급부(140)의 출력 전원을 이용할 수도 있도록 한다.

본 발명은 시스템 설치 장소, 시스템 구동 환경, 배터리 용량 등을 고려하여 도 3의 제어부(150)와 도 4의 제어부(150')를 선택적으로 적용할 수 있도록 한다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (5)

1. 가로등에 연결된 AC 전원 라인을 통해 흐르는 제1 누설 전류를 감지 및 통보하는 제1 누전 센서;
   상기 AC 전원 라인에서 지면으로 흐르는 제2 누설 전류를 감지하는 제2 누전 센서;
   누전 발생을 경고하기 위한 광을 발광하는 LED 조명;
   상기 AC 전원 라인을 통해 흐르는 상용 전원을 배터리에 충전한 후, 상기 배터리의 충전 전원을 이용하여 장치 구동 전원을 생성 및 공급하는 무정전 전원 공급부;
   상기 제1 누전 센서와 상기 제2 누전 센서의 감지 결과에 응답하여 상기 LED 조명을 동작 제어하는 제어부를 포함하는 누전 경고용 LED 조명 시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
   누전 발생 감지시 상기 LED 조명이 누설 전류에 의해 우선 구동되도록 한 후, 누설 전류가 기 설정치 이하로 감소하면 상기 무정전 전원 공급부의 출력 전원을 상기 LED 조명에 공급하는 하는 것을 특징으로 하는 누전 경고용 LED 조명 시스템.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어부는
   누전 발생 감지시 상기 무정전 전원 공급부의 출력 전원을 상기 LED 조명에 즉각 공급하는 하는 것을 특징으로 하는 누전 경고용 LED 조명 시스템.
4. 제1항에 있어서, 상기 LED 조명은
   정상 상태에서는 백색광을 발광하되, 누전 발생 상태에서는 유색광을 발광하는 것을 특징으로 하는 누전 경고용 LED 조명 시스템.
5. 제1항에 있어서, 상기 LED 조명은
   누전 발생 상태만 발광 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 누전 경고용 LED 조명 시스템.