KR820001151Y1 - 전력 차단장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전력 차단장치

제1도는 종래의 전력 차단장치의 개통도.

제2도는 제1도의 동작 특성 곡선도.

제3도, 제4도는 각각 종래장치에 있어서 선택 차단가능 영역을 넓혔을 때의 동작특성 곡선도.

제5도는 본 고안에 의한 전력차단장치의 개통도.

제6도는 본 고안에 의한 주차단기의 회로도.

제7도는 본 고안에 의한 전류제한 파형도.

제8도는 본 고안에 의한 전력차단 장치의 동작특성 곡선도.

제9도는 제6도 중 블록다이어 그램의 구체적인 회로구성도.

본 고안은 전력개통에 있어서 부하의 단락등에 의해 발생하는 사고회로만을 선택차단 시키는 전력차단장치에 관한 것이다. 종래에는 이와 같은 종류의 장치로서는 제1도와 같은 것이 있었다. 도면에서 (M)은 일단이 전원에 접속된 배선용 주차단기, (F₁)(F₂)………(F_n)은 배선용 주차단기(M)의 타단과 부하간에 각각 접속된 배선용 분기차단기이다.

제1도에 표시한 전력차단장치에 있어서, 지금 분기차단기(F₁)가 설치된 부하회로에서 단락사고가 발생하였다고하면 이 부하회로만을 차단하고 다른 부하회로에는 연속 급전되기 때문에 주차단기(M)가 차단동작하기전에 분기차단기(F₁)을 동작시킬 필요가 있다. 따라서, 주차단기(M)는 분기차단기 (F₁)………(F_n)보다 큰 전류로서, 혹은 이와 같은 전류 특성을 가하여 일정한 지연 시간을 갖고 차단동작을 하도록 구성되어 있다.

이와 같은 주차단기(M)의 단락전류에 의한 트리핑기구로서는 통상적으로 바이메탈의 열동식(熱動式)또는 전자력방식이 사용되고있으나 어느 경우에도 사고전류의 전영역에 걸쳐 선택 차단하는 것은 종래에는 불가능 하였다.

즉, 분기차단기(F₁)의 부하(도시생략)에서 단락사고가 발생 하였을 때 주차단기(M)와 분리차단기(F₁)의 동작특성은 제2도와 같이 표시된다. 사고전류가 넓은 범위에서 분기차단기(F1)가 동작하게되면 주차단기(M)도 동시에 동작을 하기때문에, 선택차단이 가능한 범위로서는 사고전류치가 좁은 범위에 있어야 된다.

또, 제3도에 표시한 바와 같이 주차단기(M)의 트리핑(Tripping)에 한시특성을 주게되어 지연동작을 시키며, 어떤 사고전류치까지는 선택차단을 가능하게한 것이 있으나 선택차단이 가능한 범위의 전류는 통상적으로 10KA-20KA로서 그 범위가 좁으므로, 일반 산업계에서의 실용가치는 낮다.

또, 제4도에 표시한 바와 같이 대전류 영역까지 선택차단을 가능하게 하는것도 있을 수 있으나, 주차단기(M)의 전차단시간 t가 길기 때문에 주차단기 (M)의 내량(耐量)을 표시하는 허용 I²t (I : 차단전류)의 한계를 초과하여 허용 I²t의 한계를 유지시키는데는 주차단기 (M)의 차단용량 즉 t를 내릴수 밖에 없어 실용적 면에서의 가치를 저하시키는 결점이 있었다.

본 고안은 위와 같은 종래의 결점을 제거하기 위해서 제공된 것으로서, 주차단기의 트리핑기구에 의한 전차단시간을 일정한 시간 지연 시키는 차단지연회로를 설치하고, 사고 전류를 일정치 이하로 제한하는 제한전류회로를 설치함으로써 선택차단영역을 확대 시킬수 있는 전력차단장치를 제공함을 목적으로 한다.

이하 본 고안의 1실시예를 도면에 따라 설명한다.

제5도에 있어서, (M)은 배선용 주차단기, (PF)는 영구퓨우즈, (R)은 저항이며, 영구퓨우즈(PF)와 병열저항(R)으로 제한 전류회로가 구성되어 있다. (F₁)(F₂)………(F_n)은 각각 배선용 분기차단기이다. 또, 위 배선용 주차단기 (M)는 제6도에 표시한 기능블록으로 구성되며, 제6도에서, (1)은 전원측 단자, (2)는 부하측단자, (3)은 개폐기구부, (4)는 트립코일, (5)는 변류기로서, 중간 변류기(51)를 갖고 있다.

(6)은 최대전류 검출회로, (7)은 전파정류기, (8)은 전압센서, (9)는 장(長)시한회로, (10)은 단(短)시한회로, (11)은 트리거 회로이다.

다음에 동작에 대해서 설명한다.

주 차단기(M)의 기능기구를 나타낸 제6도에 있어서 주회로 단자(1)(2)간에 흐르는 각상의 전류는 변류기(5)의 1차측에서 검출되며 2차측에는 예컨대 5A정도의 전류가 흘러, 이전류는 중간변류기 (51)에 의해 50mA까지 저감(低減)시킨다. 이 mA의 오더(order)까지 저감된 전류가 최대전류 검출회로 (6)에 유입된다.

최대전류검출회로(6)에서는 각상의 가장큰 전류치가 검출되며, 정류기(7)로 전파정류되어 전력센서(8)에 유입된다. 전압센서(8)는 그 입력을 전압으로 변환시켜 그 전압을 장시한 회로(9) 및 단 시한회로(10)의 동작신호로서 출력된다. 이 전압신호가 대단히 큰 경우(주회로에 대단히 큰 과전류가 흘렀을 경우)에는 단시한회로 (10)가 동작하여 트리거회로 (11)로 트리거 신호를 출력하게되고 과전류가 그렇게 크지 않을 경우에는 장시간회로(9)가 동작하여 트리거회로(11)로 트리거신호를 출력 하게된다.

트리거회로(11)가 동작하게되면 트립코일(4)이 여자되어 개폐기구부(3)가 개방동작하여 사고전류를 차단한다. 다음에 위의 최대전류 검출회로(6), 전압센서(8), 장시한회로(9), 단시한회로(10)에 대해서 다시 설명한다.

제9도에 있어서, (6)은 최대전류 검출회로로서, 전선의 각상(各相)에 대응하여 3개의 다이오드 브리지가 설치되어있고 또 이들의 다이오드 브리지를 직열로 접속함으로써 대전류를 전압센서(8)에 흐르도록 되어있다.

전압센서(8)는 최대전류 검출회로(6)에서의 최대전류를 저항(R₁,R₂,R₃)에 의해 전압으로 변환시키는 것이며 저항 R₂를 가변저항으로 해서 최대전류를 전압으로 변환시키는 비율을 변화시켜, 본 고안의 차단장치의 정격전류를 조정할수 있도록 하였다. 장시한회로(9)는 제너다이오드(Z₄)와 트랜지스터(Q₅,Q₆)를 사용하여, 전압센서(8)에서의 전압신호가 낮을 때(정상시)에는 트랜지스터 Q₆가 ON상태로되고 트랜지스터 Q₅은 OFF상태로 되어있어, 트리거회로(11)에는 신호가 보내어지지 않으며 전압신호가 트랜지스터 Q₅의 베이스의 전위보다 높아지면(이상시) 트랜지스터 Q₅는 OFF상태로 되어 트랜지스터 Q₆이 ON상태로 되며, 콘덴서 C₂은 충전을 개시한다. 콘덴서 C₂의 충전전압이 소정전압으로 되면 트리거회로(11)가 트리거된다.

위 콘덴서 C₂의 충전스피이드를 전압센서(8)의 전압에 의해 변화시켜, 반시한특성(反時限特 性), 결국 전압신호가 커지면 커질수록 트랜지스터 Q₆에 흐르는 전류를 증가시키며, 트리거회로 (11)에로의 신호를 출력할 때까지 시간을 짧게 할수 있도록 되어있다.

단시한회로(10)는 전압센서 (8)의 전압신호가 어느정도 이상으로 커지면 제너다이오드 Z₅가 도통상태로 되어, 트랜지스터 Q₁₀이 ON상태로 되고, 저항 R₁₇, 다이오드 D₂₃을 통하여 콘덴서 C₈를 충전시킨다.

이때의 충전전류는 제어다이오드 Z₁₀에 의해 얻어지는 정전압원에 의해 충전되므로 충전시간은 일정하게 된다. 콘덴서(C₈)의 충전이 완료되면 트리거회로(11)으로 신호를 출력하게 된다.

트리거회로(11)는 PUT(Programable Unijunction Transistor) Q₇과 사이리스터 Q₉를 갖고 있으며, 시한회로의 콘덴서 C₂또는 C₈의 충전전압이 소정전압으로 되면 PUT Q₇가 턴온되어 사이리스터 Q₉를 동작시켜 트립코일(4)에 전류가 흐른다. 따라서, 트리핑기구가 동작하여 주차단기(M)를 개방시킨다.

한편, 제5도에서 정상시의 전류는 주차단기(M)에서 영구퓨우즈 (PF)를 통해(병열저항 (R)은 정상시 전류가 거의 흐르지 않은 저항치로 설정된다) 분기차단기 (F₁)(F₂)………(F_n)를 경유하여 각부하에 급전시키게되나 분기차단기 (F₁)의 회로에 단락사고가 발생하면 사고전류 (I pros)에 의해 제한전류회로를 구성하고 있는 영구퓨우즈(PF)의 내부 엘레멘트인 나토륨은 고체-액체-기체로 상변화를 하여 영구퓨우즈(PF)를 는 지극히 높은 저항치를 나타나게 되어 제한 전류를 개시한다.

이때 제6도에 나타난 바와 같이 영구퓨우즈(PE)에 의해 제한전류 첨두치(I pfc)에 사고전류가 억제되어 영구퓨우즈(PF)의 저항치가 병열저항(R)치보다 커지며, 사고전류(I pros)는 병열저항(R)및 영구퓨우즈(PE)를 통해 전류 (I pfr)가 속류로서 흐르게 된다.

이와 같이, 제한전류회로의 동작에 의해 사고 전류가 제한되기 때문에, 예컨대 200KA의 사고 전류를 10-20KA로 제한 시키도록 하면 선택차단 가능범위의 전류용량을 10-20KA로 하는 주차단기(M) 및 분기차단기(F₁)를 그 이상의 사고전류(예컨대 200KA)에 있어서도 선택차단 시킬수 있으므로, 선책차단 가능범위를 확대시키는 것과 동일하게 된다.

또,주차단기의 트리핑기구에 의한 전차단시간을 지연시킬 수가 있기 때문에 선택차단이 가능하며, 선택차단 가능범위를 확대 시킬수 있다.

또, 위 실시예에서는 주차단기에 배선용 차단기를 사용하였으나 저기압중차단기, 진공차단기 또는 다른 차단기에도 위 실시예와 동일한 효과를 얻을 수가 있다.

또, 주차단기와 분기차단기 사이에서 선택 차단하는 경우는 차단기로서 통상기중(氣中)차단기가 사용되고 있으나 염가로서 소형의 배선용 차단기를 사용하여도 선택차단 가능범위를 확대 시킬수 있으므로 실용면에서 유익한 효과는 크다.

이상과 같이 본 고안에 의하면 주차단기의 트리핑기구에 의한 전차단시간을 소정시간지연시키는 차단지연회로를 설치하고, 사고전류를 소정치이하로 제한하는 제한전류회로를 설치함으로써 주차단기와 각부하에 접속된 분기차단기의 선택차단가능 범위를 확대시킬수 있는 전력차단장치를 얻을 수 있다.

Claims (1)

1. 전원에 접속된 주차단기(M), 여러개부하와 각주 차단기(M)사이에 접속된 여러개의 분기차단기(F₁,F₂………F_n)를 구비하고, 부하단락시에 사고회로의 분기차단기만을 선택 차단시키는 전력차단장치에 있어서, 주차단기(M)의 트리핑기구에 의한 전차단시간을 소정시간 지연시키기 위한 장시한 및 단시한 차단지연회로(9)(10)를 설치하며, 또 사고전류를 소정치이하로 제한하는 제한전류회로(영구 퓨우즈(PF)와 병열저항(R)로 구성된회로)를 설치하여서된 전력차단장치.