KR910002457B1

KR910002457B1 - 전자 써-머 릴레이(eth)

Info

Publication number: KR910002457B1
Application number: KR1019880009167A
Authority: KR
Inventors: 김인석
Original assignee: 삼화기연 주식회사; 김인석
Priority date: 1988-07-22
Filing date: 1988-07-22
Publication date: 1991-04-22
Also published as: KR900002508A

Abstract

내용 없음.

Description

전자 써-머 릴레이(ETH)

제1도는 본 발명의 전자회로와 열동장치가 결합된 전자열동과 전류계전기의 회로도.

제2도는 제1도와 연결되는 결상보호 계전기의 전자회로도.

제3도는 동작표시기를 작동복귀(AUTO)쪽에 둔 경우 동작설명 상세도.

제4도는 동작표시기를 수동(MAN)복귀 또는 TEST쪽에 각각 둔 경우 동작설명 상세도.

제5도는 본 발명을 설명키 위한 블로킹 도면.

본 발명은 기존 전자식 과전류 릴레이와 열동형 과전류 릴레이의 장정만을 따라 복합시킨 전자식 영동과 전류 계전기에 관한 것이다.

기존의 전자식 과전류 계전기는 노이즈 또는 인버터와 같이 주파수가 변화하거나 고조파 함유율이 큰 부하에서는 고조파에 오동작하는 경우가 많고, 회로가 복잡하고, 자동복귀, 수동복귀절환 및 기계적인 동작표시기능이 어렵고 또한 회로동작시험과 시-켄스동작시험기능을 동시에 함축시키는 것이 불가능하였다.

따라서 본원에서는 전류감지, 전류식별(전류계기능), 변별, 증폭, 스타트타임, 쇼크타임, 자동복귀타임정정, 결상 및 단상검출, 과부하 픽업기능은 전자회로에서 행하고 최종 출력단에 바이메탈스위치장치를 설치해서 바이메탈에 설치된 정특성더미스터(PTC)의 발열에 따른 바이메탈의 만곡동작이 근접 설치된 마이크로스위치를 작동시켜 과부하 보호를 감당케하고 또한 동작표시장치의 보스가 밖으로 튀어나와 동작표시기능을 갖도록 한 것이다.

먼저 본 발명의 구성에 대하여 상세히 설명하면 변류기(CT₁, CT₂, CT₃)에서 감지된 미세한 전류신호의 일부는 블로킹 다이오드(D₁, D₂, D₃)를 통해 가변저항(VR₄)와 병설된 온도보상용 더미스터(TH)의 양단에 전압으로 나타나서 스타트타임 스윗칭 트랜지스터(TR₁)과 동작시간 스윗칭용 트랜지스터(TR₂)의 베이스에 각각 입력되고, 트랜지스터(TR₁), 베이스한류저항(R₂₄), 콜렉터한류저항(R₂), 휠타콘덴서(C₃), 지연시간시정수조정용콘덴서(C₂), 다이오드(D₄), 가변저항(VR₁), 노아게이트(M1-1)으로 기동시간 정정회로가 구성되었으며, 노아게이트(M1-1), 가변저항(VR₂), 다이오드(D_6,D₇), 콘덴서(C₅)로 동작시간 정정회로가 구성되고, 노아게이트(M2-1) 가변저항(VR₃), 다이오드(D₈), 노아게이트(M1-3)로 복귀시간 지연회로가 구성되며, 노아게이트(M1-3), NOISE 휠타콘덴서(C₇, C₈), 한류분배저항(R₅, R₆), 다이리스터 (SCR)로 과부하 동작스윗칭회로가 구성되고, 가변저항(VR₄), 한류저항(R₂₅), 트랜지스터(TR₂), 휠타콘덴서(C₄), 노아게이트(M1-1, M1-2)는 전류 정정회로가 구성되며, 노아게이트(M1-2) 블로킹 다이오드(D₅, D₁₀), 한류저항(R2₁) 표시등(LED1)으로 전류식별 및 과부하 동작표시회로가 구성되고, 분배저항(R₁₇, R₁₈), 다링톤 트랜지스터(TR₃, TR₄) 한류저항(R₁₉, R₂₀), 노아게이트(M2-1)으로 구성된 쇼트검출회로와, 저항(R₇), 푸쉬보턴(TS)로 구성된 동작시험회로와, 휘드백용 저항(R₁₀), 다이오드(D₉) 리셋트스위치(RS) 방전저항(R₉)로 수동복귀회로가 구성되었으며, 보스(A), 스프라인 샤후트(B), 콤푸렛숀 스프링(SP), 스프라인 샤후트보스(D) 및 바이메탈 지지대(Q) 바이메탈(BM), 정특성발열체(PCT) 가동자(G), 텐숀스프링(H), 가동편(I)로 구성된 바이메탈스위치(BM) 열동회로 및 접점출력회로(Ta, Tb, Tc)와 부릿지 다이오드(BD) 휠타저항(R₁), 콘덴서(C₁) 및 제너다이오드(ZD)로 구성된 전원회로로 구성되어 있다. 또 상기한 바이메탈스위치는 제3도에서 보스 A와 스프라인 샤후트(B)에 의해 자동리셋트, 수동리셋트, 테스트선택을 함에 있어서, 스프라인 샤후트 상측표면에

드라이버홈과 화살표를 설치한 것을 약간 구르면서 좌우회전시켜서 자동 및 수동복귀 전환장치기능을 가지게 된것으로 테스트쪽으로 돌려 시켄스회로 시험장치기능을 낼수 있는 구조로 되어 있다.

또 제2도에서 변류기(CT₁, CT₂, CT₃)에서 검출된 일부의 전류 세력이 블로킹 다이오드(D₁₁, D₁₂, D₁₃) 한류저항(R₂₂, R₂₃, R₂₄), 상전류검출용 트랜지스터(TR₁₁, TR₁₂, TR₁₃)의 베이스에 각각 연결되고 그 에미터는 각각 접지되고 그 콜렉터는 한류저항(R₁₁, R₁₂, R₁₃)을 통해 전원(VCC)에 일측은 노아게이트(M2-2)와 앤드게이트(M3-2)의 입력측에 그리고 휠타콘덴서(C₁₄, C₁₅, C₁₆)을 통해 접지축에 각각 연결해서 결상신호 감지회로를 구성하며, 노아게이트(M2-2)의 출력은 동작지연회로인 다이오드(D₁₅) 및 저항(R₁₅)를 거쳐 콘덴서(C₁₈)과 노아게이트(M2-3)에 입력되고 앤드게이트(M3-2)의 출력은 지연회로인 다이오드(D₁₄), 저항(R₁₄)를 거쳐 콘덴서(C₁₇)과 노아게이트(M2-3)의 입력축에 각각 연결해서 1Sec 지연회로를 구성하고, 노아게이트(M2-3)의 출력은 블로킹 다이오드(D₁₆)을 거쳐 한류저항(R₁₆)을 통해 표시등 (LED₂)를 동작시키고 노아게이트(M2-1)의 입력과 AND 게이트(M3-3)의 입력이 각각 연결되고 AND 게이트(M3-3)의 입력은 NOR 게이트(M1-3)의 출력축에 그 출력은 블로킹 다이오드(D₁₇)을 거쳐 그 입력에 휘드백시켜서 된다.

상기와 같은 본 발명의 실시예에 있어서 동작원리를 상세히 설명하면 변류기(CT₁, CT₂, CT₃)에서 감지된 삼상전류의 크기에 비례한 2차 전류 세력이 블로킹 다이오드(D₁, D₂, D₃)를 거쳐 가변저항(VR₄)의 양단에 미세한 전압으로 형성되고 트랜지스터(TR₁)을 ON시켜서 NOR 게이트(M1-1)의 입력측의 HIGH 레벨을 가변저항(VR₁)을 통해 방전시켜 기동시간 정정회로의 시정수(C₂, VR₁, C₃)에 따라 NOR 게이트(M1-1)의 상측 입력을 LOW 레벨로 변환시킨다.

여기에서 다이오드(D₄)는 축전방지용이고, C₃는 휠타콘덴서로서 지연타임을 일정하게 유지하는 기능을 갖는다.

전류설정용 가변저항(VR₄)의 가동단자의 0.7V 이상이되면 트랜지스터(TR₂)가 ON되어 NOR 게이트(M1-1)의 입력이 LOW 레벨이 입력되면 NOR 게이트(M1-1)의 양 입력단자에 LOW 신호가 입력되므로 그 출력은 HIGH LEVEL로 되고 동작시간 설정용 시정수(VR₂, C₅)에 따라 정해진 시간후에 NOR 게이트(M2-1)의 중앙측 입력단자에 HIGH 신호가 입력되면 NOR 게이트(M201)의 출력측은 LOW로되며 콘덴서(C₆)의 HIGH 레벨이 다이오드(D₈)을 통해 순간 방전되고 NO 게이트(M1-3)의 입력에 LOW 신호가 입력되어 그 출력은 HIGH가되고, 노이즈 휠타콘덴서(C₇, C₈)와 분배저항(R₅, R₆)을 통해 다이리스터(SCR)의 콘트롤 그릿드에 트리거전압을 공급해서 다이리스터(SCR)을 ON시키고 바이메탈에 설치된 정특성더미스터(PTC)에 전원을 공급함으로써 순간 발열시켜 바이메탈(BM)을 우측으로 만곡시켜 근접 설치된 마이크로스위치(MS)의 가동자(G)를 눌러 작동시켜키면 마이크로스위치(MS)의 가동편(G)가 동작해서 접점단자(Tc, Tb, Ta)의 접점이 바뀌게되고 이 마이크로스위치(MS)의 접점을 이용해서 도시하지 않은 전자개폐기 코일을 OFF시켜 보호기능을 갖게 한다.

그리고 NOR 게이트(M1-2)의 LOW 입력은 그 출력측을 HIGH로 전환시켜 블로킹 다이오드(D₅)와 한류저항(R₂₁)을 통해 표시등(LED₁)을 점등시켜서 과부하 개시상태를 표시토록 한다.

이때는 전류설정 가변저항(VR₄)에 의해 실제 흐르는 실험 부하점에 설정되었음을 나타내며 이러한 전류 눈금을 읽으면 전류계기능도 발휘하고 표시등 LED₁이 점멸하는 상태에서는 NOR 게이트(M1-1)의 출력측도 HIGH 및 LOW 상태가 교반됨으로 축적방지용 다이오드(D₆)가 작용하여 콘덴서(C₅)의 전하를 순간 방전시킴으로 축적이 되지않고 일차 전류가 점차 증가해서 설정된 전류값보다 1-2% 증가하여 NOR 게이트(M1-1, M1-2)의 입력이 완전 LOW 상태로 입력되면 표시등(LED₁)도 완전점등되어 과부하 상태가 진행됨을 나타내고 동시에 동작시간 정정회로(VR₂, C₅, D₇, M2-1)가 작동개시하여 정해진 시간후에 전술한 바와같이 MOR 게이트(M1-3)의 출력이 HIGH 신호가 AND 게이트(M3-1)의 하측단에 입력되고 상측 입력도 이미 HIGH 상태이므로, 그 출력도 HIGH가되고 블로킹 다이오드(D₁₀)을 통해 계속 표시등 LED₁을 점등시켜 과부하 동작을 표시해 주어 과부하 동작표시기로서 작용한다.

전기한 과부하 상태를 Reset하려면 먼저 점선내의 콘덴서(C₆), 다이오드(D₈), 가변저항(VR₃)으로 구성된 자동복귀회로의 가변저항(VR₃)의 저항을 ZERO로하고 점선으로 표시된 수동복귀회로의 Reset 보턴(RS)을 눌러 NOR 게이트(M2-1)의 중앙측 입력신호를 어-스시킴으로서 NOR GATE(M2-1)의 HIGH LEVEL 입력을 LOW로 변환시키든가 조작 전원을 OFF하면 전자적으로 Reset가 되고 다이리스터(SCR)가 OFF되어 바이메탈스위치의 정특성더미스터(PTC)에 전원이 끊겨 바이메탈이 원상복귀되어 마이크로스위치(MS)도 원상태로 복귀된다.

그러나 기계적인 동작표시기인 스프라인 샤후트(B)가 보스(A)밖으로 돌출된 상태로 남아 있어 과부하동작이 되었음을 표시해 주는 과부하 동작표시기능을 가지며 표시기 돌출부를 누르면 원상복귀된다.

제2도에서 결상 보호기능을 상세히 설명하면 부하측에 전류가 흐르지 않는 상태에서는 트랜지스터(TR₁₁, TR₁₂, TR₁₃) 공히 OFF 상태이므로 AND 게이트(M3-2)의 3개의 입력이 모두 HIGH 상태이므로 그 출력도 HIGH 상태로 나타나 다이오드(D₄)를 통해 즉시 NOR 게이트(M2-3)의 상측 입력에 HIGH 신호가 입력된다.

그리고 NOR 게이트(M2-2)의 3개의 입력이 모두 HIGH이므로 그 출력은 LOW로되어 콘덴서(C₁₈)와 저항(R₁₅)으로 설정된 지연시간후에 NOR 게이트(M2-3)의 하측단 입력에 LOW 신호를 공급한다.

따라서 NOR 게이트(M2-3)의 2개의 입력이 HIGH 및 LOW가 됨으로 그 출력은 LOW가 되어 결상신호가 나타나지 않는다.

그리고 부하측에 3상 전류가 정상으로 흘려 변류기(CT₁, CT₂, CT₃)의 출력에 전압이 형성되면 블로킹 다이오드(D₁₁, D₁₂, D₁₃)과 저항(R₂₂, R₂₃, R₂₄)를 통해 트랜지스터(TR₁₁, TR₁₂, TR₁₃)이 모두 ON 상태로 되어 AND 게이트(M3-2)의 3개의 입력이 모두 LOW로 변하고 그 출력도 LOW로되며 콘덴서(C₁₇) 및 저항(R₁₄)로 구성된 시정수 만큼 지연되고 NOR 게이트(M2-3)의 입력이 LOW로 변하고 동시에 NOR 게이트(M2-2)의 입력도 3개 모두 LOW 상태이므로 그 출력은 HIGH로 변하고 다이오드(D₁₅)를 통해 즉시 NOR 게이트(M2-3)의 하측 입력이 HIGH가 됨으로 삼상 모두 결상이 되지않고 정상으로 된때는 NOR 게이트(M2-3)의 출력이 LOW로 되어 역시 결상신호가 나타나지 않는다.

그러나 3상중 1개의 상이 결상되어 전류가 흐르지 않게되면 AND 게이트(M3-2) 및 NOR 게이트(M2-2)의 3입력중 2개는 LOW 1개는 HIGH로 변하게 된다.

이때는 AND 게이트(M3-2)의 출력은 LOW 상태로 유지되고 있으나, NOR 게이트(M2-2)의 출력은 HIGH 상태로부터 LOW 상태로 변하여 시정수회로 콘덴서(C₁₈), 저항(R₁₅)로 형성된 지연시간후 NOR 게이트(M2-3)의 입력이 LOW로 변하고 양 입력이 동시에 LOW가 됨으로 그 출력은 HIGH가 되어 블로킹 다이오드(D₁₆)과 저항(R₁₆)을 통해 결상신호용 발광다이오드(LED₂)가 점등됨과 동시에 HIGH 신호 일부는 NOR 게이트(M2-1)의 상측 입력에 인가되어 NOR 게이트(M2-1)의 출력은 LOW 상태로 만들고 NOR 게이트(M1-3)의 입력이 LOW가 되면 그 출력은 HIGH가 됨으로 다이리스터(SCR)을 ON시켜 바이메탈스위치를 동작시키고 NOR 게이트(M1-3)의 HIGH 신호 일부는 AND 게이트(M3-3)의 입력에 휘드백되어 AND 게이트(M3-3)의 양 입력이 HIGH가 됨으로 그 출력도 HIGH가 되어 계속 결상동작상태를 유지하여 결상표시등(LED₂)가 점등된 상태로 있게된다.

복귀시키려고 할때는 L₁, L₂의 전원을 잠깐 OFF시키든가 리셋트 보턴(RS)를 눌러 NOR 게이트(M2-1)의 3개의 입력중 1개만 잠시 어스시켜 LOW 상태로 해주면 즉시 복귀되고 표시등(LED₂)도 소등된다.

순시동작회로(쇼트전류)의 동작원리에 있어서는 전류설정용 가변저항(VR₄)에 의해 설정된 전류값의 약 13배 정도 이상의 쇼트전류가 흐를때는 분배저항(R₁₇, R₁₈)에 의해 분배된 신호전압이 0.7V 이상 형성되어 트랜지스터(TR₃)이 ON되고 트랜지스터(TR₄)가 OFF되어 저항(R₂₀)을 통해 HIGH 신호가 NOR 게이트(M2-1)의 하측 입력단자에 공급됨으로서 전술한 바와같이 NOR 게이트(M2-1)의 출력이 LOW로 변하고 NOR 게이트(M1-3)이 HIGH가 되어 즉시 다이리스터(SCR)가 ON되고 바이메탈스위치(BM)가 작동해서 주 개폐기를 개방해서 쇼트보호를 하게되며, 이때는 표시등(LED₁또는 LED₂)도 점등되지 않고 동작표시용 스프라인 샤후트(B)만 돌출된다.

그러므로 자동복귀, 수동복귀, 선택표시기인 스프라인 샤후트만 돌출된 경우는 쇼트전류동작이 된것으로 판단하면 된다.

즉, 제3도 (a)에 도시된 바와같이 자동인 경우 스프라인 샤후트(B)의 동체에 요홈(1)이 요설되고 바이메탈(BM)의 단부가 요홈(1)의 턱(2)에 걸쳐 있다가 다이리스터(SCR)이 ON되면 정특성더미스터(PTC)가 가열됨으로 단부가 턱(2)에 걸려있던 바이메탈이 제3도 (b)와 같이 (θ)각 만큼 굽히면서 근접 설치된 마이크로스위치(MS)를 작동시키게 됨과 동시 턱(2)에 바이메탈(BM)의 단부가 걸려 올라가지 못하던 스프라인 샤후트(B)는 스프링(SP)의 탄성에 의해 보스(A)밖으로 튀어 올라가게 되는 것이다.

따라서 이하 설명하는 바와같이 수동인 경우 스프라인 샤후트(B)의 주면이 일정하여 일단 턱에서 벗어난 바이메탈(BM)은 계속해서 마이크로스위치(MS)를 작동시키는 상태가 되어 인위적으로 스프라인 샤후트(B)를 보스(A)밖으로부터 속으로 넣지 않은 이상 계속되며 테스트의 경우 수동식때와는 달리 스프라인 샤후트(B)의 주면을 경사지게 하여 스프링의 탄력으로 보스(A)밖으로 나오도록 되었다.

따라서 이와같이 스프라인 샤후트(B)의 주면에는 요홈(1)과 턱(2)이 그리고 주벽(3)과 경사면(4)이 60°각도로 형성되고 보스밖으로 적은 드라이버로 스프링의 탄성을 눌러 넣은 다음 90°씩 회전시켜 고정하도록 되어 있다.

또 제4도 (c)와 (d)는 (a)의 A-A선 단면인 스프라인 샤후트(B)와 보스(A)의 단면도이다.

테스트회로의 동작원리는 테스트 보턴(TS)를 누르면 VCC 전압을 강제로 트랜지스터(TR₁, TR₂)의 베이스에 인가하여 변류기(CT₁, CT₂, CT₃)에서 검출된 "H" 신호와 유사한 입력을 인가함으로서 트랜지스터(TR₁, TR₂)가 동시에 ON시켜 설정된 지연시간, 동작시간만에 과부하 동작을 진행시켜서 표시등(LED₁)이 적등되고 잠시후 샤후트(B)가 돌출되어 회로가 정상으로 동작했음을 확인시켜 준다.

제1도에서 점선으로 연결된 휘드백 다이오드(D₉)를 제거하면 콘덴서(C₆) 가변저항(VR₃)로 결정된 시정수로 결정된 지연시간에 따라 정해진 복귀시간이 경과된 후에 자동복귀되어 표시등(LED₁)이 소등된다.

그러나 동작표시용 스프라인 샤후트(B)는 돌출된 상태로 있으므로 다시 손으로 눌러 리세트시켜 두면 된다.

제4도의 (a)는 스프라인 샤후트(B)를 MAN(수동)쪽에 둔 경우이고 (b)는 과부하가 동작하여 샤후트(B)가 돌출된 상태를 표시한 것이다.

그리고 제4도에서 (c)는 스프라인 샤후트(B)를 TEST쪽에 둔 경우 과부하 동작전의 상태이고 (d)는 전기 TEST로 둔후 과부하 동작이 되어 스프라인 샤후트의 바이메탈(BM)의 "ㄱ"자 모양의 끝이 걸리는 턱이 없기 때문에 스프라인 샤후트를 (-) 드라이버로 힘껏 눌러 90°좌회전시켜 두면 스프라인 샤후트(B)가 하부에 설치된 압축스프링(SP)에 의해 상부로 돌출되면서 경사면(4)에 의해 마이크로스위치(MS)의 가동자(G)가 바이메탈에 의해 밀려 동작하게 되고 콤몬 접점(Tc)가 그림처럼 단자(Tb)에서 단자(Ta)로 옮겨 붙어 시켄스회로를 제어하게 된다.

복귀하려면 스프라인 샤후트를 소형(-) 드라이버로 힘껏 눌러 시계방향으로 90°돌려 놓으면 자동복귀(AUTO)가 되고 180°를 돌려 놓으면 수동복귀(MAN)쪽으로 선택되고 (a)(c)는 동작전의 상태와 (b)(d)는 동작후의 상태를 표시하는 것이다.

또한 제1도의 실시예에서 다이리스터(SCR) 대신에 트랜지스터로 바꾸는 경우 동작표시기의 바이메탈스위치를 릴레이로 대체할 수 있음은 당업계의 숙련된 기술자이면 쉽게 이해가 될 것이다.

Claims

변류기에 감지되는 전류신호를 과전류 릴레이를 제어하도록 되는 것에 있어서, 트랜지스터(TR₁)와 콘덴서(C₂)와 가변저항(VR₁) 및 노아게이트(M1-1)로 가동시간 정정회로가 구성되고, 노아게이트(M1-1)와 가변저항(VR₂) 및 콘덴서(C₂)로 동작시킨 정정회로가 구성되었으며 노아게이트(M2-1)와 가변저항(VR₃) 및 노아게이트(M1-3)으로 복귀시간, 지연회로가 구성되고, 노아게이트(M1-3)와 다이리스터(SCR)에 의해 과부하 동작스위칭회로가 구성되는 것과, 노아게이트(M1-2)와 표시등(LED₁)로 전류식별 및 과부하 동작표시회로가 구성되며, 다링톤 트랜지스터(TR₃, TR₄)와 노아게이트(M2-1)으로 쇼트 검출회로와 동작시험회로가 구성되고, 수동복귀회로와 바이메탈스위치가 구성되며, 결상신호 감지회로와 1Sec 지연회로 및 노아게이트(M2-3)의 출력측에 표시등(LED₂)와 노아게이트(M1-3)의 출력이 다이오드(D₁₇)를 거쳐 휘드백시켜서 되는 전자 써-머 릴레이.
청구의 범위 제1항 기재의 바이메탈스위치는 스프라인 샤후트(B)에 콤푸렛숀스프링(SP)이 감설되고 보스(A)에 출몰하도록 함에 있어서, 주면에 90°각도로 요홈(1)과 주변(3) 및 경사면(4)이 형성되어 턱(2)에 바이메탈(BM)의 단부가 걸리도록 되고, 바이메탈(BM) 이웃에 마이크로스위치(MS)를 설치하여서 되는 전자 써-머 릴레이.
청구의 범위 제1항 및 2항에 있어서, 스프라인 샤후트(B)에 의해 자동과 수동 및 테스트로 절환시키도록 되는 전자 써-머 릴레이.
청구의 범위 제1항에 있어서, 결상신호 감지회로는 트랜지스터(TR₁₁, TR₁₂, TR₁₃)와 노아게이트(M2-2) 및 앤드게이트(M3-2), 저항(R₁₁, R₁₂, R₁₃) 및 콘덴서(C₁₄, C₁₅, C₁₆)에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 써-머 릴레이.
청구의 범위 제1항에 있어서, 수동복귀회로는 휘드백저항(R₁₀)과 다이오드(D₉) 및 릴레이스위치(RS)와 방전저항으로 구성되는 것을 특징으로 하는 전자 써-머 릴레이.