KR970002293Y1

KR970002293Y1 - Cutoff circuit for wiring

Info

Publication number: KR970002293Y1
Application number: KR2019930028225U
Authority: KR
Inventors: 김용학
Original assignee: 김용학
Priority date: 1993-12-17
Filing date: 1993-12-17
Publication date: 1997-03-21
Also published as: KR950021664U

Abstract

내용없음No content

Description

Wiring circuit

제1도는 본 고안에 따른 배선용 차단회로의 블럭도.1 is a block diagram of a circuit breaker circuit according to the present invention.

제2도는 본 고안에 따른 배선용 차단회로의 구체 회로도.2 is a specific circuit diagram of a circuit breaker circuit according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 십진디스플레이부 20 : 중앙처리부10: decimal display unit 20: central processing unit

30 : 모드설정부 40 : 인터럽트발생부30: mode setting unit 40: interrupt generating unit

50 : 최대전류검출부 60 : 접지전류검출부50: maximum current detector 60: ground current detector

70 : 트립장치부 U1 : 마이콤70: trip unit U1: micom

U3 : 롬 U4, U5 : 직렬/병렬데이타변환회로U3: ROM U4, U5: Serial / Parallel Data Conversion Circuit

U6 : 시리얼롬 F1 : 액정표시장치U6: Serial ROM F1: LCD

T1 ∼ T4 : 스위치 BD1 ∼ BD4 : 브리지회로T1 to T4: switch BD1 to BD4: bridge circuit

본 고안은 송배전 계통이나 저압 회로에 있어서 과전류 또는 지락 등의 사고가 발생할 경우 전류를 차단하는데 쓰이는 배선용 차단회로에 관한 것으로, 특히 EEPOM을 사용하여 차단시의 원인을 기억하고 또 비교기와 마이콤으로서 전류의 값을 디지탈로 사용중인 전류를 표시하여주도록 된 기능을 갖는 배선용 차단회로에 관한 것이다.The present invention relates to a circuit breaker circuit used to cut off the current in the event of an overcurrent or ground fault in a transmission / distribution system or low voltage circuit. In particular, the EEPOM is used to memorize the cause of the interruption. The present invention relates to a circuit breaker circuit having a function of displaying a current in digital use.

종래의 배선용 차단회로는, 각 트립모드상태, 즉 장한시와 단한시의 트립전류, 시간과 순시트립전류 및 지락트립전류, 시간 등의 모드를 저항과 스위치를 이용하여 설정하도록 되어 있기 때문에 회로가 복잡하고 부품이 많이 소요되며, 또 전원이 오프된 뒤 다시 차단기를 사용하기 위해서는 모드를 제설정해주어야 하는 번거로움이 있었다.In the conventional circuit breaker circuit, the circuits are configured by using a resistor and a switch to set the respective trip mode states, that is, the trip current, time and net trip current, ground fault trip current, and time during the long and short time. It was complicated and time-consuming, and it was cumbersome to reset the mode to use the breaker again after the power was turned off.

또한 트립시의 원인이 표시되지 안았기 때문에, 트립된 후 고장여부를 조사하는데 시간이 많이 걸리는 단점이 있었다.In addition, since the cause of the trip is not displayed, it takes a long time to investigate the failure after the trip.

본 고안은 이와 같은 폐단을 해소하고자 안출된 것으로서, 차단기의 트립모드를 키이로서 설정하도록 하여 회로가 보다 간단하고 부품이 적게 들며, 시리얼EEPROM(Serial Electrically Erasable Memory)을 사용하여 설정된 모드값을 전원이 제거된 뒤에도 기억할 수 있도록 하여 전원 재 투입시마다 모드를 설정해주어야 하는 번거러움을 없애며, 동시에 그 EEPROM을 사용하여 트립시의 원인을 기억하도록 하여 수리점검이 용이하도록 된 배선용 차단회로를 제공하는데 목적이 있다.The present invention was devised to solve such a problem. The circuit is simpler and requires less parts by setting the trip mode of the breaker as a key, and the power value is set using the serial EEPROM (Serial Electrically Erasable Memory). Its purpose is to provide a circuit breaker circuit that can be remembered even after it is removed, eliminating the need to set the mode every time the power is turned on, and at the same time, to remember the cause of the trip using the EEPROM.

또한 본 고안은 배선의 전류를 디지탈로 변환함에 있어서, 기존의 A/E변환기를 사용하지 않고 주로 마이콤을 이용하여 구현함으로써 부품의 수와 비용을 줄이고 보다 고속으로 동작할 수 있도록 된 배선용 차단회로를 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, the present invention implements a circuit breaker circuit that can reduce the number and cost of components and operate at a higher speed by using a microcomputer instead of a conventional A / E converter in converting a wiring current into digital. The purpose is to provide.

이하 본 고안을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 고안의 블럭도이고, 제2도는 그 구체적인 실시예시도이다.FIG. 1 is a block diagram of the present invention, and FIG. 2 is a specific embodiment thereof.

우선 구성을 설명한다.First, the configuration will be described.

롬(U3)에 저장된 프로그램에 의해 수행되는 마이콤(U1)과 그 마이콤(U1)의 데이타입출럭단자에 접속된 시리얼 EEPROM(U6)으로 된 중앙처리부(20)와, 상기 중앙처리부(20)의 마이콤(U1)의 입력단자에 접속된 키이(T2 ∼ T3)로 이루어진 모드설정부(30)와, 마이콤(U1)에서 검출한 각종 회로상태를 표시하여주는 십진디스플레이부(10)와, 배선의 각 상 선로에 접속된 브리지다이오드(BD1 ∼ BD3)가 오아링(ORING)으로 접속되어 있는 최대전류검출부(50)와, 배선의 접지선로에 접속된 브리지 다이오드(BD4)로 된 접지전류검출부(60)와, 상기 최대전류검출부(50) 및 접지전류검출부(60)로부터 검출되어진 전류값과 개패시터(C1∼C4)의 충전량량을 비교하여 H레벨 또는 L레벨을 마이콤(U1)에 출력하도록 된 인터럽트발생부(40)와, 상기 인터럽트발생부(40)로부터 인터럽트가 발생되면 주전원을 차단하도록 된 트립장치(70)로 구성되어 있다.A central processing unit 20 composed of a microcomputer U1 executed by a program stored in the ROM U3 and a serial EEPROM U6 connected to a data entry / exit terminal of the microcomputer U1, and the central processing unit 20; The mode setting unit 30 comprising the keys T2 to T3 connected to the input terminal of the microcomputer U1, the decimal display unit 10 for displaying various circuit states detected by the microcomputer U1, and the wiring The ground current detection unit 60 includes a maximum current detection unit 50 in which bridge diodes BD1 to BD3 connected to each phase line are connected by an ORING, and a bridge diode BD4 connected to a ground line of a wiring. ), The current value detected from the maximum current detector 50 and the ground current detector 60 and the amount of charge of the capacitors C1 to C4 are compared to output the H level or L level to the microcomputer U1. When interrupt is generated from the interrupt generator 40 and the interrupt generator 40, To consist of a trip unit 70 to be blocked.

특히 중앙처리부(20)에 있어서, 마이콤(U1)의 8비트의 어드레스단자는 데이타입출럭단자와 공용인 것으로 데이타입출럭동안 8비트의 어드레스를 래치할 수 있도록 래치회로(U2)를 마이콤(U1)이 단자(P0.0∼P0.7)와 롬(U3)의 어드레스단자(A0∼A7)사이에 접속시켰다. 마이콤(U1)의 리셋단자(RESET)에는 풀다운 저항(R1)을 갖는 키이(T1)를 접속하여 키이(T1)를 누름으로써 마이콤(U1)을 리셋시킬 수 있도록 되어 있다.In particular, in the central processing unit 20, the 8-bit address terminal of the microcomputer U1 is shared with the data entry / exit terminal so that the latch circuit U2 can be used to latch the 8-bit address during the data entry / exit operation. Is connected between the terminals P0.0 to P0.7 and the address terminals A0 to A7 of the ROM U3. The key T1 having the pull-down resistor R1 is connected to the reset terminal RESET of the microcomputer U1 so that the microcomputer U1 can be reset by pressing the key T1.

또 십진표시장부(10)에 있어서, 마이콤(U1)의 직렬통신단자(RXD)(TXD)에는 직력/병렬데이타변환회로(U4)(U5)를 구비하여 직렬통신단자(RXD)(TXD)를 통해 출력되는 직렬 데이타를 병렬로 변환하여줌으로써, 마이콤(U1)은 그 직렬통신단자(RXD)(TXD)를 통해서도 액정표시장치(F1)를 구동할 수 있도록 하여 준다.In the decimal display portion 10, the serial communication terminal RXD (TXD) of the microcomputer U1 is provided with a serial / parallel data conversion circuit U4 (U5) to connect the serial communication terminal RXD (TXD). By converting the serial data outputted in parallel, the microcomputer U1 can drive the liquid crystal display device F1 through its serial communication terminals RXD and TXD.

모드설정부(30)에 있어서, 풀업저항(R14)을 구비한 키이(T2∼T4)의 일측은 마이콤(U1)의 단자(/RD)에 접속되고 각 타측은 다이오드(D1∼D3)가 역방향으로 접속되어 각 키이(T2∼T4)의 스캔이 가능토록 되어 있다. 즉 마이콤(U1)은 키이(T2∼T4)가 눌러질 때마다 어느 키이가 몇번 눌려지는지를 검지하도록 되어 있는 것이다.In the mode setting section 30, one side of the keys T2 to T4 having the pull-up resistor R14 is connected to the terminal / RD of the microcomputer U1, and the other side of the keys D2 to D3 is reversed. Connected to each other to scan the keys T2 to T4. That is, the microcomputer U1 detects which key is pressed and how many times each time the keys T2 to T4 are pressed.

최대전류검출부(50) 및 접지전류검출부(60)에 있어서는, 각 브리지다이오드(BD1∼BD3)(BD4)의 출력단에 다이오드(D7)(D8)를 각기 거쳐 가변저항기(VR2)(VR3)를 접속하여 전류값이 지정입력이 되도록 하였다.In the maximum current detector 50 and the ground current detector 60, the variable resistors VR2 and VR3 are connected to the output terminals of each of the bridge diodes BD1 to BD3 and BD4 via respective diodes D7 and D8. The current value was set to the designated input.

그리고 인터럽트발생부(40)에 있어서, 각 비교기(U7)(U9)의 비반전입력단자(+)에는 최대전류검출부(50) 및 접지전류검출부(60)의 출력값이 입력되도록 하고, 그 반전입력단자(-)에는 캐패시터(C1)(C3)와 트랜지스터(Q1)(Q3)를 각각 병렬로 접속하되, 트랜지스터(Q1)(Q3)의 각 베이스단자를 제어단자(INTO)(TO)에 접속시켜 캐패시터(C1)(C3)의 방전을 제어할 수 있도록 되어 있으며, 비교기(U1∼U3)의 각 출력단자에는 다이오드(D4)(D6)의 캐소드측을 접속하고 그 다이오드(D4)(D6)의 애노드측을 마이콤(U1)이 제어단자(T2EX)에 접속하여 비교기(U1)(U3)의 어느 것중 하나가 L레벨이 되면 그 제어단자(T2EX)에 L레벨이 인가되어지도록 되어 있다.In the interrupt generator 40, the output values of the maximum current detector 50 and the ground current detector 60 are input to the non-inverting input terminals (+) of the comparators U7 and U9. Capacitors C1 (C3) and transistors Q1 (Q3) are connected in parallel to the terminal (-), and each base terminal of the transistors Q1 (Q3) is connected to the control terminal (INTO) (TO). The discharges of the capacitors C1 and C3 can be controlled, and the cathode side of the diodes D4 and D6 is connected to each output terminal of the comparators U1 to U3, and the diodes D4 and D6 are connected. The microcomputer U1 is connected to the control terminal T2EX on the anode side, and when either of the comparators U1 and U3 becomes L level, the L level is applied to the control terminal T2EX.

이와 같이 구성된 각부의 동작관계 및 전체적인 동작관게는 다음과 같다.The operation relationship and overall operation relationship of each unit configured as described above are as follows.

먼저, 중앙처리부(10)의 마이콤(U1)의 리셋단자(RESET)에 접속되어 있는 키이(T1)를 눌러 시스템을 초기화시킨다. 즉 키이(T1)를 눌러주면 전압(VCC) 크기의 H레벨이 리셋단자(RESET)에 인가되어 H레벨에서 리셋되어지도록 된 마이콤(U1)은 초기상태로 되는 것이다.First, the system is initialized by pressing the key T1 connected to the reset terminal RESET of the microcomputer U1 of the central processing unit 10. That is, when the key T1 is pressed, the microcomputer U1 that is reset at the H level by applying the H level of the voltage VCC to the reset terminal RESET becomes an initial state.

다음, 모드설정부(30)의 키이(T1∼T3)를 이용하여 장한시전류, 시간과 탄한시전류, 시간과 순시전류와 지략전류, 시간에 대한 한게치 등을 설정하여주는데, 키이(T2)를 모드용으로 설정하고 키이(T3)(T4)를 그 모드에 대한 값을 바꾸어주는 것으로 사용할 수 있다.Next, using the keys T1 to T3 of the mode setting unit 30, the long time current, time and time limit current, time and instantaneous current, directional current, time limit, etc. are set. ) Can be set for a mode and the keys T3 and T4 can be used to change the value for that mode.

예를 들어 키이(T2)는 모드용으로서, 그 키이(T2)의 누름회수에 따라 트립모드/전류디스플레이모드, 셋트데이타콘트롤모드, 시스템인포메이션디스플레이모드, 디플트(default)셋트모드, 전류트립모드가 되는 것으로 설정하며, 키이(T3)(T4)는 각각 업(up)다운(down)용으로 설정하여 사용할 수 있는 것이다. 이 때 마이콤(U1)은 단자(/RD)를 통해 어떤 키이가 몇번 눌러지는 검지하여, 즉 트립모드에 대한 시간 및 전류한게치를 비롯한 기타 모드에 대한 설정값을 입력하여 시리얼EEPROM(U6)에 저장하여둔다.For example, the key T2 is for the mode, and according to the number of presses of the key T2, the trip mode / current display mode, the set data control mode, the system information display mode, the default set mode, and the current trip mode. The keys T3 and T4 can be set and used for up and down, respectively. At this time, the microcomputer (U1) detects which key is pressed several times through the terminal (/ RD), that is, inputs the setting values for other modes including the time and current limit for the trip mode and stores them in the serial EEPROM (U6). Do it.

시리얼EEPROM(U6)은 정전이 되어도 데이타를 기억할 수 있는 메모리로서, 이와 같은 특징에 의해 전원이 차단된 후 시스템을 재사용할시에 각 모드의 값을 다시금 설정해주어야 하는 번거로움이 없어지게 된다.Serial EEPROM (U6) is a memory that can store data even in the event of a power failure, and this feature eliminates the hassle of having to reset the value of each mode when the system is reused after the power is cut off.

다음, 마이콤(U1)의 각 제어단자(INT0)(INT1)(TO)를 H레벨로 하여주어 N PN타입의 트랜지스터(Q1)(Q2)(Q3)를 각기 턴온되게 한다. 이에 따라 트랜지스터에 각기 병렬접속되어 있는 캐패시터(C1)(C2)(C3)는 방전을 하게 된다.Next, the control terminals INT0 (INT1) (TO) of the microcomputer U1 are set to H level so that the N PN type transistors Q1, Q2, and Q3 are turned on, respectively. As a result, the capacitors C1, C2, and C3 connected to the transistors in parallel discharge.

이와 같이 시스템을 초기화 시켜둔 상태에서 배선의 회로상태를 검지하게 되는데, 검출되는 전류는 아날로그 성분이며 이를 마이콤(U1)에서 처리하여 배선의 상태를 액정표시장치(F1)에 표시하거나 시리얼EEPROM에 기억시키기 위해서는 검출되는 전류값을 디지탈로 변환하여야 한다.In this way, the circuit state of the wiring is detected while the system is initialized. The current detected is an analog component, which is processed by the microcomputer U1 to display the wiring state on the liquid crystal display device F1 or stored in the serial EEPROM. In order to do this, the detected current must be converted to digital.

이와 같이 A/D변환을 위한 주 회로가 인터럽트발생장치부(40)이다.In this manner, the main circuit for the A / D conversion is the interrupt generator device 40.

기존의 A/D컨버터 칩을 사용하여 A/D변환을 할 경우에는 마이콤에서 변환된 값을 읽기만 하면되나 본 고안에서는 과감히 탈피하여 마이콤(U1)이 A/D변환의 80%를 담당하도록 되어 있다. 그 원리는 캐패시터의 R-C 충전시의 시간을 이용한 것이다. 그러나 이러한 경우 직선성이 좋지 않기 때문에 소프트웨어로서 이동평균 및 직선화(linear)알고리즘으로 원래의 데이타로 환원하여 전류값을 판단하도록 되어 있다.In case of A / D conversion using existing A / D converter chip, only read the converted value in the microcomputer, but in this design, the microcomputer (U1) is responsible for 80% of the A / D conversion. . The principle is to use the time during the R-C charging of the capacitor. However, in this case, since the linearity is not good, the software reduces the current value by using the moving average and the linear algorithm to determine the original data.

설명한 바와 같이 먼저 트랜지스터(Q1)(Q2)(Q3)를 턴온시켜 캐패시터(C1)(C3)(C3)를 방전시키고 다음 그 트랜지스터(Q1)(Q2)(Q3)를 턴오프함과 동시에 마이콤(U1) 내부의 카운터를 기동시킨다. 그러면 입력된 전류값이 충전된 전류값보다 작아지는 순간 해당하는 비교기(U7)(U8)(U9)가 반전하여 마이콤(U1)의 단자(T2EX)가 L레벨로 된다. 즉 인터럽트가 발생되는 것이다.As described, first, transistors Q1, Q2, and Q3 are turned on to discharge capacitors C1, C3, and C3, and then the transistors Q1, Q2, and Q3 are turned off, and at the same time, the microcomputer U1) Start the internal counter. Then, as soon as the input current value becomes smaller than the charged current value, the corresponding comparators U7, U8, and U9 are inverted, and the terminal T2EX of the microcomputer U1 becomes L level. That is, an interrupt is generated.

인터럽트발생장치부(40)로부터 인터럽트가 발생하면 마이콤(U1)은 마운트롤 정지하고 그 때의 카운터의 값을 검출하게 된다. 이와 같이 아날로그의 전류값이 디지탈로 변환되어지게 되는 것이다. 각 캐패시터(C1)(C2)(C3)에 병렬로 접속된 저항(R3)(R5)(R7)은 브리더 저항으로, 전압의 안정화를 꾀하기 위한 것이다.When an interrupt is generated from the interrupt generator unit 40, the microcomputer U1 stops the mount roll and detects the value of the counter at that time. In this way, the analog current value is converted to digital. The resistors R3, R5, and R7 connected in parallel to the capacitors C1, C2, and C3 are breather resistors for stabilizing the voltage.

이와 같이 A/D변환을 위한 인터럽트발생장치부(40)에는 외부의 배선으로 부터 검출되는 전류가 입력디어진다.In this way, the interrupt generator 40 for A / D conversion receives the current detected from the external wiring.

즉, 최대전류검출부(50)를 통해서는 배선의 3상(R, S, T)의 전류중 최대전치의 전류가 인터럽트발생장치부(40)에 인가되어지고, 접지전류검출부(60)를 통해서는 접지선의 누설전류가 검출되어 인터럽트발생장치부(40)에 인가되어진다.That is, the maximum current of the three phases (R, S, T) of the wiring is applied to the interrupt generator device 40 through the maximum current detector 50, and the ground current detector 60 is applied. The leakage current of the ground line is detected and applied to the interrupt generator unit 40.

이와 같이 외부 배선의 각 상의 선로중 최대전류 및 접지선의 전류가 인터럽트발생장치부(40)에 인가되고, 인터럽트발생장치부(40)와 마이콤(U1)을 통해 배선의 상태를 파악하여 과전류 또는 지락시에는 트립장치부(70)의 트랜지스터(Q4)(Q5)를 턴온시켜 릴레이(K1, K2)를 구동시킴으로써 주전원을 차단하도록 한다. 트립시 마이콤(U1)은 트립의 원인, 즉 과전류 때문인지 또는 지락이 트립의 원인인지를 시리 EEP ROM(U6)에 기록하여둔다. 따라서 전원이 차단되어도 트립의 원인이 기억되어 있으므로 배선의 이상상태를 쉽게 파악할 수 있게 되는 것이다.In this way, the maximum current of the line of each phase of the external wiring and the current of the ground line are applied to the interrupt generator unit 40, and the state of the wiring is identified through the interrupt generator unit 40 and the microcomputer U1 so as to overcurrent or ground fault. At this time, the transistors Q4 and Q5 of the trip unit 70 are turned on to drive the relays K1 and K2 so that the main power is cut off. At the time of trip, the microcomputer U1 records the cause of the trip, i.e., whether it is caused by an overcurrent or a ground fault, in the series EEP ROM U6. Therefore, even if the power is cut off, the cause of the trip is stored so that the abnormal state of the wiring can be easily grasped.

그리고 마이콤(U1)은 최대전류검출부(60)를 통해 인가되는 아날로그의 전류값을 인터럽트발생장치부(40)와 내부의 프로그램에 의해 그 값을 디지탈로 변환하여 직렬/병렬데이타변환회로(U4, U5)를 거쳐 액정표시장치(F1)에 그 값을 표시하여준다. 즉 마이콤(U1)은 현재 사용중인 최대전류를 표시하여주는 것이다.In addition, the microcomputer U1 converts the analog current value applied through the maximum current detector 60 into a digital value by the interrupt generator 40 and an internal program, thereby converting the value into a digital signal. The value is displayed on the liquid crystal display device F1 via U5). That is, the microcomputer U1 displays the maximum current in use.

상술한 바와 같이 본 고안의 배선용 차단회로는 기존의 것과 마찬가지로 과전류와 지락전류를 검출하여 트립이 되도록 하는 기능을 갖추면서도 보다 간단한 회로에 의해 디지탈변환이 이루어지며 또 모드설정값과 트립시의 고장원인을 기억함으로써 보다 편리하게 사용할 수 있도록 된 극히 유용한 것이다.As described above, the circuit breaker circuit of the present invention has a function of detecting an overcurrent and a ground current and causing a trip, as well as a digital conversion by a simpler circuit. It is extremely useful to make it more convenient to remember.

Claims

A central processing unit 20 comprising a microcomputer U1 performed by a program stored in the ROM U3 and a serial EEPROM U6 connected to a data input / output terminal of the microcomputer U1, and a microcomputer of the central processing unit 20; A mode setting section 30 consisting of the keys T2 to T3 connected to the input terminal of U1, a decimal display section 10 for displaying various circuit states detected by the microcomputer U1, and each of the wirings. Ground current detection unit 60 comprising a maximum current detection unit 50 in which bridge diodes BD1 to BD3 connected to a phase line are connected by an ORING, and a bridge diode BD4 connected to a ground line of a wiring. And an interrupt generated by comparing the current value detected from the maximum current detector 50 and the ground current detector 60 with the charge amount of the capacitor keys C1 to C4 to output the H level or the L level to the microcomputer U1. When the interrupt is generated from the unit 40 and the interrupt generator 40, the main power source is turned off. Molded Case circuit breaker, characterized in that the tripping device consists of section 70 to end.

The wiring unit according to claim 1, wherein the central processing unit 20 connects the serial EEPROM to the data input / output terminal of the microcomputer U1 to store the mode setting value of the mode setting unit 30 and the cause of the trip. Breaking circuit.

2. The mode setting unit 30 according to claim 1, wherein the terminal / RD of the microcomputer U1 is connected to one side of the keys T2 to T4 having the pull-up resistor R14, and the other side is connected to the diodes D1 to. D3) is connected in the reverse direction so that the scan of each key (T2 to T4) is possible.

The interrupt generator 40 has a non-inverting input terminal (+) of each of the comparators U7 and U9 so that an output value of the maximum current detector 50 and the ground current detector 60 is input. Capacitors C1 (C3) and transistors Q1 and Q3 are connected in parallel to the inverting input terminal (-), respectively, and each base terminal of transistors Q1 and Q3 is connected to the control terminal INTO ( It is possible to control the discharge of the capacitors C1 and C3 by connecting to TO, and the cathode side of the diodes D4 to D6 is connected to each output terminal of the comparators U1 to U3 and the diode ( A circuit breaker circuit comprising: the anode side of D4 to D6 is connected to the control terminal T2EX of the microcomputer U1.