WO2019212125A1 - 차단기 제어 모듈 - Google Patents

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강성희
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Definitions

  • the present invention relates to a circuit breaker control module for blocking the fault current of the power system or transmission and distribution lines, in particular, by applying an electronic semiconductor switching structure to reduce the risk of accidents due to arc, so that the control circuit for the circuit breaker control is insulated It relates to a circuit breaker control module that can increase the stability and reliability.
  • the fault current is cut off by a DC circuit breaker to protect the power equipment and facilities electrically connected to the fault line.
  • a controller or a relay that monitors the supply of the trip signal to the breaker of the fault line blocks the fault line through which the fault current flows.
  • a circuit breaker for blocking transmission and distribution lines, a circuit breaker is designed using a power semiconductor switch that has excellent response speed and minimizes damage to surrounding lines even when a defect occurs.
  • an electric arc is generated when the fault line is blocked by controlling the disconnect switches directly when the fault line is interrupted. Therefore, if the fault line is first blocked by the power semiconductor switch, then the disconnection switches can be blocked to reduce the risk of arc generation.
  • a current sensing element such as a resistor is formed on the bus bars of the transmission and distribution lines to detect the amount of current. Even in the process of detecting the current amount, when a surge voltage or the like occurs in the power transmission and distribution lines, the controller and the measuring instrument are electrically affected, and thus, the circuit breaker and the circuit breaker control configuration are all exposed to electrical risks.
  • the present invention is to solve the above problems, it is possible to cut off the fault line by using an electronic semiconductor switching structure, when the fault current of the power system or transmission and distribution lines. Accordingly, an object of the present invention is to provide a circuit breaker control module that can reduce the risk of accidents caused by arcs.
  • Breaker control module for achieving the above object is a plurality of semiconductor switching unit, each of the plurality of semiconductor switching unit for switching the current flow direction of the transmission and distribution line or switching to switch the current flow direction
  • a control unit configured to transmit a trip signal to control the turn-on or turn-off operation of each semiconductor switching unit, and a plurality of semiconductor switching units and the control unit to insulate the plurality of semiconductor switching units from the control unit, and trip signals from the control unit. It includes a plurality of insulated signal transmission element unit for transmitting each to a plurality of semiconductor switching unit.
  • the first semiconductor switching unit is configured in a series structure on a transmission / distribution line and is turned on or off according to a trip signal from a control unit, and the power transmission and distribution in parallel with the first switching element.
  • a first diode element configured in the line to allow a current of the transmission and distribution line to flow when the first switching element is turned off; wherein, among the plurality of semiconductor switching units, the second semiconductor switching unit is in series with the first switching element.
  • a second switching element configured to be turned on or off in response to a trip signal from the controller, and configured to be parallel to the second switching element in a direction opposite to the first diode element to turn off the second switching element It includes a second diode element for allowing the current of the transmission and distribution line to flow.
  • the control unit transmits a trip signal to the first and second switching elements to turn off the first and second switching elements to block current flow in the transmission / distribution line, or to turn on the first switching elements, but the second switching element By transmitting a trip signal only to control the current of the transmission and distribution line to flow in the reverse direction by turning off the second switching element, the second switching element is turned on, but the first switching by transmitting a trip signal only to the first switching element By turning off the device, the current in the transmission and distribution line is controlled to flow in the forward direction.
  • the plurality of insulated signal transmission element units may include a plurality of photo couplers or at least one isolator, and transmit trip signals from the controller to the plurality of semiconductor switching units using the plurality of photo couplers or at least one isolator.
  • the plurality of insulated signal transmission element units include a plurality of photo couplers or at least one isolator, and the plurality of photo couplers or at least one isolator respectively transmits detection signals corresponding to the amount of current flowing in the transmission and distribution line to the plurality of semiconductor switching units. .
  • the circuit breaker control module includes at least one cutoff switch configured in series with a plurality of semiconductor switching units in a transmission / distribution line to block the transmission / distribution line under control of a controller, and at least configured in series with a plurality of semiconductor switching units in a transmission / distribution line.
  • a second semiconductor comprising one inductance, at least one overcurrent protection fuse configured in series with the plurality of semiconductor switching units in the transmission and distribution line, and an input terminal or an output terminal of the second semiconductor switching unit among the plurality of semiconductor switching units connected in series with the transmission and distribution line
  • the apparatus may further include a first current amount detector configured to detect an amount of current flowing in an input terminal or an output terminal of the switching unit in real time and transmit a detection signal corresponding to the detected current amount to the controller.
  • the first current amount detector detects an electromagnetic field of the transmission / distribution line using a Hall sensor configured at a predetermined interval from the transmission / distribution line, and transmits current and voltage values corresponding to the detected electromagnetic field to the controller.
  • a plurality of semiconductor switching units connected in series to the transmission and distribution line are configured at the input terminal or the output terminal of the first semiconductor switching unit, and detects the amount of current flowing in the input terminal or the output terminal of the first semiconductor switching unit in real time and the detection signal corresponding to the detected current amount to the control unit
  • the apparatus further includes a second current amount detector for transmitting.
  • the control unit compares the current amount detection signal from the first current amount detection unit and the current amount detection signal from the second current amount detection unit, and the plurality of semiconductor switching when the magnitude of the compared difference voltage is larger or smaller than the preset reference voltage value range. Simultaneously sends trip signal to the unit to cut off the current flow in the distribution line.
  • the circuit breaker control module of the present invention is configured between a ground voltage source in parallel with an input terminal or an output terminal of a second semiconductor switching unit among a plurality of semiconductor switching units connected in series with a transmission / distribution line, so that a surge voltage is generated at an input terminal or an output terminal of the second semiconductor switching unit.
  • the first short circuit circuit unit shorting the surge voltage to the ground voltage and the plurality of semiconductor switching units connected in series to the transmission and distribution line are configured in parallel to short the surge voltage to the ground voltage when a surge voltage is generated across the plurality of semiconductor switching units.
  • a second short circuit circuit part and a plurality of semiconductor switching parts connected in series to a transmission / distribution line are configured between a ground voltage source in parallel with an input terminal or an output terminal of the first semiconductor switching unit to generate a surge voltage at an input terminal or an output terminal of the first semiconductor switching unit.
  • Third to short the voltage The circuit further comprises a circuit.
  • the circuit breaker control module in the present invention is configured in parallel with the first short circuit circuit unit to detect the input terminal or output terminal voltage of the second semiconductor switching unit to supply the input terminal or output terminal voltage value of the second semiconductor switching unit to the control unit, And a second voltage detector configured to have a parallel structure with the third short circuit circuit unit to detect an input terminal or an output terminal voltage of the first semiconductor switching unit and supply a voltage value of an input terminal or an output terminal of the first semiconductor switching unit to the controller.
  • the control unit compares an input terminal or an output terminal voltage value of the second semiconductor switching unit detected by the first voltage detector and an input terminal or output terminal voltage value of the first semiconductor switching unit detected by the second voltage detecting unit, and the magnitude of the compared difference voltage is preset.
  • the trip signal is simultaneously transmitted to the plurality of semiconductor switching units to block the current flow in the distribution line.
  • the circuit breaker control module of the present invention is configured between the first voltage detector and the controller such that the first voltage detector and the controller are insulated, and controls the input terminal voltage or the output terminal voltage value detected by the first voltage detector.
  • the circuit breaker control module of the present invention having the various technical features as described above can cut off the fault line by using an electronic semiconductor switching structure when the fault current is interrupted in the power system or transmission and distribution lines, thereby reducing the risk of an accident due to an arc. It can be effective.
  • the breaker control module of the present invention is to insulate the fault line through which the fault current flows and the control circuit of the breaker to increase the stability and reliability according to the electric shock.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a circuit breaker control module according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a current flow direction control method of the circuit breaker control module shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a configuration diagram illustrating in detail the configuration of the first isolated signal transmission element shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of a circuit breaker control module according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a circuit breaker control module according to a third embodiment of the present invention.
  • circuit breaker control module of the present invention will be described in more detail.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a circuit breaker control module according to a first embodiment of the present invention.
  • the circuit breaker control module illustrated in FIG. 1 includes a plurality of semiconductor switching units 110 and 120, a controller 100, a plurality of insulated signal transmitting element units 130 and 140, at least one disconnect switch 101 and 102, and at least one inductance 160. ), At least one overcurrent protection fuse 170, and a first current amount detector 150.
  • the plurality of semiconductor switching units 110 and 120 are configured in a power system or a power transmission and distribution line, respectively.
  • the semiconductor switching units 110 and 120 block the current flow of the transmission and distribution lines using the power semiconductor switching elements, or switch the current flow direction of the transmission and distribution lines to be switched.
  • the first semiconductor switching unit 110 is configured in a series structure in a transmission and distribution line, and is turned on or turned off according to a trip signal from the controller 100.
  • the switching element ST1 includes a first diode element D1 configured in parallel with the first switching element ST1 to allow a current of the transmission / distribution line to flow when the first switching element ST1 is turned off. do.
  • the second semiconductor switching unit 120 is configured in a transmission / distribution line in series with the first switching element ST1 to be turned on or turned on in response to a trip signal from the controller 100.
  • the second switching element ST2 and the first diode element D1 which are turned off are arranged in parallel to the second switching element ST2 in a direction opposite to that of the first diode element D1, so that when the second switching element ST2 is turned off, And a second diode element D2 through which a current flows.
  • the plurality of semiconductor switching units 110 and 120 have a property of a metal oxide semiconductor field effect transistor (MOSFET) in the forward direction and a diode in the reverse direction according to the flow of current during turn-on. It may be. This case can be implemented with one device.
  • MOSFET metal oxide semiconductor field effect transistor
  • the controller 100 controls the switching operations of the semiconductor switching units 110 and 120 according to the current flow state of the transmission / distribution line using at least one micro controller unit (CPU) or central processing unit (CPU).
  • CPU micro controller unit
  • CPU central processing unit
  • the control unit 100 compares the current amount of the transmission / distribution line detected and input through the first current amount detection unit 150 with the preset reference current amount, and determines whether the transmission / distribution line has failed according to the comparison result.
  • the failure determination of the transmission and distribution line may be determined and defined as a failure when a surge voltage is applied to the transmission line or an overvoltage or overcurrent occurs.
  • control unit 100 transmits a trip signal to each of the semiconductor switching units 110 and 120 through the insulated signal transmission element units 130 and 140 when determining the failure of the transmission / distribution line. Control on or turn off operation.
  • both of the plurality of semiconductor switching units 110 and 120 are turned off to block current flow in the transmission and distribution line.
  • the controller 100 may first turn off at least one cutoff switch 101 or 102 configured in the transmission / distribution line to block the current flow of the transmission / distribution line directly.
  • each of the cutoff switches 101 and 102 is a mechanical switch, an arc may be generated due to a high voltage when the cutoff switches 101 and 102 are turned off immediately.
  • control unit 100 transmits a trip signal to each of the semiconductor switching units 110 and 120 through the insulated signal transmission element units 130 and 140 when determining the failure of the transmission / distribution line, thereby turning each of the semiconductor switching units 110 and 120 first. -Turn it off. After that, by blocking the transmission and distribution line with the switch 101,102 of the transmission and distribution line, it is possible to reduce the risk of arcing and to increase the stability.
  • the plurality of insulated signal transmission element units 130 and 140 are configured between the plurality of semiconductor switching units 110 and 120 and the control unit 100 to insulate the plurality of semiconductor switching units 110 and 120 and the control unit 100.
  • Each of the insulated signal transmission element units 130 and 140 transmits the turn-on switching signal or the trip signal to the semiconductor switching units 110 and 120 when the turn-on switching signal and the trip signal are supplied from the control unit 100. send.
  • Each of the insulated signal transmission elements 130 and 140 includes at least one bidirectional digital isolator and at least one of a plurality of photo couplers as the insulated signal transmission elements, and each semiconductor switching unit directly connected to the transmission and distribution line.
  • the controller 110 and 120 are insulated from each other.
  • each of the isolated signal transmission element unit 130, 140 may transmit a detection signal corresponding to the amount of current flowing in the transmission and distribution line, for example, the amount of current flowing in the input terminal or output terminal of each semiconductor switching unit 110, 120 to the control unit 100. do. That is, each of the isolated signal transmission element units 130 and 140 transmits a turn-on switching signal and a trip signal from the controller 100 to each of the semiconductor switching units 110 and 120, and each of the semiconductor switching units 110 and 120. The amount of current flowing through the input terminal or the output terminal is detected and the detection signal corresponding to the detected current amount is transmitted to the control unit 100.
  • the configuration and operation of each of the insulated signal transmission element units 130 and 140 will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
  • At least one cutoff switch 101, 102 is configured in series with a plurality of semiconductor switching units 110, 120 on a transmission and distribution line.
  • the at least one disconnect switch 101 or 102 may be configured in series at an input terminal or an output terminal of each semiconductor switching unit 110 or 120, and when a cutoff signal (eg, a turn-off signal) is input from the controller 100, a transmission / distribution line Will block.
  • a cutoff signal eg, a turn-off signal
  • the at least one inductance 160 is configured in series with the plurality of semiconductor switching units 110 and 120 in the transmission and distribution line, and is used by the controller 100 to detect a change in current and a counter electromotive force ratio of the transmission and distribution line.
  • the at least one overcurrent protection fuse 170 is also configured in series with the plurality of semiconductor switching units 110 and 120 in the transmission and distribution line, so that the transmission and distribution line is automatically shorted when an overcurrent occurs.
  • the first current amount detector 150 may be configured at an input terminal or an output terminal of the second semiconductor switching unit 120 among the plurality of semiconductor switching units 110 and 120 connected in series with the transmission and distribution line.
  • the first current amount detector 150 detects an amount of current flowing through an input terminal or an output terminal of the second semiconductor switching unit 120 in real time, and transmits a detection signal corresponding to the detected current amount to the controller 100.
  • the control unit 100 may compare the current amount of the transmission / distribution line detected and input through the first current amount detection unit 150 with a preset reference current amount, and determine whether the transmission / distribution line has failed based on the comparison result.
  • FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a current flow direction control method of the circuit breaker control module shown in FIG. 1.
  • the first switching element ST1 of the first semiconductor switching unit 110 has a series structure in a transmission / distribution line and according to a turn-on switching signal from the controller 100 and a trip signal. It is turned on or off.
  • the first diode element D1 has a parallel structure with the first switching element ST1, when the first switching element ST1 is turned off, transmission and distribution are performed in the direction of the first diode element D1. Allow current to flow in the reverse direction of the line (B arrow direction).
  • the second switching element ST2 of the second semiconductor switching unit 120 is configured in a transmission / distribution line in series with the first switching element ST1 to turn in accordance with a turn-on switching signal from the control unit 100 and a trip signal. -On or turn off.
  • the second diode element D2 is configured in parallel with the second switching element ST2 in a direction opposite to the first diode element D1. Therefore, when the second switching element ST2 is turned off, current flows in the forward direction (the arrow direction A) along the direction of the second diode element D2.
  • control unit 100 transmits a trip signal to both the first and second switching elements ST1 and ST2, and turns off the first and second switching elements ST1 and ST2 so that the control unit 100 It can interrupt the current flow.
  • the control unit 100 turns on the first switching device ST1 as a turn-on switching signal, and transmits a trip signal only to the second switching device ST2 to turn off the second switching device ST2 to transmit and distribute the power.
  • the current of the line can be controlled to flow in the reverse direction (B arrow direction).
  • the controller 100 turns on the second switching device ST2 as a turn-on switching signal, but transmits a trip signal only to the first switching device ST1 to turn-on the first switching device ST1. By turning off, it can control so that the electric current of a transmission / distribution line may flow to a positive direction (A arrow direction).
  • FIG. 3 is a configuration diagram illustrating in detail the configuration of the first isolated signal transmission element shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 3A illustrates an example in which the bidirectional digital isolator 131 is configured as the insulated signal transmission element in the first insulated signal transmission element unit 130.
  • the bidirectional digital isolator 131 insulates the first semiconductor switching unit 110 and the controller 100 directly connected to the transmission and distribution line.
  • the bidirectional digital isolator 131 transmits the supplied turn-on switching signal or the trip signal S_130 to the first semiconductor switching unit. Transmit to 110.
  • the bidirectional digital isolator 131 of FIG. 3A controls the detection signal S_1 corresponding to the amount of current flowing in the transmission / distribution line, for example, the amount of current flowing in the input terminal or the output terminal of the first semiconductor switching unit 110. 100).
  • the bidirectional digital isolator 131 may also be configured as the second isolated signal transmission device 140 as the isolated signal transmission device.
  • the bidirectional digital isolator 131 of the second insulation type signal transmission element unit 140 also insulates the second semiconductor switching unit 120 and the control unit 100 directly connected to the transmission and distribution line.
  • the turn-on switching signal or the trip signal is supplied from the controller 100, the supplied turn-on switching signal or the trip signal is transmitted to the second semiconductor switching unit 120.
  • the detection signal corresponding to the amount of current flowing through the input terminal or the output terminal of the second semiconductor switching unit 120 may be transmitted to the controller 100.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating an example in which a plurality of photo couplers 141 are bidirectionally formed as an isolated signal transmission element in the first isolated signal transmission element unit 130.
  • the plurality of photo couplers 141 configured in both directions allow the first semiconductor switching unit 110 and the control unit 100 to be directly connected to the transmission and distribution line.
  • the plurality of photo couplers 141 configured in both directions remove the supplied turn-on switching signal or the trip signal S_130. 1 is transferred to the semiconductor switching unit 110.
  • the plurality of photo couplers 141 configured in both directions may transmit the detection signal S_1 corresponding to the amount of current flowing through the input terminal or the output terminal of the first semiconductor switching unit 110 to the controller 100.
  • the second isolated signal transmission device 140 may also be a bidirectional photo coupler 141 as an isolated signal transmission device.
  • the plurality of photo couplers 141 bidirectionally formed in the second insulation type signal transmission element unit 140 may also insulate the second semiconductor switching unit 120 and the controller 100 directly connected to the transmission and distribution line.
  • the turn-on switching signal or the trip signal is supplied from the controller 100, the supplied turn-on switching signal or the trip signal is transmitted to the second semiconductor switching unit 120.
  • the detection signal corresponding to the amount of current flowing through the input terminal or the output terminal of the second semiconductor switching unit 120 may be transmitted to the controller 100.
  • the controller 100 controls the first and second semiconductor switching units through the first and second insulated signal transmission element units 130 and 140.
  • the detection signals according to the amount of current at both ends of the 110 and 120 may be input.
  • the detection signals according to the amounts of currents at both ends of the first and second semiconductor switching units 110 and 120 are input as voltage values according to the characteristics of the first and second insulating signal transmitting element units 130 and 140.
  • the controller 100 compares detection signals according to current amounts of both ends of the first and second semiconductor switching units 110 and 120 with each other, and when the magnitude of the compared difference voltage is larger or smaller than a preset reference voltage value range, The trip signal may be simultaneously transmitted to the semiconductor switching units 110 and 120 to block current flow in the transmission and distribution line.
  • the first current amount detector 150 illustrated in FIG. 4 may be configured at an input terminal or an output terminal of the second semiconductor switching unit 120 among the plurality of semiconductor switching units 110 and 120 connected in series with the transmission and distribution line.
  • the first current amount detector 150 detects an amount of current flowing through an input terminal or an output terminal of the second semiconductor switching unit 120 in real time, and transmits a detection signal corresponding to the detected current amount to the controller 100.
  • the first current amount detecting unit 150 detects an electromagnetic field of the transmission and distribution line by using the Hall sensor 300 indirectly configured at a predetermined interval with the bus bar 400 of the transmission and distribution line,
  • the current and voltage values corresponding to the detected electromagnetic field may be transmitted to the controller 100.
  • the controller 100 may compare the current amount of the transmission / distribution line indirectly detected by the first current amount detection unit 150 with a preset reference current amount, and stably determine whether the transmission / distribution line has failed according to the comparison result.
  • FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of a circuit breaker control module according to a second embodiment of the present invention.
  • the circuit breaker control module illustrated in FIG. 5 further includes a second current amount detector 152 configured at an input terminal or an output terminal of the first semiconductor switching unit 110 among the plurality of semiconductor switching units 110 and 120 connected in series with the transmission and distribution line.
  • the second current amount detector 152 detects the amount of current flowing in the input terminal or the output terminal of the first semiconductor switching unit 110 in real time, and transmits a detection signal corresponding to the detected current amount to the controller 100.
  • the second current amount detecting unit 152 also detects an input terminal or an output terminal electromagnetic field of the first semiconductor switching unit 110 by using the Hall sensor 300 indirectly configured at a predetermined distance between the bus bar of the transmission and distribution line and detects the detected electromagnetic field. Current and voltage values corresponding to the control unit 100 may be transmitted to the controller 100.
  • the controller 100 compares the current amount detection signal from the first current amount detection unit 150 with the current amount detection signal from the second current amount detection unit 152, and compares the reference voltage with a preset magnitude of the difference voltage.
  • a trip signal may be simultaneously transmitted to the plurality of semiconductor switching units 110 and 120 to block current flow in the transmission and distribution line.
  • FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of a circuit breaker control module according to a third embodiment of the present invention.
  • the circuit breaker control module includes a first short circuit circuit 209, a second short circuit circuit 210, a third short circuit circuit 211, a first voltage detector SV1, and a second circuit.
  • the apparatus further includes a voltage detector SV2.
  • the first short circuit circuit unit 209 is configured between the ground voltage source in parallel with the input terminal or the output terminal of the second semiconductor switching unit 120 among the plurality of semiconductor switching units 110 and 120 connected in series with the transmission and distribution line.
  • the first short circuit circuit 209 includes a metal oxide varistor. Accordingly, when a surge voltage is generated at the input terminal or the output terminal of the second semiconductor switching unit 120, the first short circuit circuit unit 209 shorts the surge voltage to the ground voltage to input or output the terminal of the second semiconductor switching unit 120. Stabilize the voltage.
  • the second short circuit circuit unit 210 is configured in parallel with the first and second semiconductor switching units 110 and 120 connected in series to the transmission and distribution line. When the surge voltage is generated at both ends of the first and second semiconductor switching units 110 and 120, the second short circuit circuit unit 210 shorts the surge voltage to the ground voltage to both ends of the first and second semiconductor switching units 110 and 120. Stabilize the voltage.
  • the third short circuit circuit 211 is configured between the ground voltage source in parallel with an input terminal or an output terminal of the first semiconductor switching unit 110 among the plurality of semiconductor switching units 110 and 120 connected in series with the transmission and distribution line. When the surge voltage is generated at the input terminal or the output terminal of the first semiconductor switching unit 110, the third short circuit circuit 211 stabilizes the input terminal or output terminal voltage of the first semiconductor switching unit 110.
  • the first voltage detector SV1 is configured in parallel with the first short circuit circuit 209.
  • the first voltage detector SV1 detects an input terminal or an output terminal voltage of the second semiconductor switching unit 120 and supplies the input terminal or output terminal voltage value of the second semiconductor switching unit 120 to the controller 100.
  • the first and second insulated signal transmission element units 130 and 140 and the first and second current amount detectors configured in the circuit breaker control module of the present invention detect a current amount of a transmission / distribution line and control a detection signal or voltage value corresponding to the current amount. 100), a circuit for detecting the voltage of the transmission and distribution line is required.
  • the first voltage detector SV1 is configured of a plurality of resistor strings and supplies the divided voltage values according to the resistor strings to the controller 100.
  • the second voltage detector SV2 has a parallel structure with the third short circuit circuit 211. Accordingly, the second voltage detector SV2 detects an input terminal or an output terminal voltage of the first semiconductor switching unit 110, and supplies the input terminal or output terminal voltage value of the first semiconductor switching unit 110 to the controller 100.
  • the second voltage detector SV2 also includes a plurality of resistor strings to supply the divided voltage values according to the resistor strings to the controller 100.
  • the controller 100 may determine an input or output terminal voltage value of the second semiconductor switching unit 120 detected by the first voltage detector SV1, and a second voltage.
  • the input terminal or output terminal voltage values of the first semiconductor switching unit 120 detected by the voltage detector SV2 may be compared with each other.
  • the controller 100 may simultaneously transmit a trip signal to the plurality of semiconductor switching units 110 and 120 to block current flow in the distribution line.
  • the circuit breaker control module of the present invention is configured for the control unit 100 to maintain the insulation state with the transmission and distribution line, the first insulated signal transmission unit 251, and the second insulated type It may further include a signal transmitter 250.
  • the first isolated signal transmitter 251 is configured between the first voltage detector SV1 and the controller 100 so that the first voltage detector SV1 and the controller 100 are insulated from each other.
  • the first isolated signal transmitter 251 transmits the input terminal or output terminal voltage value of the second semiconductor switching unit 120 detected by the first voltage detector SV1 to the controller 100.
  • the second isolated signal transmitter 250 is configured between the second voltage detector SV2 and the controller 100 so that the second voltage detector SV2 and the controller 100 are insulated from each other.
  • the second insulated signal transmitter 250 transmits the input terminal or output terminal voltage value of the first semiconductor switching unit 110 detected by the second voltage detector SV2 to the controller 100.
  • the first and second insulated signal transmitters 251 and 250 may include at least one isolator or photo coupler to insulate the first and second voltage detectors SV1 and SV2 from the controller 100.
  • the controller 100 may receive the detected voltage values from the first and second voltage detectors SV1 and SV2 through the first and second insulated signal transmitters 251 and 250, respectively. Accordingly, the controller 100 compares the voltage values detected by the first and second voltage detectors SV1 and SV2, respectively, and when the magnitudes of the compared difference voltages are larger or smaller than a preset reference voltage value range, The semiconductor switching unit 110, 120 of the control can block the current flow in the transmission and distribution line.
  • the circuit breaker control module of the present invention can reduce the risk of an accident due to an arc by allowing the circuit to be disconnected by using an electronic semiconductor switching structure when the fault current of the power system or transmission and distribution lines is blocked. Will be.
  • circuit breaker control module of the present invention may insulate the fault line through which the fault current flows and the control circuit of the breaker to increase stability and reliability due to electrical charging.

Abstract

본 발명에서는 차단기 제어 모듈에 대개 개시한다. 본 발명의 차단기 제어 모듈은 송배전 선로의 전류 흐름을 차단하거나 상기 전류 흐름 방향이 전환되도록 스위칭하는 복수의 반도체 스위칭부, 복수의 반도체 스위칭부 각각에 트립 신호를 전송해서 각 반도체 스위칭부의 턴-온 또는 턴-오프 동작을 제어하는 제어부, 및 복수의 반도체 스위칭부와 제어부가 절연되도록 복수의 반도체 스위칭부와 제어부의 사이에 구성되어 제어부로부터의 트립 신호를 복수의 반도체 스위칭부로 각각 전송하는 복수의 절연형 신호 전송 소자부를 포함하는바, 전기적인 아크로 인한 사고 위험을 줄이고, 제어부의 안정성과 신뢰도를 높일 수 있다.

Description

차단기 제어 모듈
본 발명은 전력 계통이나 송배전 선로의 고장 전류를 차단하는 차단기 제어 모듈에 관한 것으로, 상세하게는 전자식 반도체 스위칭 구조를 적용해서 아크로 인한 사고 위험을 줄이고, 차단기 제어를 위한 제어회로가 절연 상태로 유지되도록 하여 안정성과 신뢰도를 높일 수 있는 차단기 제어 모듈에 관한 것이다.
전력 계통이나 송전 및 배전 선로 등에서 고장이 발생할 경우, 고장 선로와 전기적으로 연결된 전력기기 및 설비의 보호를 위해 직류 차단기 등으로 고장 전류를 차단하게 된다. 예를 들어, 송전 및 배전 선로에 서지 전압 등의 과전압/과전류가 발생하게 되면, 이를 모니터링하는 제어기나 계전기 등은 트립 신호를 고장 선로의 차단기로 공급해서 고장 전류가 흐르는 고장 선로를 차단하게 된다.
하지만, 전술한 종래의 방식으로 고장 선로의 차단 스위치를 직접 차단하는 경우에는 고장 선로의 양단 간에 전기적인 아크가 발생하게 된다. 이러한 아크 발생시에는 전기적인 차단 효과가 줄어들게 되고, 차단 횟수가 늘수록 차단 스위치들이 소손되는 등의 문제가 있었다.
이에, 근래에는 송전 및 배전 선로를 차단하기 위한 차단기 개발시, 반응 속도가 우수하면서도 결함 발생시에도 주변 선로의 피해를 최소화할 수 있는 전력용 반도체 스위치를 활용해서 차단기를 설계하고 있다.
전술한 바와 같이, 고장 선로의 전류 차단시 직접적으로 차단 스위치들을 제어해서 고장 선로가 차단되도록 하면 전기적인 아크가 발생하게 된다. 따라서, 전력용 반도체 스위치로 고장 선로를 먼저 차단한 후, 차단 스위치들을 차단하면 아크 발생 위험을 줄일 수 있게 된다.
그러나, 전력용 반도체 스위치들은 송전 및 배전 선로에 구성된 상태에서 별도의 제어기나 계측기로부터 직접적으로 트립 신호를 받기 때문에, 송전 및 배전 선로에 서지 전압, 과전압, 과전류 등이 발생했을때 제어기나 계측기까지 전기적인 영향을 받게 되는 문제가 있었다. 이렇게, 제어기나 계측기가 직접적으로 과전압/과전류 영향을 받게되면 그 안정성과 신뢰도는 현저하게 저하될 수밖에 없었다.
또한, 종래에 송전 및 배전 선로의 전류를 센싱하기 위한 센싱 방법들은 송전 및 배전 선로의 버스 바에 직접 저항 등의 전류 센싱 소자를 구성해서 전류량을 검출하였다. 이렇게 전류량을 검출하는 과정에서도 송전 및 배전 선로에 서지 전압 등이 발생했을때 제어기나 계측기까지 그 전기적인 영향을 받게 되므로, 차단기를 비롯한 차단기 제어 구성까지 모두 전기적인 위험에 노출될 수밖에 없었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전력 계통이나 송전 및 배전 선로의 고장 전류 차단시, 전자식 반도체 스위칭 구조를 이용해서 고장 선로를 선 차단할 수 있도록 한다. 이에, 본 발명에서는 아크로 인한 사고 위험을 줄일 수 있는 차단기 제어 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 고장 전류가 흐르는 고장 선로와 차단기를 제어하는 제어 회로가 절연되도록 하여 제어 회로의 안정성과 신뢰도를 높일 수 있는 차단기 제어 모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
전술한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 차단기 제어 모듈은 송배전 선로의 전류 흐름을 차단하거나 상기 전류 흐름 방향이 전환되도록 스위칭하는 복수의 반도체 스위칭부, 복수의 반도체 스위칭부 각각에 트립 신호를 전송해서 각 반도체 스위칭부의 턴-온 또는 턴-오프 동작을 제어하는 제어부, 및 복수의 반도체 스위칭부와 제어부가 절연되도록 복수의 반도체 스위칭부와 제어부의 사이에 구성되어 제어부로부터의 트립 신호를 복수의 반도체 스위칭부로 각각 전송하는 복수의 절연형 신호 전송 소자부를 포함한다.
복수의 반도체 스위칭부 중, 제1 반도체 스위칭부는 송배전 선로에 직렬 구조로 구성되어 제어부로부터의 트립 신호에 따라 턴-온 또는 턴-오프되는 제1 스위칭 소자, 및 제1 스위칭 소자와 병렬 구조로 송배전 선로에 구성되어 제1 스위칭 소자의 턴-오프시 송배전 선로의 전류가 흐르도록 하는 제1 다이오드 소자를 포함하고, 복수의 반도체 스위칭부 중, 제2 반도체 스위칭부는 제1 스위칭 소자와 직렬로 송배전 선로에 구성되어 제어부로부터의 트립 신호에 따라 턴-온 또는 턴-오프되는 제2 스위칭 소자, 및 제1 다이오드 소자와는 반대 방향으로 제2 스위칭 소자에 병렬로 구성되어 제2 스위칭 소자의 턴-오프시 송배전 선로의 전류가 흐르도록 하는 제2 다이오드 소자를 포함한다.
제어부는 제1 및 제2 스위칭 소자에 트립 신호를 전송해서 제1 및 제2 스위칭 소자를 턴-오프시킴으로써 송배전 선로의 전류 흐름을 차단하거나, 제1 스위칭 소자는 턴-온 시키되, 제2 스위칭 소자에만 트립 신호를 전송해서 제2 스위칭 소자를 턴-오프시킴으로써 송배전 선로의 전류가 역방향으로 흐르도록 제어하며, 제2 스위칭 소자는 턴-온 시키되, 제1 스위칭 소자에만 트립 신호를 전송하여 제1 스위칭 소자를 턴-오프시킴으로써 송배전 선로의 전류가 정방향으로 흐르도록 제어한다.
복수의 절연형 신호 전송 소자부는 복수의 포토 커플러 또는 적어도 하나의 아이솔레이터를 포함하며, 복수의 포토 커플러 또는 적어도 하나의 아이솔레이터를 이용해서 제어부로부터의 트립 신호를 상기 복수의 반도체 스위칭부로 각각 전송한다.
복수의 절연형 신호 전송 소자부는 복수의 포토 커플러 또는 적어도 하나의 아이솔레이터를 포함하며, 복수의 포토 커플러 또는 적어도 하나의 아이솔레이터는 송배전 선로에 흐르는 전류량에 대응되는 검출 신호를 복수의 반도체 스위칭부로 각각 전송한다.
본 발명에서의 차단기 제어 모듈은 송배전 선로에 복수의 반도체 스위칭부와 직렬로 구성되어 제어부의 제어에 따라 송배전 선로를 차단하는 적어도 하나의 차단 스위치, 송배전 선로에 복수의 반도체 스위칭부와 직렬로 구성된 적어도 하나의 인덕턴스, 송배전 선로에 복수의 반도체 스위칭부와 직렬로 구성된 적어도 하나의 과전류 방지 퓨즈, 및 송배전 선로에 직렬 연결된 복수의 반도체 스위칭부 중 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단에 구성되어, 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단에 흐르는 전류량을 실시간으로 검출하고 검출된 전류량에 대응되는 검출 신호를 제어부로 전송하는 제1 전류량 검출부를 더 포함한다.
제1 전류량 검출부는 송배전 선로와 미리 설정된 간격을 두고 구성된 홀 센서를 이용해서, 송배전 선로의 전자기장을 검출하고 검출된 전자기장에 대응되는 전류 및 전압 값을 제어부로 전송한다.
송배전 선로에 직렬 연결된 복수의 반도체 스위칭부 중 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단에 구성되어, 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단에 흐르는 전류량을 실시간으로 검출하고 검출된 전류량에 대응되는 검출 신호를 제어부로 전송하는 제2 전류량 검출부를 더 포함한다.
제어부는 제1 전류량 검출부로부터의 전류량 검출 신호, 및 상기 제2 전류량 검출부로부터의 전류량 검출 신호를 서로 비교하며, 비교된 차 전압의 크기가 미리 설정된 기준 전압 값 범위보다 크거나 작아지면 복수의 반도체 스위칭부에 동시에 트립 신호를 전송하여 배전 선로의 전류 흐름을 차단시킨다.
본 발명에서의 차단기 제어 모듈은 송배전 선로에 직렬 연결된 복수의 반도체 스위칭부 중 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단과 병렬로 그라운드 전압원 사이에 구성되어 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단에 서지 전압이 발생하면 서지 전압을 그라운드 전압으로 쇼트시키는 제1 숏 서킷 회로부, 송배전 선로에 직렬 연결된 복수의 반도체 스위칭부와는 병렬로 구성되어 복수의 반도체 스위칭부 양단에 서지 전압이 발생하면 서지 전압을 그라운드 전압으로 쇼트시키는 제2 숏 서킷 회로부, 및 송배전 선로에 직렬 연결된 복수의 반도체 스위칭부 중 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단과 병렬로 그라운드 전압원 사이에 구성되어 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단에 서지 전압이 발생하면 서지 전압을 쇼트 시키는 제3 숏 서킷 회로부를 더 포함한다.
본 발명에서의 차단기 제어 모듈은 제1 숏 서킷 회로부와 병렬로 구성되어 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압을 검출하여 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압 값을 제어부로 공급하는 제1 전압 검출부, 및 제3 숏 서킷 회로부와 병렬 구조로 구성되어 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압을 검출하여 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압 값을 제어부로 공급하는 제2 전압 검출부를 더 포함한다.
제어부는 제1 전압 검출부로부터 검출된 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압 값, 및 제2 전압 검출부로부터 검출된 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압 값를 비교하며, 비교된 차 전압의 크기가 미리 설정된 기준 전압 값 범위보다 크거나 작아지면 복수의 반도체 스위칭부에 동시에 트립 신호를 전송하여 배전 선로의 전류 흐름을 차단시킨다.
본 발명에서의 차단기 제어 모듈은 제1 전압 검출부와 제어부가 절연되도록 제1 전압 검출부와 상기 제어부의 사이에 구성되어, 제1 전압 검출부로부터 검출된 상기 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압 값을 제어부로 전송하는 제1 절연형 신호 전송부, 및 제2 전압 검출부와 제어부가 절연되도록 제2 전압 검출부와 제어부의 사이에 구성되어, 제2 전압 검출부로부터 검출된 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압 값을 제어부로 전송하는 제2 절연형 신호 전송부를 더 포함한다.
상기와 같은 다양한 기술 특징을 갖는 본 발명의 차단기 제어 모듈은 전력 계통이나 송전 및 배전 선로의 고장 전류 차단시, 전자식 반도체 스위칭 구조를 이용해서 고장 선로를 선 차단할 수 있도록 함으로써, 아크로 인한 사고 위험을 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 차단기 제어 모듈은 고장 전류가 흐르는 고장 선로와 차단기의 제어회로가 절연되도록 하여 전기적인 충격에 따른 안정성과 신뢰도를 높일 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차단기 제어 모듈의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 차단기 제어 모듈의 전류 흐름 방향 제어 방법을 설명하기 위한 구성도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 제1 절연형 신호 전송 소자부 구성을 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 제1 전류량 검출부 구성을 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차단기 제어 모듈의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차단기 제어 모듈의 구성을 나타낸 구성도이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하, 본 발명의 차단기 제어 모듈에 대해 더욱 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차단기 제어 모듈의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시된 차단기 제어 모듈은 복수의 반도체 스위칭부(110,120), 제어부(100), 복수의 절연형 신호 전송 소자부(130,140), 적어도 하나의 차단 스위치(101,102), 적어도 하나의 인덕턴스(160), 적어도 하나의 과전류 방지 퓨즈(170), 및 제1 전류량 검출부(150)를 포함한다.
구체적으로, 복수의 반도체 스위칭부(110,120)는 전력 계통이나, 송전 및 배전 선로에 각각 구성된다. 이러한 반도체 스위칭부(110,120)는 전력용 반도체 스위칭 소자를 이용해서 송전 및 배전 선로의 전류 흐름을 차단하거나, 송전 및 배전 선로의 전류 흐름 방향이 전환되도록 스위칭한다.
이를 위해, 복수의 반도체 스위칭부(110,120) 중, 제1 반도체 스위칭부(110)는 송배전 선로에 직렬 구조로 구성되어 제어부(100)로부터의 트립 신호에 따라 턴-온 또는 턴-오프되는 제1 스위칭 소자(ST1), 및 제1 스위칭 소자(ST1)와 병렬 구조로 구성되어 제1 스위칭 소자(ST1)의 턴-오프시에 송배전 선로의 전류가 흐르도록 하는 제1 다이오드 소자(D1)를 포함한다.
복수의 반도체 스위칭부(110,120) 중, 제2 반도체 스위칭부(120)는 제1 스위칭 소자(ST1)와 직렬로 송배전 선로에 구성되어 제어부(100)로부터의 트립 신호에 따라 턴-온 또는 턴-오프되는 제2 스위칭 소자(ST2), 및 제1 다이오드 소자(D1)와는 반대 방향으로 제2 스위칭 소자(ST2)에 병렬로 구성되어 제2 스위칭 소자(ST2)의 턴-오프시에 송배전 선로의 전류가 흐르도록 하는 제2 다이오드 소자(D2)를 포함한다.
복수의 반도체 스위칭부(110,120)는 턴-온 시 전류의 흐름에 따라 정방향인 경우 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor)의 성질을 가지고, 역방향인 경우 다이오드(Diode)의 성질을 모두 가지는 소자로 사용할 수도 있다. 이 경우는 한가지 소자로 구현 가능하다.
제어부(100)는 적어도 하나의 MCU(Micro Controller Unit)이나 CPU(Central Processing Unit) 등을 이용해서, 송배전 선로의 전류 흐름 상태에 따라 각 반도체 스위칭부(110,120)의 스위칭 동작을 제어한다.
제어부(100)는 제1 전류량 검출부(150) 등을 통해 검출 및 입력된 송배전 선로의 전류량을 미리 설정된 기준 전류량과 비교해서, 그 비교 결과에 따라 송배전 선로의 고장 여부를 판단한다. 여기서, 송배전 선로의 고장 판단은 송배선 선로에 서지 전압이 인가되거나 과전압 또는 과전류 등이 발생하는 경우를 고장으로 판단 및 정의할 수 있다.
이에, 제어부(100)는 송배전 선로의 고장 판단시, 절연형 신호 전송 소자부(130,140)를 통해서 각각의 반도체 스위칭부(110,120)에 트립 신호를 전송함으로써, 각 반도체 스위칭부(110,120)의 턴-온 또는 턴-오프 동작을 제어한다.
제어부(100)에서 복수의 반도체 스위칭부(110,120)에 모두 트립 신호를 전송하는 경우에는 복수의 반도체 스위칭부(110,120)가 모두 턴-오프되어, 송배전 선로의 전류 흐름이 차단된다.
송배전 선로의 고장 판단시, 제어부(100)는 송배전 선로에 구성된 적어도 하나의 차단 스위치(101,102)를 먼저 턴-오프시켜서 직접 송배전 선로의 전류 흐름을 차단할 수도 있다. 하지만, 각각의 차단 스위치(101,102)는 기계 스위치이기 때문에 차단 스위치(101,102)를 바로 턴-오프시키는 경우 고전압에 의한 아크가 발생하기도 하며, 차단 횟수가 잦을수록 소손 위험이 커진다.
이에, 제어부(100)는 송배전 선로의 고장 판단시, 절연형 신호 전송 소자부(130,140)를 통해 각각의 반도체 스위칭부(110,120)에 트립 신호를 전송함으로써, 먼저 각 반도체 스위칭부(110,120)를 턴-오프시킨다. 그 이후에, 송배전 선로의 차단 스위치(101,102)로 송배전 선로를 차단함으로써, 아크 발생에 따른 위험을 줄이고 안정성을 높이게 된다.
복수의 절연형 신호 전송 소자부(130,140)는 복수의 반도체 스위칭부(110,120)와 상기 제어부(100)가 절연되도록 복수의 반도체 스위칭부(110,120)와 제어부(100)의 사이에 구성된다.
각각의 절연형 신호 전송 소자부(130,140)는 제어부(100)로부터 턴-온 스위칭 신호, 및 트립 신호가 공급되면, 공급된 턴-온 스위칭 신호나 트립 신호를 각각의 반도체 스위칭부(110,120)로 전송한다.
각각의 절연형 신호 전송 소자부(130,140)는 절연형 신호 전송 소자로서 적어도 하나의 양방향 디지털 아이솔레이터, 및 복수의 포토 커플러 중 적어도 하나의 소자를 포함하는바, 송배전 선로에 직접 접속된 각 반도체 스위칭부(110,120)와 제어부(100)가 절연되도록 한다.
각 반도체 스위칭부(110,120)와 제어부(100)가 절연 상태를 유지하는 경우, 송배전 선로에 서지 전압이나 과전압 또는 과전류가 발생되는 경우에도 제어부(100)에는 그 전기적인 영향이 최소화되도록 할 수 있다.
한편, 각각의 절연형 신호 전송 소자부(130,140)는 송배전 선로에 흐르는 전류량, 예를 들어 각 반도체 스위칭부(110,120)의 입력단 또는 출력단에 흐르는 전류량에 대응되는 검출 신호를 제어부(100)로 전송하기도 한다. 즉, 각각의 절연형 신호 전송 소자부(130,140)는 제어부(100)로부터 턴-온 스위칭 신호, 및 트립 신호를 각각의 반도체 스위칭부(110,120)로 전송함과 아울러, 각 반도체 스위칭부(110,120)의 입력단 또는 출력단에 흐르는 전류량을 검출하여 검출된 전류량에 대응되는 검출 신호를 제어부(100)로 전송한다. 이러한 각각의 절연형 신호 전송 소자부(130,140)에 대한 구성과 동작에 대해서는 이후에 첨부된 도면을 참조하여 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
적어도 하나의 차단 스위치(101,102)는 송배전 선로에 복수의 반도체 스위칭부(110,120)와 직렬로 구성된다. 적어도 하나의 차단 스위치(101,102)는 각 반도체 스위칭부(110,120)의 입력단 또는 출력단에 직렬로 구성될 수 있으며, 제어부(100)로부터 차단 신호(예를 들어, 턴-오프 신호)가 입력되면 송배전 선로를 차단하게 된다.
적어도 하나의 인덕턴스(160)는 송배전 선로에 복수의 반도체 스위칭부(110,120)와 직렬로 구성되어, 제어부(100)에서 송배전 선로의 전류 변화와 역기전력 비율을 검출하는데 이용된다.
적어도 하나의 과전류 방지 퓨즈(170) 또한 송배전 선로에 복수의 반도체 스위칭부(110,120)와 직렬로 구성되며, 과전류 발생시 송배전 선로가 자동으로 단락되도록 한다.
제1 전류량 검출부(150)는 송배전 선로에 직렬 연결된 복수의 반도체 스위칭부(110,120) 중 제2 반도체 스위칭부(120)의 입력단 또는 출력단에 구성될 수 있다. 이러한 제1 전류량 검출부(150)는 제2 반도체 스위칭부(120)의 입력단 또는 출력단에 흐르는 전류량을 실시간으로 검출하고, 검출된 전류량에 대응되는 검출 신호를 제어부(100)로 전송한다. 이에, 제어부(100)는 제1 전류량 검출부(150)를 통해 검출 및 입력된 송배전 선로의 전류량을 미리 설정된 기준 전류량과 비교해서, 그 비교 결과에 따라 송배전 선로의 고장 여부를 판단할 수 있게 된다.
도 2는 도 1에 도시된 차단기 제어 모듈의 전류 흐름 방향 제어 방법을 설명하기 위한 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 반도체 스위칭부(110)의 제1 스위칭 소자(ST1)는 송배전 선로에 직렬 구조로 구성되어 제어부(100)로부터의 턴-온 스위칭 신호, 및 트립 신호에 따라 턴-온 또는 턴-오프된다.
이때, 제1 다이오드 소자(D1)는 제1 스위칭 소자(ST1)와 병렬 구조로 구성되기 때문에, 제1 스위칭 소자(ST1)의 턴-오프시에는 제1 다이오드 소자(D1)의 방향에 따라 송배전 선로에 역방향(B 화살표 방향)으로 전류가 흐르도록 한다.
제2 반도체 스위칭부(120)의 제2 스위칭 소자(ST2)는 제1 스위칭 소자(ST1)와 직렬로 송배전 선로에 구성되어 제어부(100)로부터의 턴-온 스위칭 신호, 및 트립 신호에 따라 턴-온 또는 턴-오프된다.
제2 다이오드 소자(D2)는 제1 다이오드 소자(D1)와는 반대 방향으로 제2 스위칭 소자(ST2)와 병렬로 구성된다. 이에, 제2 스위칭 소자(ST2)의 턴-오프시에는 제2 다이오드 소자(D2)의 방향에 따라 송배전 선로에 정방향(A 화살표 방향)으로 전류가 흐르도록 한다.
이러한 구성에 의해, 제어부(100)는 제1 및 제2 스위칭 소자(ST1,ST2)에 모두 트립 신호를 전송해서, 제1 및 제2 스위칭 소자(ST1,ST2)를 턴-오프시킴으로써 송배전 선로의 전류 흐름을 차단시킬 수 있다.
제어부(100)는 제1 스위칭 소자(ST1)를 턴-온 스위칭 신호로 턴-온 시키되, 제2 스위칭 소자(ST2)에만 트립 신호를 전송해서 제2 스위칭 소자(ST2)를 턴-오프시킴으로써 송배전 선로의 전류가 역방향(B 화살표 방향)으로 흐르도록 제어할 수 있다.
이와 달리, 제어부(100)는 제2 스위칭 소자(ST2)를 턴-온 스위칭 신호로 턴-온 시키되, 제1 스위칭 소자(ST1)에만 트립 신호를 전송하여 제1 스위칭 소자(ST1)를 턴-오프시킴으로써, 송배전 선로의 전류가 정방향(A 화살표 방향)으로 흐르도록 제어할 수 있다.
도 3은 도 1 및 도 2에 도시된 제1 절연형 신호 전송 소자부 구성을 구체적으로 나타낸 구성도이다.
구체적으로, 도 3(a)는 제1 절연형 신호 전송 소자부(130)에 절연형 신호 전송 소자로 양방향 디지털 아이솔레이터(131)가 구성된 예를 도시한 도면이다.
양방향 디지털 아이솔레이터(131)는 송배전 선로에 직접 접속된 제1 반도체 스위칭부(110)와 제어부(100)가 절연되도록 한다. 그리고 양방향 디지털 아이솔레이터(131)는 절연 상태로 제어부(100)로부터 턴-온 스위칭 신호나 트립 신호(S_130)가 공급되면, 공급된 턴-온 스위칭 신호나 트립 신호(S_130)를 제1 반도체 스위칭부(110)로 전송한다.
또한, 도 3(a)의 양방향 디지털 아이솔레이터(131)는 송배전 선로에 흐르는 전류량, 예를 들어 제1 반도체 스위칭부(110)의 입력단 또는 출력단에 흐르는 전류량에 대응되는 검출 신호(S_1)를 제어부(100)로 전송하기도 한다.
도면으로 도시되지 않았지만, 제2 절연형 신호 전송 소자부(140) 또한 절연형 신호 전송 소자로 양방향 디지털 아이솔레이터(131)가 구성될 수 있다. 이 경우, 제2 절연형 신호 전송 소자부(140)의 양방향 디지털 아이솔레이터(131) 또한 송배전 선로에 직접 접속된 제2 반도체 스위칭부(120)와 제어부(100)가 절연되도록 한다. 그리고 제어부(100)로부터 턴-온 스위칭 신호나 트립 신호가 공급되면, 공급된 턴-온 스위칭 신호나 트립 신호를 제2 반도체 스위칭부(120)로 전송한다. 그리고 제2 반도체 스위칭부(120)의 입력단 또는 출력단에 흐르는 전류량에 대응되는 검출 신호를 제어부(100)로 전송하기도 한다.
다음으로, 도 3(b)는 제1 절연형 신호 전송 소자부(130)에 절연형 신호 전송 소자로 복수의 포토 커플러(141)가 양방향으로 구성된 예를 도시한 도면이다.
양방향으로 구성된 복수의 포토 커플러(141)는 송배전 선로에 직접 접속된 제1 반도체 스위칭부(110)와 제어부(100)가 절연되도록 한다. 그리고 양방향으로 구성된 복수의 포토 커플러(141)는 절연 상태로 제어부(100)로부터 턴-온 스위칭 신호나 트립 신호(S_130)가 공급되면, 공급된 턴-온 스위칭 신호나 트립 신호(S_130)를 제1 반도체 스위칭부(110)로 전송한다.
또한, 양방향으로 구성된 복수의 포토 커플러(141)는 제1 반도체 스위칭부(110)의 입력단 또는 출력단에 흐르는 전류량에 대응되는 검출 신호(S_1)를 제어부(100)로 전송하기도 한다.
도면으로 도시되지 않았지만, 제2 절연형 신호 전송 소자부(140) 또한 절연형 신호 전송 소자로 복수의 포토 커플러(141)가 양방향으로 구성될 수 있다. 이 경우, 제2 절연형 신호 전송 소자부(140)에 양방향으로 구성된 복수의 포토 커플러(141) 또한 송배전 선로에 직접 접속된 제2 반도체 스위칭부(120)와 제어부(100)가 절연되도록 한다. 그리고 제어부(100)로부터 턴-온 스위칭 신호나 트립 신호가 공급되면, 공급된 턴-온 스위칭 신호나 트립 신호를 제2 반도체 스위칭부(120)로 전송한다. 그리고 제2 반도체 스위칭부(120)의 입력단 또는 출력단에 흐르는 전류량에 대응되는 검출 신호를 제어부(100)로 전송하기도 한다.
이러한, 제1 및 제2 절연형 신호 전송 소자부(130,140)의 구성에 따라, 제어부(100)는 제1 및 제2 절연형 신호 전송 소자부(130,140)를 통해 제1 및 제2 반도체 스위칭부(110,120)의 양단 전류량에 따른 검출 신호들을 입력받을 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 반도체 스위칭부(110,120)의 양단 전류량에 따른 검출 신호들을 제1 및 제2 절연형 신호 전송 소자부(130,140)의 특성에 따라 전압 값으로 입력되게 된다.
이에, 제어부(100)는 제1 및 제2 반도체 스위칭부(110,120)의 양단 전류량에 따른 검출 신호들을 서로 비교하여, 비교된 차 전압의 크기가 미리 설정된 기준 전압 값 범위보다 크거나 작아지면 복수의 반도체 스위칭부(110,120)에 동시에 트립 신호를 전송하여 송배전 선로의 전류 흐름을 차단시킬 수 있다.
도 4는 도 1 및 도 2에 도시된 제1 전류량 검출부 구성을 구체적으로 나타낸 구성도이다.
도 4에 도시된 제1 전류량 검출부(150)는 송배전 선로에 직렬 연결된 복수의 반도체 스위칭부(110,120) 중 제2 반도체 스위칭부(120)의 입력단 또는 출력단에 구성될 수 있다. 이러한 제1 전류량 검출부(150)는 제2 반도체 스위칭부(120)의 입력단 또는 출력단에 흐르는 전류량을 실시간으로 검출하고, 검출된 전류량에 대응되는 검출 신호를 제어부(100)로 전송한다.
이를 위해, 도 4와 같이, 제1 전류량 검출부(150)는 송배전 선로의 버스 바(400)와 미리 설정된 간격을 두고 간접적으로 구성된 홀 센서(300)를 이용해서, 송배전 선로의 전자기장을 검출하고, 검출된 전자기장에 대응되는 전류 및 전압 값을 제어부(100)로 전송할 수 있다. 이렇게 홀 센서(300)를 이용해서 송배전 선로의 버스 바와 미리 설정된 간격을 두고 간접적으로 전류량을 검출하게 되면, 별도의 절연 소자를 사용하지 않아도 송배전 선로와 절연 상태를 유지하므로 제어부(100)의 안정성을 높일 수 있게 된다. 그리고 제어부(100)는 제1 전류량 검출부(150)를 통해 간접적으로 검출된 송배전 선로의 전류량을 미리 설정된 기준 전류량과 비교해서, 그 비교 결과에 따라 송배전 선로의 고장 여부를 안정적으로 판단할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차단기 제어 모듈의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 5에 도시된 차단기 제어 모듈은 송배전 선로에 직렬 연결된 복수의 반도체 스위칭부(110,120) 중 제1 반도체 스위칭부(110)의 입력단 또는 출력단에 구성된 제2 전류량 검출부(152)를 더 포함한다.
제2 전류량 검출부(152)는 제1 반도체 스위칭부(110)의 입력단 또는 출력단에 흐르는 전류량을 실시간으로 검출하고, 검출된 전류량에 대응되는 검출 신호를 제어부(100)로 전송한다.
제2 전류량 검출부(152) 또한 송배전 선로의 버스 바와 미리 설정된 간격을 두고 간접적으로 구성된 홀 센서(300)를 이용해서, 제1 반도체 스위칭부(110)의 입력단 또는 출력단 전자기장을 검출하고, 검출된 전자기장에 대응되는 전류 및 전압 값을 제어부(100)로 전송할 수 있다.
이에, 제어부(100)는 제1 전류량 검출부(150)로부터의 전류량 검출 신호, 및 상기 제2 전류량 검출부(152)로부터의 전류량 검출 신호를 서로 비교하며, 비교된 차 전압의 크기가 미리 설정된 기준 전압 값 범위보다 크거나 작아지면 복수의 반도체 스위칭부(110,120)에 동시에 트립 신호를 전송하여 송배전 선로의 전류 흐름을 차단시킬 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차단기 제어 모듈의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 차단기 제어 모듈은 제1 숏 서킷 회로부(209), 제2 숏 서킷 회로부(210), 제3 숏 서킷 회로부(211), 제1 전압 검출부(SV1), 및 제2 전압 검출부(SV2)를 더 포함한다.
여기서, 제1 숏 서킷 회로부(209)는 송배전 선로에 직렬 연결된 복수의 반도체 스위칭부(110,120) 중 제2 반도체 스위칭부(120)의 입력단 또는 출력단과 병렬로 그라운드 전압원 사이에 구성된다. 제1 숏 서킷 회로부(209)는 금속 산화물 배리스터(Metal Oxide Varistor)를 포함한다. 이에, 제1 숏 서킷 회로부(209)는 제2 반도체 스위칭부(120)의 입력단 또는 출력단에 서지 전압이 발생하면, 서지 전압을 그라운드 전압으로 쇼트시켜 제2 반도체 스위칭부(120)의 입력단 또는 출력단 전압을 안정화시킨다.
제2 숏 서킷 회로부(210)는 송배전 선로에 직렬 연결된 제1 및 제2 반도체 스위칭부(110,120)와는 병렬로 구성된다. 이러한 제2 숏 서킷 회로부(210)는 제1 및 제2 반도체 스위칭부(110,120) 양단에 서지 전압이 발생하면, 서지 전압을 그라운드 전압으로 쇼트시켜 제1 및 제2 반도체 스위칭부(110,120)의 양단 전압을 안정화시킨다.
제3 숏 서킷 회로부(211)는 송배전 선로에 직렬 연결된 복수의 반도체 스위칭부(110,120) 중 제1 반도체 스위칭부(110)의 입력단 또는 출력단과 병렬로 그라운드 전압원 사이에 구성된다. 이러한 제3 숏 서킷 회로부(211)는 제1 반도체 스위칭부(110)의 입력단 또는 출력단에 서지 전압이 발생하면 서지 전압을 쇼트시켜 제1 반도체 스위칭부(110)의 입력단 또는 출력단 전압을 안정화시킨다.
제1 전압 검출부(SV1)는 제1 숏 서킷 회로부(209)와 병렬 구조로 구성된다. 이러한 제1 전압 검출부(SV1)는 제2 반도체 스위칭부(120)의 입력단 또는 출력단 전압을 검출하여 제2 반도체 스위칭부(120)의 입력단 또는 출력단 전압 값을 제어부(100)로 공급한다.
본 발명의 차단기 제어 모듈에 구성된 제1 및 제2 절연형 신호 전송 소자부(130,140)와 제1 및 제2 전류량 검출부는 송배전 선로의 전류량을 검출하여 전류량에 대응하는 검출 신호나 전압 값을 제어부(100)로 공급하므로, 송배전 선로의 전압을 검출하는 회로가 필요하다.
이에, 제1 전압 검출부(SV1)는 복수의 저항열로 구성되어 저항열에 따른 분배 전압 값을 제어부(100)로 공급한다.
제2 전압 검출부(SV2)의 경우는 제3 숏 서킷 회로부(211)와 병렬 구조로 구성된다. 이에, 제2 전압 검출부(SV2)는 제1 반도체 스위칭부(110)의 입력단 또는 출력단 전압을 검출하여, 제1 반도체 스위칭부(110)의 입력단 또는 출력단 전압 값을 제어부(100)로 공급한다. 제2 전압 검출부(SV2) 또한 복수의 저항열로 구성되어 저항열에 따른 분배 전압 값을 제어부(100)로 공급한다.
제1 및 제2 전압 검출부(SV1,SV2)의 구성에 따라, 제어부(100)는 제1 전압 검출부(SV1)로부터 검출된 제2 반도체 스위칭부(120)의 입력단 또는 출력단 전압 값, 및 제2 전압 검출부(SV2)로부터 검출된 제1 반도체 스위칭부(120)의 입력단 또는 출력단 전압 값를 서로 비교할 수 있다. 그리고 제어부(100)는 비교된 차 전압의 크기가 미리 설정된 기준 전압 값 범위보다 크거나 작아지면 복수의 반도체 스위칭부(110,120)에 동시에 트립 신호를 전송하여 배전 선로의 전류 흐름을 차단시킬 수 있다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 차단기 제어 모듈은 제어부(100)가 송배전 선로와 절연 상태를 유지하도록 하기 위한 구성으로 제1 절연형 신호 전송부(251), 및 제2 절연형 신호 전송부(250)를 더 포함하기도 한다.
구체적으로, 제1 절연형 신호 전송부(251)는 제1 전압 검출부(SV1)와 제어부(100)가 절연되도록 제1 전압 검출부(SV1)와 상기 제어부(100)의 사이에 구성된다. 이러한, 제1 절연형 신호 전송부(251)는 제1 전압 검출부(SV1)로부터 검출된 제2 반도체 스위칭부(120)의 입력단 또는 출력단 전압 값을 제어부(100)로 전송한다.
제2 절연형 신호 전송부(250)는 제2 전압 검출부(SV2)와 제어부(100)가 절연되도록 제2 전압 검출부(SV2)와 제어부(100)의 사이에 구성된다. 이러한 제2 절연형 신호 전송부(250)는 제2 전압 검출부(SV2)로부터 검출된 제1 반도체 스위칭부(110)의 입력단 또는 출력단 전압 값을 제어부(100)로 전송한다. 여기서, 제1 및 제2 절연형 신호 전송부(251,250)는 적어도 하나의 아이솔레이터나 포토 커플러로 구성되어 제1 및 제2 전압 검출부(SV1,SV2)와 제어부(100)가 절연되도록 할 수 있다.
제어부(100)는 제1 및 제2 절연형 신호 전송부(251,250)를 통해 제1 및 제2 전압 검출부(SV1,SV2)로 부터 각각 검출된 전압 값을 수신할 수 있다. 이에, 제어부(100)는 제1 및 제2 전압 검출부(SV1,SV2)로 부터 각각 검출된 전압 값을 서로 비교하여, 비교된 차 전압의 크기가 미리 설정된 기준 전압 값 범위보다 크거나 작아지면 복수의 반도체 스위칭부(110,120)를 제어하여 송배전 선로의 전류 흐름을 차단시킬 수 있다.
이상에서 전술한 바와 같이, 본 발명의 차단기 제어 모듈은 전력 계통이나 송전 및 배전 선로의 고장 전류 차단시, 전자식 반도체 스위칭 구조를 이용해서 고장 선로를 선 차단할 수 있도록 함으로써, 아크로 인한 사고 위험을 줄일 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 차단기 제어 모듈은 고장 전류가 흐르는 고장 선로와 차단기의 제어회로가 절연되도록 하여 전기적인 충적에 따른 안정성과 신뢰도를 높일 수 있다.
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

Claims (13)

  1. 송배전 선로의 전류 흐름을 차단하거나 상기 전류 흐름 방향이 전환되도록 스위칭하는 복수의 반도체 스위칭부;
    상기 복수의 반도체 스위칭부 각각에 트립 신호를 전송해서 상기 각 반도체 스위칭부의 턴-온 또는 턴-오프 동작을 제어하는 제어부; 및
    상기 복수의 반도체 스위칭부와 상기 제어부가 절연되도록 상기 복수의 반도체 스위칭부와 상기 제어부의 사이에 구성되어, 상기 제어부로부터의 트립 신호를 상기 복수의 반도체 스위칭부로 각각 전송하는 복수의 절연형 신호 전송 소자부를 포함하는,
    차단기 제어 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 반도체 스위칭부 중, 제1 반도체 스위칭부는
    상기 송배전 선로에 직렬 구조로 구성되어 상기 제어부로부터의 트립 신호에 따라 턴-온 또는 턴-오프되는 제1 스위칭 소자; 및
    상기 제1 스위칭 소자와 병렬 구조로 상기 송배전 선로에 구성되어 상기 제1 스위칭 소자의 턴-오프시 상기 송배전 선로의 전류가 흐르도록 하는 제1 다이오드 소자를 포함하고,
    상기 복수의 반도체 스위칭부 중, 제2 반도체 스위칭부는
    상기 제1 스위칭 소자와 직렬로 상기 송배전 선로에 구성되어 상기 제어부로부터의 트립 신호에 따라 턴-온 또는 턴-오프되는 제2 스위칭 소자; 및
    상기 제1 다이오드 소자와는 반대 방향으로 상기 제2 스위칭 소자에 병렬로 구성되어 상기 제2 스위칭 소자의 턴-오프시 상기 송배전 선로의 전류가 흐르도록 하는 제2 다이오드 소자를 포함하는,
    차단기 제어 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 및 제2 스위칭 소자에 트립 신호를 전송해서 상기 제1 및 제2 스위칭 소자를 턴-오프시킴으로써 상기 송배전 선로의 전류 흐름을 차단시키거나,
    상기 제1 스위칭 소자는 턴-온 시키되, 상기 제2 스위칭 소자에만 트립 신호를 전송해서 상기 제2 스위칭 소자를 턴-오프시킴으로써 상기 송배전 선로의 전류가 역방향으로 흐르도록 제어하며,
    상기 제2 스위칭 소자는 턴-온 시키되, 상기 제1 스위칭 소자에만 트립 신호를 전송하여 상기 제1 스위칭 소자를 턴-오프시킴으로써 상기 송배전 선로의 전류가 정방향으로 흐르도록 제어하는,
    차단기 제어 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 절연형 신호 전송 소자부는
    복수의 포토 커플러 또는 적어도 하나의 아이솔레이터를 포함하며, 상기 복수의 포토 커플러 또는 적어도 하나의 아이솔레이터를 이용해서 상기 제어부로부터의 트립 신호를 상기 복수의 반도체 스위칭부로 각각 전송하는,
    차단기 제어 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 절연형 신호 전송 소자부는
    복수의 포토 커플러 또는 적어도 하나의 아이솔레이터를 포함하며,
    상기 복수의 포토 커플러 또는 적어도 하나의 아이솔레이터는 상기 송배전 선로에 흐르는 전류량에 대응되는 검출 신호를 상기 복수의 반도체 스위칭부로 각각 전송하는,
    차단기 제어 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 송배전 선로에 상기 복수의 반도체 스위칭부와 직렬로 구성되어 상기 제어부의 제어에 따라 상기 송배전 선로를 차단하는 적어도 하나의 차단 스위치;
    상기 송배전 선로에 상기 복수의 반도체 스위칭부와 직렬로 구성된 적어도 하나의 인덕턴스;
    상기 송배전 선로에 상기 복수의 반도체 스위칭부와 직렬로 구성된 적어도 하나의 과전류 방지 퓨즈; 및
    상기 송배전 선로에 직렬 연결된 상기 복수의 반도체 스위칭부 중 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단에 구성되어, 상기 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단에 흐르는 전류량을 실시간으로 검출하고 상기 검출된 전류량에 대응되는 검출 신호를 상기 제어부로 전송하는 제1 전류량 검출부를 더 포함하는,
    차단기 제어 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제1 전류량 검출부는
    상기 송배전 선로와 미리 설정된 간격을 두고 구성된 홀 센서를 이용해서, 상기 송배전 선로의 전자기장을 검출하고 상기 검출된 전자기장에 대응되는 전류 및 전압 값을 상기 제어부로 전송하는
    차단기 제어 모듈.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 송배전 선로에 직렬 연결된 상기 복수의 반도체 스위칭부 중 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단에 구성되어, 상기 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단에 흐르는 전류량을 실시간으로 검출하고 상기 검출된 전류량에 대응되는 검출 신호를 상기 제어부로 전송하는 제2 전류량 검출부를 더 포함하는,
    차단기 제어 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부는
    상기 제1 전류량 검출부로부터의 전류량 검출 신호, 및 상기 제2 전류량 검출부로부터의 전류량 검출 신호를 서로 비교하며,
    상기 비교된 차 전압의 크기가 미리 설정된 기준 전압 값 범위보다 크거나 작아지면 상기 복수의 반도체 스위칭부에 동시에 트립 신호를 전송하여 상기 배전 선로의 전류 흐름을 차단시키는,
    차단기 제어 모듈.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 송배전 선로에 직렬 연결된 상기 복수의 반도체 스위칭부 중 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단과 병렬로 그라운드 전압원 사이에 구성되어 상기 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단에 서지 전압이 발생하면 상기 서지 전압을 그라운드 전압으로 쇼트시키는 제1 숏 서킷 회로부;
    상기 송배전 선로에 직렬 연결된 상기 복수의 반도체 스위칭부와는 병렬로 구성되어 상기 복수의 반도체 스위칭부 양단에 서지 전압이 발생하면 상기 서지 전압을 그라운드 전압으로 쇼트시키는 제2 숏 서킷 회로부; 및
    상기 송배전 선로에 직렬 연결된 상기 복수의 반도체 스위칭부 중 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단과 병렬로 그라운드 전압원 사이에 구성되어 상기 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단에 서지 전압이 발생하면 서지 전압을 쇼트 시키는 제3 숏 서킷 회로부를 더 포함하는,
    차단기 제어 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1 숏 서킷 회로부와 병렬로 구성되어 상기 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압을 검출하여 상기 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압 값을 상기 제어부로 공급하는 제1 전압 검출부; 및
    상기 제3 숏 서킷 회로부와 병렬 구조로 구성되어 상기 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압을 검출하여 상기 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압 값을 상기 제어부로 공급하는 제2 전압 검출부를 더 포함하는,
    차단기 제어 모듈.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제어부는
    제1 전압 검출부로부터 검출된 상기 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압 값, 및 제2 전압 검출부로부터 검출된 상기 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압 값를 비교하며,
    상기 비교된 차 전압의 크기가 미리 설정된 기준 전압 값 범위보다 크거나 작아지면 상기 복수의 반도체 스위칭부에 동시에 트립 신호를 전송하여 상기 배전 선로의 전류 흐름을 차단시키는,
    차단기 제어 모듈.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 제1 전압 검출부와 상기 제어부가 절연되도록 상기 제1 전압 검출부와 상기 제어부의 사이에 구성되어, 상기 제1 전압 검출부로부터 검출된 상기 제2 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압 값을 상기 제어부로 전송하는 제1 절연형 신호 전송부; 및
    상기 제2 전압 검출부와 상기 제어부가 절연되도록 상기 제2 전압 검출부와 상기 제어부의 사이에 구성되어, 상기 제2 전압 검출부로부터 검출된 상기 제1 반도체 스위칭부의 입력단 또는 출력단 전압 값을 상기 제어부로 전송하는 제2 절연형 신호 전송부를 포함하는,
    차단기 제어 모듈.
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