WO2020111872A1 - 자동점검 누전차단기 - Google Patents

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WO2020111872A1
WO2020111872A1 PCT/KR2019/016737 KR2019016737W WO2020111872A1 WO 2020111872 A1 WO2020111872 A1 WO 2020111872A1 KR 2019016737 W KR2019016737 W KR 2019016737W WO 2020111872 A1 WO2020111872 A1 WO 2020111872A1
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circuit
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driving
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최영길
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한국전기연구원
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    • H02H3/335—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors using summation current transformers with means to produce an artificial unbalance for other protection or monitoring reasons or remote control the main function being self testing of the device

Definitions

  • the present invention relates to an earth leakage circuit breaker, and more particularly, to an automatic check earth leakage circuit breaker capable of checking an earth leakage detection function of an earth leakage breaker without a power off without pressing a test button.
  • the present invention is to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an earth leakage breaker that is capable of automatic inspection according to a predetermined cycle without pressing a test button and does not cut power when inspecting the image current transformer without additional winding.
  • the present invention provides a power supply line connected to a main power circuit, a test button for generating an earth leakage current in the power supply line, and a test button for confirming the operation state of the earth leakage breaker, and an earth leakage current between the power supply lines.
  • An earth leakage breaker including an earth leakage detector for generating a signal, the earth leakage breaker comprising: a ground leakage signal driving circuit connected to both ends of the test button to generate a ground leakage signal to have the same effect as when the test button is connected; A temporary leakage signal recognition circuit unit connected between the leakage detection unit and the driving unit to recognize the leakage detection signal and output a diagnostic signal; A ground leakage signal blocking circuit unit connected between the ground leakage signal recognition circuit unit and the driving unit, and inducing the ground to prevent the ground leakage detection signal from flowing to the driving unit under the operation of the ground leakage signal driving circuit unit; And generating a driving signal of the test button pressing effect in the temporary leakage signal driving circuit unit so as to have the same effect as when the test button is connected, and receiving the diagnostic
  • a square wave generation circuit that receives power from the power supply line to form a square wave to provide a reference signal for generating a drive signal of the test button pressing effect to the control unit; further includes, the control unit, the square wave It is preferable to receive an occurrence reference signal from the generation circuit, and to be an automatic check earth leakage breaker, characterized in that a drive signal of the test button pressing effect is generated according to the generation reference signal period.
  • control unit is preferably an automatic check earth leakage breaker, characterized in that it further comprises adjusting the generation cycle of the driving signal of the test button pressing effect according to the input reference signal according to the set value.
  • control unit is preferably an automatic check earth leakage breaker characterized in that it further comprises a display device for visually recognizing whether or not the diagnostic signal input from the false earth signal recognition circuit unit.
  • the ground fault signal driving circuit unit, the ground fault signal recognition circuit unit, the ground fault signal blocking circuit unit or the square wave generating circuit is an automatic check earth leakage breaker characterized in that it is configured to be electrically isolated using an optical coupling element It is preferred.
  • the circuit breaker according to the present invention is a test button to check the operation state of the circuit breaker by generating a leakage current in the power supply line (H,N) and the power supply line (H,N) of the main power circuit (20), an image current transformer (30) that detects an electric leakage current between the power supply lines (H,N), and a power supply line (H,N) that is installed on the power supply and cutoff function (40)
  • the driving unit 50 for controlling the power-off operation of the blocking unit 40, and the ground fault detection unit 10 for determining whether or not the current leakage from the image transformer 30 generates a short circuit detection signal basically includes It is configured, the ground fault signal driving circuit unit 100, the ground fault signal recognition circuit unit 210, the ground fault signal blocking circuit unit 220 and the control unit 300 is further included.
  • the short circuit signal driving circuit unit 100 is a circuit that is connected to both ends of the test button 20 and generates a short circuit signal having the same effect as when the test button 20 is connected, and the test button 20 is manually operated. When it occurs, a short-circuit current is generated in the power supply lines (H, N). Therefore, the earth leakage detection unit 10 generates an earth leakage detection signal even when the ground leakage signal is generated by the ground leakage signal driving circuit unit 100 as well as when the actual leakage occurs and the test button 20 is operated.
  • the ground fault signal driving circuit unit 100 is connected to both ends of the test button 20, between the control unit 300 and the power supply line (H, N)
  • the photo triac 110 may be connected to be electrically insulated.
  • (A) is installed between, one side of the light receiving side of the photo triac 110 is connected to the gate of the triac 120, the triac 120 may be connected to both ends of the test button 20.
  • the ground leakage signal driving circuit unit 100 when generating the driving signal i2 of the test button pressing effect from the driving signal output terminal A of the control unit 300, from the first DC power supply DC1 As the current of the photo triac 110 flows to the light emitting side of the photo triac 110, the triac 120 is turned on, and accordingly, the triac 120 is turned on, so that the triac 120 can be reached without pressing the test button 20. The current flows to generate a short circuit signal, and the generated short circuit signal can be detected by the image transformer 30.
  • the ground leakage signal blocking circuit unit 220 prevents the ground leakage detection signal due to the ground leakage signal from flowing to the driving unit 50 by inducing the ground leakage detection signal due to the ground leakage signal to the second power ground 221.
  • the light emitting element of the second photo coupler 222 is installed between the third DC power supply DC3 branched from the AC/DC power supply 500 and the blocking signal output terminal B of the controller 300.
  • One side of the light receiving element of the second photo coupler 222 is connected between the short circuit signal recognition circuit unit 210 and the driving unit 50, and the other side of the light receiving element of the second photo coupler 222 has a second power ground 221 ).
  • the ground leakage signal blocking circuit unit 220 if the control signal to generate a blocking signal (i3) in the blocking signal output terminal B of the control unit 300, from the third DC power supply (DC3) The current flows through the light emitting device of the second photocoupler 222 to output an optical signal, and receives the optical signal of the light emitting device of the second photocoupler 222 from which the light receiving device of the second photocoupler 222 is output. When it is ON, the electric current flowing from the earth leakage detector 10 toward the driver 50 flows to the light receiving element of the second photocoupler 222 and is induced to the second power ground 221.
  • DC3 DC power supply
  • the temporary leakage signal blocking circuit unit 220 may be the current flowing from the leakage detection unit 10 to the driving unit 50 due to the actual leakage. Since it is blocked irrespective of the temporary leakage signal, the control unit 300 outputs the blocking signal i3 prior to generating the driving signal i2 of the test button pressing effect in the temporary leakage signal driving circuit unit 100. Only the leakage detection signal due to the ground leakage signal is blocked, and after the leakage breaker is inspected, the leakage signal (i3) is not output, so the leakage detection signal due to the actual leakage or test button 20 flows to the driving unit (50). Let the unit 40 operate.
  • the light emitting element of the first photo coupler 212 is connected between the short circuit detection unit 10 and the driving unit 50, and the light receiving element of the first photo coupler 212 is AC/ It is connected between the second DC power DC2 branched from the DC power supply 500 and the diagnostic signal input terminal D of the controller 300.
  • the input side of the ground fault signal recognition circuit unit 210 is connected between the ground fault detection unit 10 and the driving unit 50, the ground fault signal recognition circuit unit 210 The output side of the is connected to the control unit 300.
  • the ground fault signal recognition circuit unit 210 connects between the control unit 300 and the ground fault detection unit 10 and the driving unit 50 so as to be electrically insulated by the first photo coupler 212.
  • the short circuit detection signal generated by the short circuit detection unit 10 flows to the light emitting element of the first photo coupler 212, and an optical signal is output, the first signal received from the output photo signal of the first photo coupler 212 light emitting element
  • the light-receiving element of the photocoupler 212 is turned on, the current of the second DC power supply DC2 is induced to the first power supply ground 211, and the generated diagnostic signal i4 is received from the control unit 300.
  • the control unit 300 checks the defective state of the earth leakage breaker through the received diagnostic signal i4.
  • the earth leakage detection signals are input to the ground leakage signal recognition circuit 210 in the case of the actual ground leakage, the test button 20 operation, and the ground leakage signal. Accordingly, the control unit 300 may check whether the earth leakage circuit breaker operates even when the test button 20 is manually operated, as well as when checking by the driving signal i2 of the test button pressing effect.
  • the control unit 300 the driving signal output terminal (A) for generating a driving signal (i2) of the test button pressing effect to the temporary leakage signal driving circuit unit 100, and the blocking signal (i3) to the temporary leakage signal blocking circuit unit (220) ) Outputs the cut-off signal output terminal (B), the power input terminal (C) receiving power for the operation of the controller 300, and the ground leakage signal recognition circuit (210) receiving the diagnostic signal (i4). It includes a diagnostic signal input terminal (D), and more preferably, a period setting for automatic diagnosis of the occurrence reference signal input terminal (H) and the earth leakage breaker that receives the occurrence reference signal (i1) from the square wave generator circuit (400). A diagnostic cycle input terminal E into which a value is input is further included.
  • control unit 300 has an ID number input terminal (F) for inputting an ID number setting value for smoothly managing a plurality of earth leakage breakers when there are multiple earth leakage breakers, and a communication terminal for transmitting and receiving remote and short-range communication control signals. (G) may be further included.
  • the control unit 300 drives the interception signal driving circuit unit 100 to operate the blocking unit 40, thereby driving the test button pressing effect i2 ) Is generated, and accordingly, the same effect as when the test button 20 is operated is generated in the power source, and the blocking unit 40 is operated. Therefore, in this case, the control unit 300 does not output the blocking signal i3 before the driving signal i2 of the test button pressing effect is generated, differently from the case of checking the earth leakage breaker.
  • control unit 300 displays whether the diagnostic signal i4 from the short circuit signal recognition circuit unit 200 is input or not, and displays the display device 320 for visually recognizing the user. It is preferable to further include, and the display device 320 may be applied with an LED or the like that outputs an optical signal whenever a diagnostic signal i4 is input, but it is not limited to this example and may vary.
  • the ground fault signal driving circuit unit 100 the ground fault signal recognition circuit unit 210, the ground fault signal blocking circuit unit 220, and the square wave generator circuit 400
  • the ground fault signal driving The circuit unit 100, the ground fault signal recognition circuit unit 210, the ground fault signal blocking circuit unit 220, and the square wave generation circuit 400 are configured to be electrically insulated from the control unit 300, thereby preventing the control unit 300 from lightning, etc. Easy protection.
  • a square wave generation circuit 400 that provides a may be further included, and the control unit 300 generates a driving signal i2 and a blocking signal i3 of a test button pressing effect according to the period of the input reference signal i1. It is possible to perform continuous automatic inspection according to a certain period of the earth leakage breaker without any special external operation instruction.
  • the automatic inspection cycle of the earth leakage breaker changes the generation cycle of the driving signal i2 of the test button pressing effect according to the occurrence reference signal i1 according to the value set as the diagnostic cycle input terminal E of the control unit 300. Can be adjusted.
  • the square wave generator circuit 400 is connected between the control unit 300 and the power supply line (H, N) so as to be electrically insulated by the third photo coupler 420. .
  • the light emitting element of the third photo coupler 420 is connected to the power supply lines (H, N), and one side of the light receiving element of the third photo coupler 420 inputs the reference signal of the control unit 300 It is connected to the terminal H and the fourth DC power supply DC4, the other side of the light receiving element of the third photo coupler 420 is connected to the third power ground 410, and both ends of the light emitting element of the third photo coupler 420 are connected.
  • a second resistor R2 and a third resistor R3 are disposed between and the power supply lines H and N, respectively.
  • the power from the power supply lines (H, N) flows through the light emitting element of the third photo coupler 420, the third photo coupler 420 according to a certain period.
  • the light-receiving element is turned on or off, and the generated square wave is transmitted to the control unit 300.
  • the control unit 300 When the generation reference signal i1 is output from the square wave generation circuit 400 to the control unit 300, the control unit 300 periodically performs a test button with respect to the ground leakage signal driving circuit unit 100 based on the generation reference signal i1.
  • the driving signal i2 of the pressing effect is generated.
  • the control unit 300 outputs a blocking signal i3 to the false electric current signal blocking circuit 220 before generating the driving signal i2 of the generated test button pressing effect.
  • DC3 DC power supply
  • the control unit 300 generates the driving signal i2 of the test button pressing effect, and accordingly, when the current from the first DC power source DC1 flows to the light emitting side of the photo triac 110, the photo triac 110 ) As current flows on the light-receiving side and the triac 120, a current leakage signal is output to generate a current difference in the power supply lines (H, N). At the same time, a magnetic field is formed in the image transformer 30 and input to the earth leakage detection unit 10, and accordingly, the earth leakage detection unit 10 generates an earth leakage detection signal.
  • An electric current flows through the light emitting element of the first photocoupler 212 by turning on the first transistor TR1 of the short circuit signal recognition circuit unit 210 after the short circuit detection signal by the short circuit signal flows toward the driving unit 50.
  • the call is output, and the optical signal output from the light emitting element of the first photocoupler 212 is transmitted to the control unit 300 as a diagnostic signal i4 through the light receiving element of the first photocoupler 212.
  • the control unit 300 determines whether the ground fault circuit breaker is normally operated based on the received diagnostic signal i4. If the diagnostic signal i4 is not transmitted, it is determined that there is an abnormality in the earth leakage breaker.
  • the display device 320 includes LED1 for displaying a red optical signal and LED2 for displaying a blue optical signal. Therefore, when there is no diagnostic signal i4 previously transmitted to the controller 300, the light of LED1 is output, and whenever the diagnostic signal i4 is input to the controller 300, the LED2 is switched to the light.
  • the ground leakage detection signal according to the remaining ground leakage signal which has not flowed to the ground leakage signal recognition circuit unit 210, is received by the second photo coupler 222 which has been kept on due to the blocking signal i3 of the control unit 300. By flowing to the device and being guided to the second power supply ground 221, no current flows through the driving unit 50.
  • the short circuit detection unit 10 When an electric current difference occurs in the power supply lines (H, N) due to an actual leakage, a magnetic field is formed in the image transformer 30 and is input to the leakage detection unit 10. Accordingly, the short circuit detection unit 10 generates a short circuit detection signal.
  • the leakage detection signal according to the actual leakage is transmitted to the control unit 300 as a diagnosis signal i4 through the false leakage signal recognition circuit unit 210 in the same way as when the leakage breaker is automatically checked, and the control unit 300 receives the received diagnosis signal ( Through i4), it is possible to determine whether the earth leakage breaker is operating normally, and the presence or absence of the transmission of the diagnostic signal i4 is displayed on the display device 320, and the operation principle of the display device 320 is the same as during the automatic inspection.
  • the cutoff signal i3 is not output from the control unit 300. Therefore, the short circuit detection signal according to the actual short circuit is not induced to the second power ground 221, but is not driven. Flow to 50) to operate the blocking portion (50).

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Abstract

본 발명은 누전차단기에 있어서 테스트버턴 양단에 연결되는 가누전신호구동회로부와 누전 검출신호를 인식하여 진단신호를 출력하는 가누전신호인식회로부, 누전 검출신호가 상기 구동부로 흐르지 않도록 접지로 유도하는 가누전신호차단회로부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

자동점검 누전차단기
본 발명은 누전차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 테스트버턴을 누르지 않고도 전원차단 없이 누전차단기의 누전 검출 기능을 점검할 수 있는, 자동점검 누전차단기에 관한 것이다.
일반적으로 누전을 감지하여 전기를 차단하는 기능을 하는 누전차단기에는 누전을 검출하기 위한 누전검출회로가 포함되어 있다. 누전차단기의 누전검출회로가 본 기능을 제대로 해내지 못할 경우 누전감전 또는 화재의 위험이 있으므로, 누전검출회로의 정기적인 점검이 요구된다.
그러나, 기존의 누전차단기 점검에는 누전차단기에 갖추어진 테스트버턴을 직접 눌러서 발생시킨 임의의 누전전류로 차단부가 작동되는지를 직접 확인하는 방식이 사용되었으나, 이 경우 점검 시마다 주전원인 누전차단기에 연결되어 사용 중이던 전자장비들이 꺼지게 되는데, 전자장비들이 꺼졌다가 재구동되면 경우에 따라 재설정이 필요하거나 재동작되기까지의 로딩시간이 소요된다는 불편함이 있었다. 이에 따라, 누전차단기 점검 시에는 차단부가 작동되지 않도록 하는 다양한 발명들이 제안되었는데, 특허문헌 [0003] 선등록특허 10-0990860 '주전원을 차단하지 않고 기능 점검이 가능한 누전 차단기' 및 누전기능 점검방법', 특허문헌 [0002] 선등록특허 10-1553766 '누전 차단기'가 있었다.
그러나 이 경우, 여전히 별도의 테스트버턴을 직접 눌러서 누전차단기를 점검해야 했으므로 비교적 외곽진 위치에 주로 구비되어 있는 누전차단기의 특성상 점검에 불편함이 컸으며 담당인원을 배치하지 않는 한 상시적인 점검 또한 어려웠다. 뿐만 아니라, 낙뢰와 같은 주변 환경에 의해 누전검출기의 누전검출부가 손상된 이후에는 상기 누전검출기가 제대로 동작 되지 않아 실제 누전시 대처가 어려웠다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 발명으로는 특허문헌 [0001] 선등록특허 10-1410745 '누전차단기 및 그 제어방법'이 있었다.
하지만 이 경우에도 테스트버턴 누름과 같이 가누전을 발생시키기 위한 효과발생을 위해서 기존의 영상변류기에 추가적으로 권선하여 이를 제어부와 연결해야 되므로 기존 누선차단기에 적용하기에는 불편함이 컸으며, 누전차단기 점검 시마다 영상변류기와 구동부로 일정 전류가 흐르게 되어 있어 순간 오작동으로 인한 차단부의 작동가능성 또는 회로 손상 가능성이 여전히 남아 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 테스트버턴을 누르지 않고도 일정 주기에 따른 자동점검이 가능하고, 영상변류기에 추가권선 없이도 점검 시 전원이 차단되지 않는 누전차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 주전원회로에 연결된 전원공급라인과, 상기 전원공급라인에 누전전류를 발생시켜 누전차단기의 작동상태를 확인하는 테스트버턴과, 상기 전원공급라인 사이의 누전전류를 감지하는 영상변류기와, 상기 전원공급라인에 설치되어 전원공급 및 차단 기능을 하는 차단부와, 상기 차단부의 전원차단 동작을 제어하는 구동부와, 상기 영상변류기로부터의 누전전류 발생 여부를 판단하여 누전 검출신호를 발생시키는 누전검출부를 포함하는 누전차단기에 있어서, 상기 테스트버턴 양단에 연결되어, 상기 테스트버턴이 연결되는 경우와 동일한 효과를 내도록 가누전신호를 발생시키는 가누전신호구동회로부; 상기 누전검출부와 상기 구동부 사이에 연결되어, 상기 누전 검출신호를 인식하여 진단신호를 출력하는 가누전신호인식회로부; 상기 가누전신호인식회로부와 상기 구동부 사이에 연결되어, 상기 가누전신호구동회로부 작동을 조건으로 상기 누전 검출신호가 상기 구동부로 흐르지 않도록 접지로 유도하는 가누전신호차단회로부; 및 상기 테스트버턴이 연결되는 경우와 동일한 효과를 내도록 상기 가누전신호구동회로부에 테스트버턴 누름 효과의 구동신호를 발생시키고, 상기 가누전신호인식회로부에서 출력되는 진단신호를 입력받아 상기 누전차단기의 정상작동 유무를 판단하는 제어기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동점검 누전차단기로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전원공급라인으로부터 전원을 입력받아 구형파를 형성시켜 상기 제어부에 상기 테스트버턴 누름 효과의 구동신호 발생을 위한 발생기준신호를 제공하는 구형파발생회로;가 더 포함되고, 상기 제어부는, 상기 구형파발생회로로부터 발생기준신호를 입력받아, 상기 발생기준신호 주기에 따라 상기 테스트버턴 누름 효과의 구동신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 자동점검 누전차단기로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부는 상기 입력받은 발생기준신호에 따른 테스트버턴 누름 효과의 구동신호의 발생 주기가 설정 값에 따라 조정되는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동점검 누전차단기로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제어부는 상기 가누전신호인식회로부로부터의 진단신호 입력 여부가 시각적으로 인지 가능하게 표시되는 표시장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동점검 누전차단기로 되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 가누전신호구동회로부, 상기 가누전신호인식회로부, 상기 가누전신호차단회로부 또는 상기 구형파발생회로는 광결합소자를 사용하여 전기적으로 절연되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동점검 누전차단기로 되는 것이 바람직하다.
상기한 본 발명에 의하여, 전원차단 없이도 일정 주기에 따라 누전감지 기능의 소손여부를 자동점검하는 누전차단기가 제공되는 이점이 있다.
도1은 본 발명의 일실시예에 따른 누전차단기 내부 회로도
이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예에서는 자동점검 누전차단기에 대하여 설명하기로 한다.
도1을 참조하면, 본 발명에 따른 누전차단기는 주전원회로의 전원공급라인(H,N)과, 전원공급라인(H,N)에 누전전류를 발생시켜 누전차단기의 작동상태를 확인하는 테스트버턴(20)과, 전원공급라인(H,N) 사이의 누전전류를 감지하는 영상변류기(30)와, 전원공급라인(H,N)에 설치되어 전원공급 및 차단 기능을 하는 차단부(40)와, 차단부(40)의 전원차단 동작을 제어하는 구동부(50)와, 영상변류기(30)로부터의 누전전류 발생 여부를 판단하여 누전 검출신호를 발생시키는 누전검출부(10)를 기본적으로 포함하여 구성되고, 가누전신호구동회로부(100), 가누전신호인식회로부(210), 가누전신호차단회로부(220) 및 제어부(300)가 더 포함된다.
가누전신호구동회로부(100)는 테스트버턴(20) 양단에 연결되어 테스트버턴(20)이 연결되는 경우와 동일한 효과를 내는 가누전신호를 발생시키는 회로로, 테스트버턴(20)이 수동으로 작동되었을 때와 같이 전원공급라인(H,N)에 누전전류를 발생시킨다. 따라서, 누전검출부(10)에서는 실제 누전으로 인한 경우와 테스트버턴(20)이 작동되는 경우 뿐만 아니라 가누전신호구동회로부(100)에서 가누전신호가 발생된 경우에도 누전 검출신호를 발생시키게 된다.
가누전신호구동회로부(100)의 바람직한 구성예를 살펴보면, 가누전신호구동회로부(100)는 테스트버턴(20)의 양단에 연결되고, 제어부(300)와 전원공급라인(H,N) 사이를 포토트라이악(110)에 의하여 전기적으로 절연되도록 연결시킬 수 있다.
보다 상세하게는, 포토트라이악(110)의 발광측이 주전원회로와 별도로 연결된 절연 방식의 AC/DC전원장치(500)로부터 분기된 제1DC전원(DC1)과 제어부(300)의 구동신호 출력단자(A) 사이에 설치되고, 포토트라이악(110)의 수광측 일측은 트라이악(120)의 게이트와 연결되며, 트라이악(120)은 테스트버턴(20)의 양단에 연결될 수 있다.
그러므로, 가누전신호구동회로부(100)의 구성예에 따르면, 제어부(300)의 구동신호 출력단자(A)에서 테스트버턴 누름 효과의 구동신호(i2)를 발생시키면, 제1DC전원(DC1)으로부터의 전류가 포토트라이악(110)의 발광측에 흐르면서 포토트라이악(110)이 ON 되고, 이에 따라 트라이악(120)이 ON 됨으로써 테스트버턴(20)을 누르지 않고서도 트라이악(120) 양단으로 전류가 흐르게 되어 가누전신호가 발생하게 되고, 발생한 가누전신호를 영상변류기(30)에서 감지할 수 있게 된다.
가누전신호차단회로부(220)는 가누전신호에 의한 누전 검출신호를 제2전원접지(221)로 유도함으로써 가누전신호에 의한 누전 검출신호가 구동부(50)로 흐르지 못하도록 함이 바람직하다. 보다 상세하게는, 제2포토커플러(222)의 발광소자가 AC/DC전원장치(500)로부터 분기된 제3DC전원(DC3)과 제어부(300)의 차단신호 출력단자(B) 사이에 설치되고, 제2포토커플러(222)의 수광소자의 일측은 가누전신호인식회로부(210)와 구동부(50) 사이에 연결되며 제2포토커플러(222)의 수광소자의 타측은 제2전원접지(221)와 연결된다.
그러므로, 가누전신호차단회로부(220)의 구성예에 따르면, 제어부(300)의 차단신호 출력단자(B)에서 차단신호(i3)를 발생되도록 신호를 제어시키면, 제3DC전원(DC3)으로부터의 전류가 제2포토커플러(222)의 발광소자에 흘러 광신호를 출력하게 되고, 제2포토커플러(222)의 수광소자가 출력된 상기 제2포토커플러(222) 발광소자의 광신호를 전달받아 ON 되면, 누전검출부(10)에서 구동부(50) 방향으로 흐르던 전류가 제2포토커플러(222)의 수광소자로 흘러 제2전원접지(221)로 유도된다.
다만, 전술한 구성예의 경우, 제2포토커플러(222) 발광소자가 ON 될 경우 가누전신호차단회로부(220)는 누전검출부(10)에서 구동부(50)로 흐르는 전류가 실제 누전으로 인한 경우든 가누전신호로 인한 경우든 관계없이 차단하게 되므로, 제어부(300)에서는 가누전신호구동회로부(100)에 테스트버턴 누름 효과의 구동신호(i2)를 발생시킴에 앞서 차단신호(i3)를 출력하여 가누전신호에 의한 누전 검출신호만 차단하도록 하고, 누전차단기 점검 이후에는 차단신호(i3)를 출력하지 아니하여 실제 누전 또는 테스트버턴(20) 작동으로 인한 누전 검출신호는 구동부(50)로 흘러 차단부(40)가 작동되도록 한다.
가누전신호인식회로부(210)의 경우, 제1포토커플러(212)의 발광소자가 누전검출부(10)와 구동부(50) 사이에 연결되고, 제1포토커플러(212)의 수광소자는 AC/DC전원장치(500)로부터 분기된 제2DC전원(DC2)과 제어부(300)의 진단신호 입력단자(D) 사이에 연결된다.
그러므로, 가누전신호인식회로부(210)의 구성예에 따르면, 가누전신호인식회로부(210)의 입력측은 누전검출부(10) 및 구동부(50) 사이에 연결되고, 가누전신호인식회로부(210)의 출력측은 제어부(300)와 연결된다. 가누전신호인식회로부(210)은 제어부(300)와 누전검출부(10) 및 구동부(50) 사이를 제1포토커플러(212)에 의하여 전기적으로 절연되도록 연결시킨다.
또한, 누전검출부(10)에서 발생된 누전 검출신호가 제1포토커플러(212)의 발광소자로 흘러 광신호가 출력되면, 출력된 제1포토커플러(212) 발광소자의 광신호를 전달받은 제1포토커플러(212)의 수광소자가 ON 됨으로써 제2DC전원(DC2)의 전류가 제1전원접지(211)로 유도되고, 이에 따라 발생되는 진단신호(i4)를 제어부(300)로부터 입력받는다. 제어부(300)는 입력받은 진단신호(i4)를 통해 누전차단기의 양불량 상태를 점검한다.
전술한 구성예의 경우, 누전 검출신호가 실제 누전, 테스트버턴(20) 작동 및 가누전신호에 의한 경우 모두 가누전신호인식회로부(210)로 입력된다. 따라서, 제어부(300)는 테스트버턴 누름 효과의 구동신호(i2)에 의한 점검 시 뿐만 아니라 실제 누전 또는 테스트버턴(20)을 수동으로 동작시킨 경우에도 누전차단기의 작동여부를 확인할 수 있다.
제어부(300)는, 테스트버턴 누름 효과의 구동신호(i2)를 가누전신호구동회로부(100)로 발생시키는 구동신호 출력단자(A)와, 가누전신호차단회로부(220)로 차단신호(i3)를 출력하는 차단신호 출력단자(B)와, 제어부(300)의 동작을 위한 전원을 공급받는 전원입력단자(C)와, 가누전신호인식회로부(210)로부터 진단신호(i4)를 입력받는 진단신호 입력단자(D)를 포함하며, 보다 바람직하게는, 구형파발생회로(400)로부터 발생기준신호(i1)를 입력받는 발생기준신호 입력단자(H) 및 누전차단기의 자동진단을 위한 주기 설정 값이 입력되는 진단주기 입력단자(E)가 더 포함된다.
그 밖에, 제어부(300)에는 누전차단기가 복수 개인 경우 복수 개의 누전차단기를 원활히 관리하기 위한 ID 번호 설정 값이 입력되는 ID번호 입력단자(F)와, 원거리 및 근거리 통신제어신호를 송수신하는 통신단자(G)를 더 포함될 수 있다.
통신단자(G)와 관련하여, 누전차단기가 설치된 위치에 홍수 등과 같은 재난이 발생하는 경우, 원거리 통신을 활용하여 누전차단기의 차단부(40)를 작동시켜 감전 사고를 예방할 수 있다. 보다 상세하게는, 통신단자(G)로 차단요청신호가 입력되면 제어부(300)에서는 차단부(40)를 작동시키기 위해 가누전신호구동회로부(100)에 대하여 테스트버턴 누름 효과의 구동신호(i2)를 발생시키고, 이에 따라 테스트버턴(20)이 작동되는 경우와 동일한 효과가 전원에 발생되면서 차단부(40)가 작동된다. 따라서, 이 경우 누전차단기 점검 시와 구별되게, 제어부(300)에서는 테스트버턴 누름 효과의 구동신호(i2) 발생 전에 차단신호(i3)를 출력하지 않도록 한다.
또한, 제어부(300)에는 가누전신호인식회로부(200)로부터의 진단신호(i4)가 입력되었는지 또는 입력되지 않았는지 여부가 표시되어 사용자 등이 시각적으로 인지할 수 있도록 하는 표시장치(320)를 더 포함하는 것이 바람직하며, 표시장치(320)에는 진단신호(i4)가 입력될 때마다 광신호를 출력하는 LED 등이 적용될 수 있으나, 본 예시에 한정되지 않고 다양할 수 있다.
더 나아가, 상기 가누전신호구동회로부(100), 가누전신호인식회로부(210), 가누전신호차단회로부(220) 및 구형파발생회로(400)의 바람직한 구성예에서 살펴 보았듯이, 가누전신호구동회로부(100), 가누전신호인식회로부(210), 가누전신호차단회로부(220) 및 구형파발생회로(400)는 제어부(300)와 전기적으로 절연되도록 구성되어 있어 제어부(300)를 낙뢰 등으로부터 용이하게 보호한다.
더 나아가, 본 발명에는 제어부(300)에 전원공급라인(H,N)으로부터 전원을 입력받아 구형파로 형성된 발생기준신호(i1)를 제공함으로써 테스트버턴 누름 효과의 구동신호(i2)를 발생시키는 기준점을 제공하는 구형파발생회로(400)가 더 포함될 수 있고, 제어부(300)에서는 입력받은 발생기준신호(i1)의 주기에 따라 테스트버턴 누름 효과의 구동신호(i2) 및 차단신호(i3)를 발생시키도록 하여, 특별한 외부적 작동지시 등이 없이도 누전차단기의 일정 주기에 따른 지속적인 자동점검이 가능하도록 한다. 또한, 누전차단기의 자동점검 주기는 제어부(300)의 진단주기 입력단자(E)로 설정되는 값에 따라 발생기준신호(i1)에 따른 테스트버턴 누름 효과의 구동신호(i2)의 발생 주기를 변동시킴으로써 조정될 수 있다.
구형파발생회로(400)의 바람직한 구성예를 살펴보면, 구형파발생회로(400)는 제어부(300)와 전원공급라인(H,N) 사이를 제3포토커플러(420)에 의하여 전기적으로 절연되도록 연결시킨다.
보다 상세하게는, 제3포토커플러(420)의 발광소자는 전원공급라인(H,N)과 연결되고, 제3포토커플러(420)의 수광소자의 일측은 제어부(300)의 발생기준신호 입력단자(H) 및 제4DC전원(DC4)와 연결되며, 제3포토커플러(420)의 수광소자의 타측은 제3전원접지(410)와 연결되고, 제3포토커플러(420)의 발광소자 양단과 전원공급라인(H,N)사이에는 각각 제2저항(R2) 및 제3저항(R3)이 배치된다.
그러므로, 구형파발생회로(400)의 구성예에 따르면, 전원공급라인(H,N)에서의 전원이 제3포토커플러(420)의 발광소자에 흐르면서 일정 주기에 따라 제3포토커플러(420)의 수광소자가 ON 또는 OFF 되고, 이에 따라 발생되는 구형파가 제어부(300)로 전달된다.
이하, 도1의 실시예를 참조하여 본 발명의 동작을 설명하기로 한다.
1. 누전차단기 자동점검시
구형파발생회로(400)에서 제어부(300)로 발생기준신호(i1)를 출력하면, 제어부(300)에서는 발생기준신호(i1)를 기준으로 가누전신호구동회로부(100)에 대하여 주기적으로 테스트버턴 누름 효과의 구동신호(i2)를 발생시키게 된다. 물론, 제어부(300)는 발생된 테스트버턴 누름 효과의 구동신호(i2)를 발생시키기에 앞서 가누전신호차단회로부(220)에 대하여 차단신호(i3)를 출력하게 되는데, 출력된 차단신호(i3)로 인하여 제3DC전원(DC3)으로부터의 전류가 제2포토커플러(222)의 발광소자를 지남에 따라 제2포토커플러(222)의 수광소자에도 전류가 흘러 제2전원접지(221)로 유도된다.
이어서, 제어부(300)는 테스트버턴 누름 효과의 구동신호(i2)를 발생시키고, 이에 따라 제1DC전원(DC1)으로부터의 전류가 포토트라이악(110)의 발광측에 흐르게 되면 포토트라이악(110)의 수광측 및 트라이악(120)에 전류가 흐르면서 가누전신호가 출력되어 전원공급라인(H,N)에 전류차가 발생하게 된다. 이와 동시에 영상변류기(30)에서 자기장이 형성되어 누전검출부(10)에 입력되고, 이에 따라 누전검출부(10)에서는 누전 검출신호를 발생시킨다.
가누전신호에 의한 누전 검출신호가 구동부(50)를 향해 흐르다가 가누전신호인식회로부(210)의 제1트랜지스터(TR1)를 ON 함으로써 제1포토커플러(212)의 발광소자에 전류가 흘러 광신호가 출력되고, 제1포토커플러(212)의 발광소자에서 출력된 광신호는 제1포토커플러(212)의 수광소자를 통해 진단신호(i4)로서 제어부(300)로 전달된다. 제어부(300)는 전달받은 진단신호(i4)로 누전차단기의 정상작동여부를 판단하는데, 만일 진단신호(i4)가 전달되지 않으면 누전차단기에 이상이 있다 판단한다.
그리고, 진단신호(i4)의 전달유무는 표시장치(320)에 표시되는데, 표시장치(320)에는 적색의 광신호가 표시되는 LED1와 청색의 광신호가 표시되는 LED2가 포함된다. 따라서 기존에 제어부(300)에 전달된 진단신호(i4)가 없는 상태에서는 LED1의 불빛이 출력되다가 제어부(300)로 진단신호(i4)가 입력될 때마다 상기 LED2의 불빛으로 전환되어 출력된다.
또한, 가누전신호인식회로부(210)로 흐르지 않은 나머지 가누전신호에 따른 누전 검출신호는 제어부(300)의 차단신호(i3)로 인해 ON 상태를 유지하고 있던 제2포토커플러(222)의 수광소자로 흘러 제2전원접지(221)로 유도됨으로써, 구동부(50)로는 전류가 흐르지 않게 된다.
따라서, 전원차단 없이도 누전차단기의 주기적인 점검이 가능하며, 테스트버턴(20)의 고장 등으로 누전전류가 발생되지 않아 차단부(50)가 작동되지 않는 경우에 따른 오판을 예방할 수 있다. 또한, 누전차단기 점검 시에는 구동부(50)로 흐르는 전류를 제2전원접지(221)로 유도하여 차단함으로써 불필요한 전류가 구동부(50)로 흐르는 것을 막아 회로 소손 등의 가능성을 줄인다.
2. 실제 누전 발생시
실제 누전으로 전원공급라인(H,N)에 전류차가 발생되면 상기 영상변류기(30)에서 자기장이 형성되어 누전검출부(10)에 입력된다. 이에 따라 누전검출부(10)에서는 누전 검출신호를 발생시킨다.
실제 누전에 따른 누전 검출신호는 누전차단기 자동점검시와 동일하게 가누전신호인식회로부(210)를 거쳐 진단신호(i4)로서 제어부(300)에 전달되고, 제어부(300)는 전달받은 진단신호(i4)를 통해 누전차단기의 정상작동됨을 판단할 수 있게 되며, 진단신호(i4)의 전달유무는 표시장치(320)에 표시되며, 표시장치(320)의 동작원리는 상기 자동점검 시와 같다.
다만, 실제 누전의 경우에는 상기 자동점검 시와 달리 제어부(300)에서 차단신호(i3)가 출력되지 않았으므로, 실제 누전에 따른 누전 검출신호는 제2전원접지(221)로 유도되지 않고 구동부(50)로 흘러 차단부(50)를 작동시킨다.
이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.
따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (5)

  1. 주전원회로에 연결된 전원공급라인과, 상기 전원공급라인에 누전전류를 발생시켜 누전차단기의 작동상태를 확인하는 테스트버턴과, 상기 전원공급라인 사이의 누전전류를 감지하는 영상변류기와, 상기 전원공급라인에 설치되어 전원공급 및 차단 기능을 하는 차단부와, 상기 차단부의 전원차단 동작을 제어하는 구동부와, 상기 영상변류기로부터의 누전전류 발생 여부를 판단하여 누전 검출신호를 발생시키는 누전검출부를 포함하는 누전차단기에 있어서,
    상기 테스트버턴 양단에 연결되어, 상기 영상변류기에 대한 권선 없이 상기 테스트버턴이 연결되는 경우와 동일한 효과를 내도록 가누전신호를 발생시키는 가누전신호구동회로부;
    상기 누전검출부와 상기 구동부 사이에 연결되어, 상기 누전 검출신호를 인식하여 진단신호를 출력하는 가누전신호인식회로부;
    상기 가누전신호인식회로부와 상기 구동부 사이에 연결되어, 상기 가누전신호구동회로부 작동을 조건으로 상기 누전 검출신호가 접지로 유도되어 상기 구동부로 흐르지 않고 차단되도록 하는 가누전신호차단회로부; 및
    상기 테스트버턴이 연결되는 경우와 동일한 효과를 내도록 상기 가누전신호구동회로부에 테스트버턴 누름 효과의 구동신호를 발생시키고, 상기 가누전신호인식회로부에서 출력되는 진단신호를 입력받아 상기 누전차단기의 정상작동 유무를 판단하는 제어기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동점검 누전차단기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 전원공급라인으로부터 전원을 입력받아 구형파를 형성시켜 상기 제어부에 상기 테스트버턴 누름 효과의 구동신호 발생을 위한 발생기준신호를 제공하는 구형파발생회로;가 더 포함되고,
    상기 제어부는,
    상기 구형파발생회로로부터 발생기준신호를 입력받아, 상기 발생기준신호 주기에 따라 상기 테스트버턴 누름 효과의 구동신호를 발생시키는 것을 특징으로 하는 자동점검 누전차단기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 입력받은 발생기준신호에 따른 테스트버턴 누름 효과의 구동신호의 발생 주기가 설정 값에 따라 조정되는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동점검 누전차단기.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 가누전신호인식회로부로부터의 진단신호 입력 여부가 시각적으로 인지 가능하게 표시되는 표시장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동점검 누전차단기.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 가누전신호구동회로부, 상기 가누전신호인식회로부, 상기 가누전신호차단회로부 또는 상기 구형파발생회로는 광결합소자를 사용하여 전기적으로 절연되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 자동점검 누전차단기.
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