KR0141814B1 - 전자식 배선차단기의 과부하 경보방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전자식 배선 차단기의 과부하 경보방법 및 장치에 관한 것으로서, 이는 정격부하의 70% 내지 110% 부학 통전될시 표시수단을 통해 시각적으로 표시하여 주어 배선차단기가 과부하에 의한 트립동작 발생전에 사용자가 과부하 요소를 검사 및 효율적 전력관리를 할 수 있도록 한 것이다. 이와같은 본 발명은 3상전원 입력시 부하전류 검출수단을 통해 얻어진 3상전원에 대한 검출전류와 사용자가 세팅한 트립동작 설정치를 연산 비교하는 과부하 검색과정과, 상기 비교한 결과 검출전류가 세팅된 트립동작 설정치내에 있으면 소정시간 간격으로 표시 수단을 구동하고 설정치 이상이면 표시수단을 연속 구동시켜 과부하 발생정도와 경과시간을 표시하는 과부하상태 표시과정으로 이루어짐으로서 달성된다.

Description

전자식 배선차단기의 과부하 경보방법 및 장치

제 1 도는 종래 배선 차단기의 경보장치 구성도.

제 2 도는 본 발명 전자식 배선차단기의 과부하 경보장치의 구성도.

제 3 도는 제 2 도의 표시부를 보다 상세하게 도시한 회로도.

제 4 도는 제 2 도를 설명하기 위한 신호흐름도.

제 5 도는 제 2 도의 과부하 검출상태에 따른 사전예고 경보를 보인 그래프도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

200 : 부하전류 검출부 201 : 제어전원 발생부

202 : 동작레벨 설정부 203 ; 신호증폭부

204 : 전류선택부 206 : 마이콤

206a : 과부하 트립 연산부 206b : 사전경보 연산부

207 : 표시부 208 : 트립코일 구동부

본 발명은 전자식 배선차단기(MCCB)에 있어서의 과부하 보호에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 사용자의 사전경보 설정치 레벨 이상의 과부하가 전자식 배선차단기에 통전될시에 그 과부하 상태 정도를 시각적으로 표시하여 과부하에 의한 트립(trip)동작 발생전에 과부하 요소를 검사 및 관리 하도록 하는 전자식 배선차단기의 과부하 경보방법 및 장치에 관한 것이다.

종래의 전자식 배선 차단기의 경보장치는 첨부된 도면 제 1 도에 도시된 바와같이, 전자식 배선차단기를 통하여 부하로 흐르는 3상 전류(R, S, T)를 전류 트랜스를 통해 검출하는 부하전류 검출부(100)와, 상기 부하전류 검출부(100)에서 검출된 미소전류를 전자회로 구동에 필요한 직류 제어전원으로 변환시켜 발생하는 제어전원 발생부(101)와, 상기 제어전원 발생부(101)에서 발생된 제어전원에 의해 동작하고 과부하에 따른 트립 동작레벨과 트립동작 시간을 설정하는 동작레벨 설정부(102)와, 상기 제어전원 발생부(101)에서 발생된 제어전원과 상기 동작레벨 설정부(102)에 설정된 트립 동작레벨과를 비교하여 설정된 트립동작 시간까지 배선용 차단기의 경보장치 전체 동작을 제어하는 마이콤(103)과, 상기 설정된 트립 동작레벨값과 제어전원과의 비교 결과에 따른 마이콤(103)의 제어신호에 의해 과부하를 트립하기 위해 동작하는 트립코일구동부(104)와, 상기 트립코일 구동부(104)의 동작에 의해 배선차단기의 메카니즘을 동작시켜 트립시키는 트립코일(106)과, 상기 마이콤(103)에서 출력되는 제어신호에 의해 시각적으로 부하상태를 설정된 트립동작 시간동안 표시하여 주는 표시부(105)로 구성되어 있다.

이와같이 구성된 종래 배선 차단기의 경보장치는 먼저, 3상전원(R, S, T)이 부하전류 검출부(100)에 입력되면 그 부하전류 검출부(100)는 입력된 3상전원(R, S, T)에서 전류를 검출하여 제어전원 발생부(101)에 입력하게 된다.

즉, 3상전원(R, S, T)의 전류가 부하전류 검출부(100)의 전류 트랜스의 1차코일을 통하여 흐를때 2차코일에 유기되는 미소전류(50mA정도)가 제어전원 발생부(101)에 입력된다.

상기 제어전원 발생부(101)는 상기 부하전류 검출부(100)에서 검출된 미소전류를 배선차단기의 전자회로 구동에 필요한 직류전압으로 변환하여 각 시스템에 공급함과 아울러 미소전류를 마이컴(103)에 입력하게 된다.

동작레벨 설정부(102)는 상기 제어전원 발생부(101)에서 발생된 동작 전압에 의해 구동하여 사용자가 설정한 트립 동작레벨값과 트립동작 시간을 마이컴(103)에 입력하게 된다.

상기 마이콤(103)은 동작레벨 설정부(102)로 부터 입력된 트립동작 레벨값과 제어전원 발생부(101)로 부터 발생된 미소전류를 디지탈 신호로 변환하여 이 두값을 비교하게 된다.

상기 비교한 결과 제어전원 발생부(101)로 부터 검출되어 입력된 통전 전류가 동작레벨 설정부(102)로 부터 입력된 트립동작 레벨값(순시전류, 장한시 전류, 단한시 전류)보다 높으면 트립코일 구동부(104)의 사이리스터를 도통시켜 트립코일(106)에 전류를 흘러주게 된다.

상기 트립코일(106)에 전류가 흐르게 되면 배선차단기의 트립 메카니즘이 동작하여 배선차단기가 트립된다.

한편, 배선차단기 정격전류의 110% 이상의 전류가 부하전류 검출부(100) 및 제어전원 발생부(101)를 통해 입력되면 마이콤(103)은 표시부(105)내의 발광소자(LED)를 배선차단기의 트립전까지 온시켜 부하의 이상상태를 시각적으로 표시하여 주게 된다.

그러나, 이와같은 종래 배선 차단기의 경보장치는 정격전류의 110%이상, 트립레벨 전까지 표시부의 발광소자를 도통시켜 과부하 상태를 표시하고 있으나 70 내지 110% 정도의 부하전류 통전시 사전 과부하 표시로서의 표시가 불가능하고 사전 과부하 경보 기능이 필요시는 별도의 옵션 유니트를 배선차단기에 취하여 사용해야 하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 이와같은 종래의 문제점을 감안하여 정격부하의 70% 내지 110% 부하가 통전될시 표시수단을 통해 시각적으로 표시하여 주어 배선차단기가 과부하에 의한 트립동작 발생전에 사용자가 과부하 요소를 검사 및 효율적 전력관리를 할 수 있도록 하는 전자식 배선차단기의 과부하 경보방법 및 장치를 제공함에 있다.

이와같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 방법으로는, 3상전원 입력시 부하전류 검출수단을 통해 얻어진 3상전원에 대한 검출전류와 사용자가 세팅한 트립동작 설정치를 연산 비교하는 과부하 검색과정과, 상기 비교한 결과 검출전류가 세팅된 트립동작 설정치내에 있으면 소정시간 간격으로 표시수단을 구동하고 설정치 이상이면 표시수단을 연속 구동시켜 과부하 발생정도와 경과시간을 표시하는 과부상태 표시과정으로 이루어짐으로서 달성된다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 또다른 수단으로는 부하로 흐르는 3상전원의 전류를 부하전류 검출수단과 제어전원 발생수단을 통해 검출한 각상의 부하전류와 동작레벨 설정수단에서 설정된 트립동작 레벨치 및 트립동작 시간신호를 소정레벨로 증폭하여 출력하는 신호증폭수단과, 상기 신호증폭수단에서 증폭되어 얻어진 각상의 부하전류와 트립동작 레벨치를 선택하여 출력하는 전류 선택수단과, 상기 전류선택수단에서 선택되어 얻어진 각상의 부하전류와 사용자가 세팅한 트립동작 레벨치를 연산처리하여 그 결과에 따라 트립코일 구동수단을 통해 트립코일의 구동을 제어함과 아울러 사전경보신호를 발생하는 마이콤과, 상기 마이콤에서 출력된 사전 경보 신호에 의해 주기적으로 또는 지속적으로 스위칭되어 과부하 정도를 표시하여 주는 표시수단으로 이루어짐으로서 달성되는 것으로, 이하 본 발명을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

제 2 도는 본 발명 전자식 배선차단기의 과부하 경보장치의 구성도로서, 이에 도시한 바와같이, 전자식 배선차단기를 통하여 부하(205)로 흐르는 3상전류(R, S, T)를 전류 트랜스를 통해 검출하는 부하전류 검출부(200)와, 상기 부하전류 검출부(200)에서 검출된 각상의 검출된 전류를 전자회로 구동에 필요한 직류 제어전원으로 변환시키고 각상의 검출 전류를 바이패스시키는 제어전원 발생부(201)와, 배선차단기의 외벽에 설치되어 상기 제어전원 발생부(201)에서 바이패스된 각상의 검출전류를 바로 출력하고 과부하에 따른 트립동작 레벨과 트립동작 시간을 설정하는 동작레벨 설정부(202)와, 상기 동작레벨 설정부(202)에서 설정된 트립동작 레벨치와 각상의 검출전류를 소정레벨로 증폭하여 출력하는 신호증폭부(203)와, 상기 신호증폭부(203)에서 증폭된 트립동작 레벨치와 검출된 각상의 검출전류를 선택하여 출력하는 전류선택부(204)와, 상기 전류선택부(204)에서 선택되어 입력된 각상의 검출전류와 트립동작 레벨치를 연산처리하여 그 결과에 따라 배선차단기의 전체 시스템을 제어함과 아울러 사전경보 제어신호를 발생하는 마이콤(206)과, 상기 마이콤(206)에서 출력된 제어신호에 의해 과부하를 트립하고 위해 동작하는 트립코일 구동부(208)와, 상기 트립코일 구동부(208)의 동작에 의해 배선차단기의 메카니즘을 동작시켜 트립시키는 트립코일(209)과, 상기 배선차단기의 외벽에 설치되어 상기 마이콤(206)에서 출력되는 사전경보 제어신호에 의해 주기적으로 또는 지속적으로 스위칭되어 과부하 정도를 표시하여 주는 표시부(207)로 구성한다.

상기에서, 마이콤(206)은 상기 전류선택부(204)에서 선택되어 입력된 각상의 검출전류와 설정된 트립동작 레벨치와를 비교하고 그 비교한 결과에 따라 과부하 트립연산을 수행하는 과부하트립 연산부(206a)와, 상기 과부하 트립연산부(206a)에서 계산된 과부하값에 따라 사전경보신호를 연산하여 결정하는 사전경보신호 연산부(206b)로 구성한다.

그리고, 상기에서 표시부(207)는 제 3 도에서와 같이, 상기 마이콤(206)의 사전경보신호 발생부(206b)에서 발생된 사전경보 제어신호를 저항을 통해 입력받아 주기적 또는 지속적으로 스위칭하는 스위칭소자(Q1)와, 상기 스위칭소자(Q1)의 도통 및 차단에 의해 전원단자(Vcc)의 전원을 저항(R2)통해 입력받아 광신호를 발생하는 발광소자(LED1)로 구성한다.

이와같이, 구성된 본 발명의 작용 효과를 제 2 도 내지 제 5 도를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 3상전원(R, S, T)이 부하전류 검출부(200)에 입력되면 그 부하전류 검출부(200)는 입력된 3상전원(R, S, T)에서 전류를 검출하여 제어전원 발생부(201)에 입력하게 된다.

즉, 3상전원(R, S, T)의 전류가 부하전류 검출부(200)의 전류 트랜스의 1차코일을 통하여 흐를때 2차 코일에 유기되는 미소전류(50mA 정도)가 제어전원 발생부(201)에 입력된다.

상기 제어전원 발생부(201)는 상기 부하전류 검출부(200)에서 검출된 각상의 전류를 배선차단기의 전자회로 구동에 필요한 직류전압으로 변환하여 각 시스템에 공급함과 아울러 각상의 전류를 동작레벨 설정부(202)를 통해 신호증폭부(203)에 입력하게 된다.

이때, 사용자가 동작레벨 설정부(202)를 통해 트립동작 레벨치와 트립동작 시간을 설정하여 신호증폭부(203)에 입력하게 되면, 상기 신호증폭부(203)는 동작레벨 설정부(202)에서 설정되어 입력된 트립동작 레벨치와 트립동작 신간에 상응한 신호 및 각상의 검출 전류를 소정레벨로 증폭하여 전류선택부(204)에 입력하게 된다.

상기 전류선택부(204)는 신호증폭부(203)에서 증폭되어 입력된 각상의 검출전류와 트립동작 레벨치를 선택하여 마이콤(206)에 입력하게 된다.

이때 상기 마이콤(206)은 이전에 저장된 사용자의 메모리맵과 설정된 입출력 메모리맵을 초기화시키고(스텝; ST1, ST2), 현재 사용자가 설정한 트립동작 시간과 트립동작 레벨치를 전류선택부(204)를 통해 읽어들여 저장하고(스텝; ST3) 아울러 검출된 각상의 전류를 전류선택부(204)를 통해 읽어들여 저장한다(스텝; ST4).

이후, 상기 전류선택부(204)로 부터 읽어들여 저장한 각상(R, S, T)중에서 최대위상을 검출한다(스텝 ; ST5).

그리고, 상기 검출된 각상중에서 최대 위상을 갖는 검출전류를 연산하게 된다.(스텝; ST6).

이후, 상기에서 연산하여 얻어진 검출전류와 전류선택부(204)를 통해 읽어들여 저장한 트립동작 레벨치를 과부하 트립연산부(206a)에서 비교하게 된다(스텝;ST7).

상기 비교한 결과 검출된 전류가 과전류가 아닐 경우에는 전류선택부(204)로 부터 각상의 검출전류를 계속 읽어들이고, 상기 비교한 결과 검출전류가 과전류일 경우에는 마이콤(206)의 사전 경보신호 연산부(206b)에서 그 과전류를 연산처리하여 얻어진 결과치가 사용자가 설정한 트립동작 레벨치 즉, 사전 경보레벨인가를 검색하게 된다(스텝; ST8).

상기 검색한 결과 사전 경보레벨이 아니면 과전류 서브루틴으로 들어가 처리하고(스텝;ST9), 사전 경보 레벨이면 사용자가 설정한 트립동작 레벨치(70% 내지 110%)즉, 정격전류의 70% 내지 110%내에 존재하는가를 검색하게 된다(스텝; ST10).

상기 단계(ST10)에서 검색한 결과 트립동작 레벨치내에 있으면, 즉, 정격전류의 70%의 초과시에는 제 5 도의 (a)에서와 같이, 표시부(207)의 저항(R1)을 통해 트랜지스터(Q1)를 0.5초 간격으로 온/오프시켜 발광소자(LED1)를 제어하고(스텝;ST11), 부하전류가 70% 내지 110% 사이를 40 초간 경과하게 되면(스텝; ST12) 상기한 표시부(207)의 스위칭소자(Q1)를 통해 발광소자(LED1)를 계속 발광시켜 과부하 발생정도와 경과시간을 표시하여 주게 된다(스텝; ST13).

그리고, 상기 단계(ST10)에 검색한 결과 트립동작 레벨치를 벗어나게 되면 즉, 정격전류의 110%를 초과하게 되면 제 5 도의 (b)와 같이, 바로 표시부(207)의 스위칭소자(Q1)를 통해 발광소자(LED1)를 계속 발광시켜 과부하 발생정도와 경과시간을 표시하여 주게 된다(스텝; ST13).

그리고, 부하전류가 정격전류의 110%를 초과시에 상기 마이콤(206)은 트립코일 구동부(208)를 통해 트립코일(209)을 제어하여 배선차단기를 차단하게 된다.

이상에 상세히 설명한 바와같이, 본 발명에 따르면 과부하 사전 경보 동작을 수행키 위한 옵션형태의 유니트 취부 방식이 아닌 표준제품에서의 트립표시 발광소자를 이용하여 사용자의 사전경보 레벨 설정치(70% 내지 110%)에 의해 과부하 상태를 정도에 따라 명멸(明滅) 또는 상시 도통되도록 하게 함으로써, 사용자가 시각적으로 간편하게 부하정도를 판별할 수 있고 부하감시를 용이하게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (9)

1. 3상전원 입력시 부하전류 검출수단을 통해 얻어진 3상전원에 대한 부하전류와 사용자가 세팅한 트립동작 설정치를 연산 비교하는 과부하 검색과정과, 상기 비교한 결과 부하전류가 세팅된 트립동작 설정치내에 있으면 소정시간 간격으로 표시수단을 구동하고 설정치 이상이면 표시수단을 연속 구동시켜 과부하 발생정도와 경과시간을 표시하는 과부하상태 표시과정으로 이루어짐을 특징으로 한 전자식 배선차단기의 과부하 경보방법.
2. 제 1 항에 있어서, 트립동작 설정치값은 정격전류의 70% 내지 110%인 것을 특징으로 한 전자식 배선차단기의 과부하 경보방법.
3. 제 1 항에 있어서, 정격전류가 70% 내지 110% 내에 존재하면 0.5초 간격으로 표시수단의 발광소자를 제어하는 것을 특징으로 한 전자식 배선차단기의 과부하 경보방법.
4. 제 1 항에 있어서, 정격전류가 70% 내지 110% 내에 존재하는 시간이 40초를 경과하면 표시수단의 발광소자를 상시 도통시킨 것을 더 포함하여 이루어짐을 특징으로 한 전자식 배선차단기의 과부하 경보방법.
5. 제 1 항에 있어서, 정격전류가 110%를 초과하면 표시수단의 발광소자를 상시 도통시킨 것을 특징으로 하는 전자식 배선차단기의 과부하 경보방법.
6. 제 1 항에 있어서, 부하전류는 각상의 최대위상을 갖는 전류인 것을 특징으로 한 전자식 배선차단기의 과부하 경보방법.
7. 부하전류 검출수단과 제어전원 발생수단을 통해 검출하여 얻어진 각상의 부하전류와 동작레벨 설정수단에서 설정된 트립동작 레벨치 및 트립동작 시간신호를 소정레벨로 증폭하여 출력하는 신호증폭수단과, 상기 신호증폭수단에서 증폭되어 얻어진 각상의 부하전류와 트립동작 레벨치를 선택하여 출력하는 전류선택수단과, 상기 전류선택수단에서 선택되어 얻어진 각상의 부하전류와 사용자가 세팅한 트립동작 레벨치를 연산처리하여 그 결과에 따라 트립코일 구동수단을 통해 트립코일의 구동을 제어함과 아울러 사전경보신호를 발생하는 마이콤과, 상기 마이콤에서 출력된 사전경보신호에 의해 주기적으로 또는 지속적으로 스위칭되어 과부하 정도를 표시하여 주는 표시수단을 포함하여 된 전자식 배선차단기의 과부하 경보장치.
8. 제 7 항에 있어서, 표시수단은 부하전류가 트립동작 레벨치의 70%내지 110%내에 존재하면 마이콤의 사전경보 제어신호에 의해 0.5초 간격으로 경멸하고 70% 내지 110% 내에 존재하는 시간이 40초 경과하거나 100%를 초과하면 상시 도통되어 표시함을 특징으로 한 전자식 배선차단기의 과부하 경보장치.
9. 제 7 항에 있어서, 마이콤은 상기 전류선택수단에서 선택되어 입력된 각상의 부하전류와 설정된 트립동작 레벨치와를 비교하고 그 비교한 결과에 따라 과부하 트립연산을 수행하는 과부하트립 연산수단과, 상기 과부하 트립연산수단에서 계산된 과부하값에 따라 사전경보신호를 연산하여 결정하는 사전경보신호 연산수단으로 구성함을 특징으로 한 전자식 배선차단기의 과부하 경보장치.