KR100536106B1 - 고주파 오동작 방지용 전자개폐장치와 그를 이용한 누전차단장치 - Google Patents

고주파 오동작 방지용 전자개폐장치와 그를 이용한 누전차단장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가로등이나 교통신호등, 전주 등과 같은 전기구조물에 설정전압 이상의 누설전압이 발생되거나 침수가 발생될 경우 전원을 차단하는 누전차단장치에서 전원을 초기 공급할 때 전원라인의 N상과 R상의 접점시간차로 인해 N상이 우선적으로 접점되도록 하여 고주파 전류에 의한 오동작으로 전원공급이 차단되지 않도록 하는 고주파 오동작 방지용 전자 스위치 및 그를 이용한 누전차단장치 및 그 방법에 관한 것이다.
이를 위한 본 발명의 누전차단장치는 외부로부터 인입되는 상용전원의 전류상태를 검출하여 과전류 또는 지락전류가 흐를 시 상용전원 공급을 차단하는 서키트 브레이커와, 상기 서키트 브레이커를 통해 공급되는 전원을 받아 일정시간 마다 가로등 점등제어신호 및 가로등 소등제어신호를 출력하는 가로등 점등제어기와, 상기 각 전기부하로부터 누설전류가 흐르는 것을 감지하는 영상변류기와, 상기 영상변류기가 누설전류를 검출할 시 상기 교류전원을 차단하도록 제어하고, 상기 가로등 점등 제어기로부터 가로등 점등 제어신호가 발생될 시 미리 설정된 시간차를 가지고 교류전원의 N상과 R상의 스위칭 온신호를 순차적으로 발생하는 계전기와, 상기 계전기로부터 출력된 스위칭 온신호에 의해 교류전원의 N상의 스위칭접점을 연결하는 제1 마그네트 스위치와, 상기 계전기로부터 출력된 스위칭 온신호에 의해 상기 제1 마그네트 스위치의 접점이 연결된 후 교류전원의 R상의 스위치접점을 연결하는 제2 마그네트 스위치를 포함한다.
본 발명은 가로등과 같은 부하로 설정된 시간마다 전원을 공급하여 가로등을 점등시킬 경우 마그네트 스위치의 불량으로 인하여 교류전원의 R상의 스위치 접점이 N상의 스위치 접점보다 먼저 연결되어 고주파에 의한 누설전류가 발생하여 마그네트 스위치가 오프되어 전원공급이 차단되는 것을 방지한다.

Description

고주파 오동작 방지용 전자개폐장치와 그를 이용한 누전차단장치{POWER SWITCHING DEVICE FOR PREVENTING ERROR OPERATION BY HIGH FREQUENCY CURRENT CONTACT AND DEVICE CUT OFF LEAKAGE OF ELECTRICITY THEREFOR}
본 발명은 누전차단장치에 관한 것으로, 특히 가로등이나 교통신호등, 전주 등과 같은 전기구조물에 설정전압 이상의 누설전압이 발생되거나 침수가 발생될 경우 전원을 차단하는 누전차단장치에서 전원을 초기 공급할 때 전원라인의 N상과 R상의 접점시간차로 인해 N상이 우선적으로 접점되도록 하여 고주파 전류에 의한 오동작으로 전원공급이 차단되지 않도록 하는 고주파 오동작 방지용 전자개폐장치 및 그를 이용한 누전차단장치에 관한 것이다.
일반적으로 도로에 설치되는 가로등 및 교통신호등의 전기구조물이나 공장 및 주택 등에 사용되는 각종 산업용장비, 욕실콘센트, 세탁기, 냉장고 등 전기기구 등에 누설전류 및 누설전압이 외부로 흘렀을 때 설정전압 이상의 누설전압이 발생하거나 침수가 발생될 경우 감전사고를 방지하기 위해 전원을 차단하여야 한다.
이러한 가로등 및 교통신호등 등에 침수가 발생될 경우 감전사고를 방지하기 위해 전원을 차단하는 감전사고 방지장치가 본원출원인에 의해 선출원된 대한민국 공개특허 10-2004-41001호에 개시되어 있다.
도 1을 참조하면, 외부로부터 계량기(10)를 통해 인입되는 상용전원의 전류상태를 검출하여 과전류 또는 지락전류가 흐를 시 상용전원 공급을 차단하는 메인서키트 브레이커(12)와, 상기 메인서키트 브레이커(12)의 출력단자에 전선으로 연결되어 그 전선으로부터 각각 분기되어 상기 AC전원을 각 일반용 전기부하로 공급하며, 상기 각 전기부하로부터 과전류 또는 지락전류가 흐를 시 전원공급을 각각 차단하기 위한 서브 서키트 브레이커(16)와, 상기 메인서키트 브레이커(12)를 통해 공급되는 전원을 받아 일정시간 마다 가로등 점등제어신호 및 가로등 소등제어신호를 출력하는 가로등 점등제어기(14)와, 상기 각 전기부하로부터 누설전류가 흐르는 것을 감지하는 영상변류기(18)와, 상기 영상변류기(18)가 누설전류를 검출할 시 상기 교류전원을 차단하도록 제어하고, 변류기(21)로부터 과전류가 검출될 시 교류전원을 차단하도록 제어하는 계전기(20)와, 상기 계전기(20)로부터 교류전원 차단제어신호에 의해 AC전원을 차단하는 마그네트 스위치(22)와, 상기 계전기(20)로부터 각각 출력된 AC을 공급받아 침수 또는 설정전압 이상의 누설전압이 발생될 경우 지락전류를 발생하는 감전방지부(24)로 구성되어 있다.
메인서키트 브레이커(12)와 서브서키트 브레이커(14)는 예를 들어 MCCB(MOULDED CASE CIRCUIT BRAKER)나 ELB(ELCB(EARTH LEAKAGE CIRCUIT BREAKER)로 구성될 수 있으며, MCCB나 ELB는 공동주택, 오피스텔, 빌딩 등의 건축물의 전원부하 및 선로 보호용으로 사용되는 전원회로 차단기로 적용되고 있으며, 단상 220V 등의 MCCB나 ELCB 차단기의 구조는 단상의 경우 2입력단과 2출력단을 갖는다. 기존의 차단기인 MCCB(MOULDED CASE CIRCUIT BRAKER)는 과부하 과전류 보호를 위한 차단기로 쓰이고, ELCB(EARTH LEAKAGE CIRCUIT BRAKER)은 누전 및 과부하 과전류 보호를 위한 차단기로 쓰인다. 이들의 회로는 MCCB의 경우 전원입력 과부하로 출력되는 회로 내에 바이메탈 회로로 하여금 부하의 과부하 및 과 전류시에는 누전차단기가 오프 스위칭(OFF SWITCHING)할 수 있도록 되어 있고, 회로 복구시에는 수동 스위치로 온 스위칭(ON SWITCHING)할 수 있다.
또한 ELCB (일명, ELB)는 이러한 기능에 ZCT(영상변류기)(18)를 이용하여, 부하에 누설 및 누전 전류가 있을시 입력전류와 출력전류의 차이를 감지하여 스위칭 할 수 있는 회로가 추가되어 있다.
감전방지부(24)는 가로등이나 신호등 또는 전주 등과 같은 철주 상에 지면으로부터 일정거리 이격된 위치(예를들어 50mm)에 설치되어 침수 상태를 검지하기 위한 침수 감지봉와, 대지에 하나의 감지봉이 매입되고 다른 하나의 감지봉이 철주에 접속된 누설감지봉과, 상기 침수감지봉으로부터 침수상태를 감지하고 누설감지봉으로 설정전압 이상의 누설전압이 발생되는지의 여부를 감지하는 누설전압 및 침수 감지부와, 상기 누설전압 및 침수 감지부로부터 누설전압 및 침수상태가 감지될 시 지락전류, 과전류, 단락전류를 순차적으로 발생하도록 제어하는 전원차단신호 발생부를 구비한다.
감전방지부(24)는 침수 및 누설전압이 감지될 교류전원의 R상과 N상에 연결하여 과전류가 발생되도록 하고, 마그네트 스위치(22), 메인서키트 브레이커(12), 서브 서키트 브레이커(16) 등의 접점 손상 방지와 전주에 설치된 변압기 등의 코일 소손을 방지하도록 하였다. 그리고 감전방지부(24)는 단락(SHORT)전류 발생 시 마그네트 스위치(22), 메인서키트 브레이커(12), 서브 서키트 브레이커(16) 등의 접점을 개방시켜 AC전원을 차단한다.
또한 가로등 점등제어기(14)는 타이머가 내장되어 주간에는 가로등을 소등하도록 제어하고, 야간에는 가로등을 점등하도록 제어한다. 가로등 점등제어기(14)는 가로등 점등시간과 소등시간은 계절에 따라 달라질 수 있으나 예를들어 05시 30분부터 20시 00분까지는 가로등을 소등하도록 하고, 오후 20시 01분 부터 오전 05시 29분까지 점등하도록 한다. 가로등 점등제어기(14)는 매일 오후 20시 01분이 되면 가로등 점등제어신호를 출력하여 계전기(20)로 인가한다. 그러면 계전기(20)는 마그네트 스위치(22)의 마그네트 코일(MC)에 전류가 흐르도록 하여 스위치(SW1, SW2)를 온시켜 가로등이 점등되도록 한다. 이때 스위치(SW1, SW2)가 동시에 온되어야 하나 스위치(SW1, SW2)의 구조상 동시에 온되지 않고 R상이 먼저 온되고 N상이 온되는 경우가 있고, N상이 먼저 온되고 R상이 온되는 경우가 있다.
도 2는 도 1의 마그네트 스위치(22)의 단면구조도이다.
마그네트 코일(MC)에 전류가 흐를 때 스위치(SW1, SW2)를 압압하기 위한 유동가이드(30)와, 상기 유동가이드(30)가 압압될 때 압축되고 상기 스위치 유동가이드(30)가 압압되지 않을 때 신장되는 스프링(32)과, 상기 유동가이드(30)의 일측에 연결되어 교류전원의 R상의 스위치 접점을 연결시키거나 개방시키는 제1 스위치 접점 구동부(34)와, 상기 스위치 유동가이드(30)의 타측에 연결되어 교류전원의 N상의 스위치 접점을 연결시키거나 개방시키는 제2 스위치 접점 구동부(36)로 구성되어 있다.
유동가이드(30)는 마그네트 코일(MC)에 전류가 흐를 때 스위치(SW1, SW2)를 압압하기 위해 수직방향으로 유동된다. 이때 스프링(32)은 유동가이드(30)가 압압될 때 압축되고 상기 유동가이드(30)가 압압되지 않을 때 신장된다. 상기 유동가이드(30)가 압압되면 제1 스위치 접점 구동부(34)는 교류전원의 R상의 스위치 접점을 연결시킨다. 상기 유동가이드(30)가 압압되면 제2 스위치 접점 구동부(36)는 교류전원의 R상의 스위치 접점을 연결시킨다. 상기 제1 및 제2 스위치 접점 구동부(34, 36)는 제1 스프링(38)과 제2 스프링(40)을 포함하고 있다. 상기 제1 및 제2 스위치 접점 구동부(34, 36)는 유동가이드(30)가 압압될 때 제1 스프링(38)과 제2 스프링(40)이 압압되어 교류전원의 R상과 N상의 접점이 각각 연결된다.
상기와 같은 종래의 마그네트 스위치(22)는 제1 및 제2 스위치 접점구동부(34, 36)가 동일한 크기로 유동가이드(30)에 고정되어 있으므로 가로등을 점등시키기 위해 유동가이드(30)를 압압할 경우 스프링의 탄성력이나 스프링의 유동에 의해 교류전원의 R상과 N상의 접점이 동시에 연결되지 않고 일정한 시간 간격으로 연결되며, 이때 R상의 접점이 먼저 연결될 경우 가로등 안정기의 코일을 통해 도 3과 같이 고주파에 의한 누설전류가 흐르게 되고, N상의 케이블에서 발생하는 고주파에 의한 누설전류가 증폭되어 계전기(20) 내에 구비되어 있는 누전차단기 및 마그네트 스위치(22)가 다운되어 가로등을 점등시키지 못하는 오동작이 발생하는 문제가 있었다.
따라서 본 발명의 목적은 감전사고 방지장치에서 가로등을 점등하기 위해 전원을 공급할 때 전원라인의 N상과 R상의 접점시간차로 인해 N상이 우선적으로 접점되도록 하는 고주파 오동작 방지용 전자개폐장치 및 그를 이용한 누전차단장치를 제공함에 있다.
본 발명의 다른 목적은 가로등을 점등하기 위해 마그네트 스위치에 의해 전원을 공급할 때 고주파 과전류에 의한 오동작으로 전원공급이 차단되지 않도록 하는 고주파 오동작 방지용 전자개폐장치 및 그를 이용한 누전차단장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 양태에 따른 누전차단장치는, 서키트 브레이커를 통해 공급되는 전원을 받아 일정시간 마다 가로등 점등제어신호 및 가로등 소등제어신호를 출력하는 가로등 점등제어기와, 상기 각 전기부하로부터 누설전류가 흐르는 것을 감지하는 영상변류기와, 상기 영상변류기가 누설전류를 검출할 시 상기 교류전원을 차단하도록 제어하고, 상기 가로등 점등 제어기로부터 가로등 점등 제어신호가 발생될 시 미리 설정된 시간차를 가지고 교류전원의 N상과 R상의 스위칭 온신호를 순차적으로 발생하는 계전기와, 상기 계전기로부터 출력된 스위칭 온신호에 의해 교류전원의 N상의 스위칭접점을 연결하는 제1 마그네트 스위치와, 상기 계전기로부터 출력된 스위칭 온신호에 의해 상기 제1 마그네트 스위치의 접점이 연결된 후 교류전원의 R상의 스위치접점을 연결하는 제2 마그네트 스위치를 포함함을 특징으로 한다.
상기 계전기의 미리 설정된 시간차는 0.1 혹은 0.2초가 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한 다른 양태에 따른 누전차단장치는, 서키트 브레이커로부터 공급되는 교류전원을 받아 전기부하로부터 누설전류가 흐르는 것을 감지하는 영상변류기와, 상기 영상변류기가 누설전류를 검출할 시 상기 교류전원을 차단하도록 제어하고, 외부로부터 전원공급 제어신호가 발생될 시 전원 스위칭 온신호를 발생하는 계전기와, 상기 계전기로부터 출력된 전원스위칭 온신호를 설정된 시간동안 지연시켜 출력하는 타이머와, 상기 계전기로부터 출력된 스위칭 온신호에 교류전원의 N상의 스위칭접점을 연결하는 제1 마그네트 스위치와, 상기 타이머로부터 설정시간 지연된 전원스위칭 온신호에 의해 상기 제1 마그네트 스위치의 접점이 온된 후 교류전원의 R상의 스위칭접점을 연결하는 제2 마그네트 스위치로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 타이머의 설정된 시간은 0.1초 혹은 0.2초임을 특징으로 하는 누전차단
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 양태에 따른 누전차단장치는, 외부로부터 인입되는 상용전원의 전류상태를 검출하여 과전류 또는 지락전류가 흐를 시 상용전원 공급을 차단하는 서키트 브레이커와, 전기부하로부터 누설전류가 흐르는 것을 감지하는 영상변류기와, 상기 영상변류기가 누설전류를 검출할 시 상기 교류전원을 차단하도록 제어하고, 외부로부터 상기 전기부하로 전원을 공급하기 위한 제어신호가 발생될 시 교류전원의 R상과 N상의 스위칭 온신호를 발생하는 계전기와, 상기 계전기로부터 출력된 스위칭 온신호에 의해 교류전원의 N상 및 R상의 스위칭접점을 각각 연결하는 마그네트 스위치를 구비하고,
상기 마그네트 스위치는, 계전기로부터 출력된 전원 스위칭 온신호에 의해 스위치를 구동하기 위한 신호를 출력하는 마그네트 코일(MC)과, 상기 마그네트 코일(MC)의 구동신호에 의해 스위칭 온되어 교류전원의 N상 및 R상의 스위칭접점을 연결하는 각각 연결하는 제1 및 제2 스위치를 포함하며,
상기 제1 및 제2 스위치는 스위치 접점이 연결되도록 압압하기 위한 유동가이드와, 상기 유동가이드가 압압될 때 압축되고 상기 스위치 유동가이드가 압압되지 않을 때 신장되는 스프링과, 상기 유동가이드의 일측에 연결되어 교류전원의 N상의 스위치 접점을 연결시키거나 개방시키는 제1 스위치 접점 구동부와, 상기 유동가이드의 타측에 연결되고 상기 제1 스위치 접점 구동부보다 길이가 짧게 형성되어 있으며 교류전원의 R상의 스위치 접점을 연결시키거나 개방시키는 제2 스위치 접점 구동부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 양태에 따른 누전차단장치의 고주파 오동작 방지용 전자개폐장치는,
외부로부터 입력되는 전원 스위칭 온신호에 의해 스위치를 구동하기 위한 신호를 출력하는 마그네트 코일(MC)과,
상기 마그네트 코일(MC)의 구동신호에 의해 스위칭 온되어 교류전원의 N상 및 R상의 스위칭접점을 연결하는 각각 연결하는 제1 및 제2 스위치를 포함하며,
상기 제1 및 제2 스위치는 스위치 접점이 연결되도록 압압하기 위한 유동가이드와, 상기 유동가이드가 압압될 때 압축되고 상기 스위치 유동가이드가 압압되지 않을 때 신장되는 스프링과, 상기 유동가이드의 일측에 연결되어 교류전원의 N상의 스위치 접점을 연결시키거나 개방시키는 제1 스위치 접점 구동부와, 상기 유동가이드의 타측에 연결되고 상기 제1 스위치 접점 구동부보다 길이가 짧게 형성되어 있으며 교류전원의 R상의 스위치 접점을 연결시키거나 개방시키는 제2 스위치 접점 구동부를 포함함을 특징으로 한다.
상기 제1 스위치는 상기 마그네트 코일(MC)의 스위치 구동신호에 의해 구동되어 교류전원의 N상의 스위칭접점을 연결하고, 상기 제2 스위치는 상기 제1 스위치의 접점이 온된 후 교류전원의 R상의 스위칭접점을 연결함을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시 양태에 따른 누전차단장치의 고주파 오동작 방지용 전자개폐장치는, 외부로부터 입력되는 전원 스위칭 온신호를 설정된 시간동안 지연시키는 타이머와, 상기 외부로부터 입력된 전원스위칭 온신호에 의해 교류전원의 N상 스위칭접점을 연결하는 제1 마그네트 스위치와, 상기 타이머로부터 지연된 전원 스위칭 온신호에 의해 교류전원의 R상 스위칭 접점을 연결하는 제2 마그네트 스위치로 이루어짐을 특징으로 한다.
상기 제2 마그네트 스위치는 상기 제1 마그네트 스위치의 접점이 온된 후 교류전원의 R상의 스위칭접점을 연결하는 것이 바람직하다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부하로 전원 공급 시 고주파 오동작 방지용 전자스위칭 방법은 N상접점을 먼저 연결시키고, 상기 N상의 접점이 연결된 후 R상의 접점을 연결시킴을 특징으로 한다.
이하 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 고주파 오동작 방지용 전원 스위칭장치를 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 누전차단장치의 구성을 보인 회로도이다.
외부로부터 인입되는 상용전원의 전류상태를 검출하여 과전류 또는 단락전류가 흐를 시 상용전원 공급을 차단하는 서키트 브레이커(50)와, 상기 서키트 브레이커(50)를 통해 공급되는 전원을 받아 일정시간 마다 가로등 점등제어신호 및 가로등 소등제어신호를 출력하는 가로등 점등제어기(54)와, 상기 각 전기부하로부터 누설전류가 흐르는 것을 감지하는 영상변류기(52)와, 상기 영상변류기(52)가 누설전류를 검출할 시 상기 교류전원을 차단하도록 제어하고, 상기 가로등 점등 제어기(54)로부터 가로등 점등 제어신호가 발생될 시 미리 설정된 시차(예를 들어 0.1~0.2초)를 갖도록 교류전원의 R상과 N상의 스위칭 온신호를 순차적으로 발생하는 계전기(56)와, 상기 계전기(56)로부터 출력된 스위칭 온신호에 의해 교류전원의 N상의 스위칭접점을 연결하는 제1 마그네트 스위치(58)와, 상기 계전기(56)로부터 출력된 스위칭 온신호에 의해 상기 제1 마그네트 스위치(58)의 접점이 온된 후 교류전원의 R상의 스위칭접점을 연결하는 제2 마그네트 스위치(60)로 구성되어 있다.
서키트 브레이커(50)는 외부로부터 인입되는 상용전원의 전류상태를 검출하여 과전류 또는 누전전류가 흐를 시 상용전원 공급을 차단한다. 상기 서키트 브레이커(50)가 바이메탈 형식이 아니고 썬트코일 내장형일 경우 계전기(56)로부터 발생되는 스위칭 오프신호에 의해 전원공급을 차단하도록 한다. 가로등 점등제어기(54)는 상기 서키트 브레이커(50)를 통해 공급되는 전원을 받아 일정시간 마다 가로등 점등제어신호 및 가로등 소등제어신호를 출력한다. 영상변류기(52)는 서키트 브레이커(50)를 통해 공급되는 교류전원을 받아 전기부하로부터 누설전류가 흐르는 것을 감지한다. 이때 계전기(56)는 상기 영상변류기(52)가 누설전류를 검출할 시 교류전원을 차단하도록 하고, 내부에 구비되어 있는 변류기에 의해 지락전류 및 단락전류를 검출할 시 상기 교류전원을 차단하도록 제어한다. 그리고 계전기(56)는 제1 및 제2 마그네트 스위치(58, 60)를 제어하여 전원공급이 차단되도록 한다.
또한 서키트 브레이커(50)와 계전기(56) 및 제1 및 제2 마그네트 스위치(58, 60)가 온되어 전원이 공급되는 상태에서 가로등 점등 제어기(54)는 가로등 점등시간과 소등시간은 계절에 따라 달라질 수 있으나 예를들어 05시 30분부터 20시 00분까지는 가로등을 소등하도록 하고, 오후 20시 01분 부터 오전 05시 29분까지 점등하도록 가로등 점등 및 소등 제어신호를 발생한다. 이때 계전기(56)는 가로등 점등 제어신호가 발생될 시 제1 스위칭온 신호를 발생하여 제1 마그네트 스위치(58)을 온시키고, 미리 설정된 시간(예를 들어 0.1~0.2초)이 경과될 시 제2 스위칭온신호를 발생하여 제2 마그네트 스위치(60)를 온시킨다. 전원이 공급될 때 제1 마그네트 스위치(58)가 교류전원의 N상의 접점을 연결하고, 예컨대 0.1초~0.2초 후에 제2 마그네트 스위치(60)가 교류전원의 R상의 접점을 연결하도록 하기 때문에 도 3과 같은 고주파 전류에 의한 오동작을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 누전차단장치의 구성을 보인 회로도이다.
외부로부터 인입되는 상용전원의 전류상태를 검출하여 과전류 또는 단락전류가 흐를 시 상용전원 공급을 차단하는 서키트 브레이커(100)와, 상기 서키트 브레이커(100)로부터 공급되는 교류전원을 받아 전기부하로부터 누설전류가 흐르는 것을 감지하는 영상변류기(102)와, 상기 영상변류기(102)가 누설전류를 검출할 시 상기 교류전원을 차단하도록 제어하고, 외부로부터 전원공급 제어신호가 발생될 시 전원 스위칭 온신호를 발생하는 계전기(104)와, 상기 계전기(104)로부터 출력된 전원스위칭 온신호를 설정된 시간(예를 들어 0.1초~0.2초)동안 지연시켜 출력하는 타이머(106)와, 상기 계전기(104)로부터 출력된 스위칭 온신호에 교류전원의 N상의 스위칭접점을 연결하는 제1 마그네트 스위치(108)와, 상기 타이머(106)로부터 설정시간 지연된 전원스위칭 온신호에 의해 상기 제1 마그네트 스위치(108)의 접점이 온된 후 교류전원의 R상의 스위칭접점을 연결하는 제2 마그네트 스위치(110)로 구성되어 있다.
상술한 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시 예의 동작을 상세히 설명한다.
서키트 브레이커(100)는 외부로부터 인입되는 상용전원의 전류상태를 검출하여 과전류 또는 단락전류가 흐를 시 상용전원 공급을 차단한다. 영상변류기(102)는 서키트 브레이커(100)를 통해 공급되는 교류전원을 받아 전기부하로부터 누설전류가 흐르는 것을 감지한다. 이때 계전기(104)는 상기 영상변류기(102)가 누설전류 를 검출할 시 상기 교류전원을 차단하도록 제어한다. 그리고 계전기(104)는 제1 및 제2 마그네트 스위치(108, 110)를 제어하여 전원공급이 차단되도록 한다.
또한 서키트 브레이커(100)가 온되어 전원이 공급되는 상태에서 계전기(104)는 외부로부터 전원공급 제어신호가 인가되면 전원공급 스위칭온 신호를 발생하여 제1 마그네트 스위치(108)와 타이머(106)으로 인가한다. 이때 제1 마그네트 스위칭(108)는 교류전원의 N상의 접점을 연결한다. 그리고 타이머(106)는 상기 계전기(104)로부터 출력되는 전원공급 제어신호를 받아 미리 설정된 시간(예를 들어 0.1~0.2초)동안 지연시킨 후 전원공급 스위칭온신호를 발생하여 제2 마그네트 스위치(110)으로 인가하여 제2 마그네트 스위치(110)를 온시킨다. 부하로 전원이 공급될 때 제1 마그네트 스위치(108)가 교류전원의 N상의 접점을 연결하고, 예컨대 0.1초~0.2초 후에 제2 마그네트 스위치(110)가 교류전원의 R상의 접점을 연결하도록 하기 때문에 도 3과 같은 고주파 전류에 의한 오동작을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 누전차단장치의 구성을 보인 회로도이다.
외부로부터 인입되는 상용전원의 전류상태를 검출하여 과전류 또는 누전전류가 흐를 시 상용전원 공급을 차단하는 서키트 브레이커(200)와, 상기 서키트 브레이커(200)를 통해 공급되는 전원을 받아 일정시간 마다 가로등 점등제어신호 및 가로등 소등제어신호를 출력하는 가로등 점등제어기(206)와, 상기 각 전기부하로부터 누설전류가 흐르는 것을 감지하는 영상변류기(202)와, 상기 영상변류기(202)가 누설전류를 검출할 시 상기 교류전원을 차단하도록 제어하고, 상기 가로등 점등 제어기(206)로부터 가로등 점등 제어신호가 발생될 시 교류전원의 R상과 N상의 스위칭 온신호를 발생하는 계전기(204)와, 상기 계전기(204)로부터 출력된 스위칭 온신호에 의해 교류전원의 N상 및 R상의 스위칭접점을 각각 연결하는 마그네트 스위치(208)로 구성되어 있다.
상기 마그네트 스위치(208)는 상기 계전기(204)로부터 출력된 전원 스위칭 온신호에 의해 스위치를 구동하기 위한 신호를 출력하는 마그네트 코일(MC)과, 상기 마그네트 코일(MC)의 구동신호에 의해 스위칭 온되어 교류전원의 N 상 및 R상의 스위칭접점을 연결하는 각각 연결하는 제1 및 제2 스위치(210, 212)로 구성되어 있다.
상기 제1 스위치(210)는 상기 마그네트 코일(MC)의 스위치 구동신호에 의해 구동되어 교류전원의 N상의 스위칭접점을 연결한다. 제2 스위치(212)는 상기 제1 스위치(210)의 접점이 온된 후 교류전원의 R상의 스위칭접점을 연결한다.
도 7은 도 6의 제1 및 제2 스위치(210, 212)의 구조도이다.
마그네트 코일(MC)에 전류가 흐를 때 제1 및 제2 스위치(210, 212)를 압압하기 위한 유동가이드(62)와, 상기 유동가이드(62)가 압압될 때 압축되고 상기 스위치 유동가이드(62)가 압압되지 않을 때 신장되는 스프링(64)과, 상기 유동가이드(62)의 일측에 연결되어 교류전원의 N상의 스위치 접점을 연결시키거나 개방시키는 제1 스위치 접점 구동부(66)와, 상기 유동가이드(62)의 타측에 상기 제1 스위치 접점구동부(66)과 평행하게 설치되고 상기 제1 스위치 접점 구동부(66)보다 길이가 짧게 형성되어 있으며 교류전원의 R상의 스위치 접점을 연결시키거나 개방시키는 제2 스위치 접점 구동부(68)로 구성되어 있다.
상기 제1 및 제2 스위치 접점 구동부(66, 68)는 제1 스프링(70)과 제2 스프링(72)을 포함하고 있다. 상기 상기 제1 및 제2 스위치 접점 구동부(66, 68)는 유동가이드(62)가 압압될 때 제1 스프링(70)과 제2 스프링(72)이 압압되어 교류전원의 R상과 N상의 접점이 각각 연결되는데, 제1 스위치 접점구동부(66)의 크기가 제2 스위치 접점 구동부(68)의 크기보다 크게 형성되어 유동가이드(62)가 압압될 때 제1 스위치 점점구동부(68)에 의해 제1 스위치(210)가 먼저 온되고, 스위치(212)가 나중에 온된다.
상술한 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 또 다른 실시 예의 동작을 상세히 설명한다.
서키트 브레이커(200)는 외부로부터 인입되는 상용전원의 전류상태를 검출하여 과전류 또는 지락전류가 흐를 시 상용전원 공급을 차단한다. 가로등 점등제어기(206)는 상기 서키트 브레이커(200)를 통해 공급되는 전원을 받아 일정시간 마다 가로등 점등제어신호 및 가로등 소등제어신호를 출력한다. 영상변류기(202)는 서키트 브레이커(200)를 통해 공급되는 교류전원을 받아 전기부하로부터 누설전류가 흐르는 것을 감지한다. 이때 계전기(204)는 상기 영상변류기(202)가 누설전류를 검출할 시 상기 교류전원을 차단하도록 제어한다. 그리고 계전기(204)는 제1 및 제2 마그네트 스위치(208)를 제어하여 전원공급이 차단되도록 한다.
또한 서키트 브레이커(200)와 계전기(204)가 온되어 전원이 공급되는 상태에서 가로등 점등 제어기(206)는 가로등 점등시간과 소등시간은 계절에 따라 달라질 수 있으나 예를들어 05시 30분부터 20시 00분까지는 가로등을 소등하도록 하고, 오후 20시 01분 부터 오전 05시 29분까지 점등하도록 가로등 점등 및 소등 제어신호를 발생한다. 이때 계전기(204)는 가로등 점등 제어신호가 발생될 시 전원 스위칭온 신호를 발생하여 마그네트 코일(MC)로 인가한다. 이때 유동가이드(62)는 마그네트 코일(MC)의 전류가 흐름에 의해 압압된다. 상기 유동가이드(62)가 각각 압압되면 제1 스위치 접점구동부(66)의 길이가 제2 스위치 접점 구동부(68)의 길이보다 길게 형성되어 있기 때문에 제1 스위치(210)가 먼저 온되고 예를 들어 0.1초~0.2초 후에 제2 스위치(212)가 온된다.
따라서 부하의 하나인 가로등을 점등시키기 위해 마그네트 스위치(208)을 온시켜 전원을 공급할 때 제1 스위치(210)가 교류전원의 N상의 접점을 연결하고, 예컨데 0.1초~0.2초 후에 제2 스위치(212)가 교류전원의 R상의 접점을 연결하도록 하기 때문에 도 3과 같은 고주파 전류에 의한 오동작을 방지할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예의 도 7에서 제1 스위치 접점구동부(66)와 제2 스위치 접점 구동부(68)의 길이를 다로 다르게 하여 교류전원 N상과 R상의 스위치 접점이 시간차를 갖도록 하였으나, 도 2과 같이 제1 스위치 접점구동부(34)와 제2 스위치 접점 구동부(36)의 길이를 동일하게 하고, 도 8과 같이 N상의 스위치 접점을 항상 단락시킨 상태로 하고 계전기(204)로부터 전원 스위칭 온신호에 의해 제2스위치(212)만 온되도록 한다. 그러면 부하의 하나인 가로등을 점등시키기 위해 마그네트 스위치(208)를 온시켜 전원을 공급할 때 제1 스위치(210)에 연결된 교류전원의 N상은 항상 접점이 연결되어 있고, 제2 스위치(212)가 교류전원의 N상이 연결되어 있는 상태에서 교류전원의 R상의 접점을 연결하도록 하기 때문에 도 3과 같은 고주파 전류에 의한 오동작을 방지할 수 있다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 이탈하지 않은 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다. 예로 들어 설명한 것으로서 본 발명을 실시함에 있어서는 이에 한정되지 않고, 부하로 전원을 공급하기 위해 교류전원의 N상과 R상의 접점을 연결할 때 N상을 먼저 연결한 후 R상을 연결하도록 하는 구성은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 여러 가지로 변형 실시할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 가로등과 같은 부하로 설정된 시간마다 전원을 공급하여 가로등을 점등시킬 경우 교류전원의 N상의 스위치 접점이 R상의 스위치 접점보다 먼저 연결되도록 하여 고주파에 의한 누설전류가 발생하지 않도록 하고, 서키트 브레이커와 마그네트 스위치가 오프되어 전원공급이 차단되는 것을 방지할 수 있다.
또한 가로등과 같은 부하로 전원을 공급할 시 교류전원의 N상의 스위치 접점이 R상의 스위치 접점보다 먼저 연결되도록 하여 고주파에 의한 지락전류 발생으로 인하여 서키트 브레이커와 마그네트 스위치가 오프되지 않도록 하고, 서키트 브레이커를 수동으로 복귀시키지 않게 되어 관리자가 서키트 브레이커가 설치된 위치로 이동할 필요가 없어 가로등 점등관리를 효율적으로 할 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래의 지락차단장치의 구성도
도 2는 도 1의 마그네트 스위치(22)의 단면구조도
도 3은 교류전원의 N상이 R상보다 먼저 스위칭 온되어 발생하는 고주파 누설전류의 파형도
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 누전차단장치의 구성을 보인 회로도
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 누전차단장치의 구성을 보인 회로도
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 누전차단장치의 구성을 보인 회로도
도 7은 도 6의 제1 및 제2 스위치(210, 212)의 구조도
도 8은 도 6의 또 다른 실시 예에 따른 제1 및 제2 스위치의 접점구조도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100: 서키트 브레이커 102: 영상변류기
104: 계전기 106: 타이머
108: 제1 마그네트 스위치 110: 제2 마그네트 스위치

Claims (10)

  1. 서키트 브레이커를 통해 공급되는 전원을 받아 일정시간 마다 가로등 점등제어신호 및 가로등 소등제어신호를 출력하는 가로등 점등제어기와,
    상기 각 전기부하로부터 누설전류가 흐르는 것을 감지하는 영상변류기와,
    상기 영상변류기가 누설전류를 검출할 시 상기 교류전원을 차단하도록 제어하고, 상기 가로등 점등 제어기로부터 가로등 점등 제어신호가 발생될 시 미리 설정된 시간차를 가지고 교류전원의 N상과 R상의 스위칭 온신호를 순차적으로 발생하는 계전기와,
    상기 계전기로부터 출력된 스위칭 온신호에 의해 교류전원의 N상의 스위칭접점을 연결하는 제1 마그네트 스위치와,
    상기 계전기로부터 출력된 스위칭 온신호에 의해 상기 제1 마그네트 스위치의 접점이 연결된 후 교류전원의 R상의 스위치접점을 연결하는 제2 마그네트 스위치를 포함함을 특징으로 하는 누전차단장치.
  2. 누전차단장치에 있어서,
    상기 서키트 브레이커로부터 공급되는 교류전원을 받아 전기부하로부터 누설전류가 흐르는 것을 감지하는 영상변류기와,
    상기 영상변류기가 누설전류를 검출할 시 상기 교류전원을 차단하도록 제어하고, 외부로부터 전원공급 제어신호가 발생될 시 전원 스위칭 온신호를 발생하는 계전기와,
    상기 계전기로부터 출력된 전원스위칭 온신호를 설정된 시간동안 지연시켜 출력하는 타이머와,
    상기 계전기로부터 출력된 스위칭 온신호에 교류전원의 N상의 스위칭접점을 연결하는 제1 마그네트 스위치와,
    상기 타이머로부터 설정시간 지연된 전원스위칭 온신호에 의해 상기 제1 마그네트 스위치의 접점이 온된 후 교류전원의 R상의 스위칭접점을 연결하는 제2 마그네트 스위치로 구성됨을 특징으로 하는 누전차단장치.
  3. 전기부하로부터 누설전류가 흐르는 것을 감지하는 영상변류기와,
    상기 영상변류기가 누설전류가 검출할 시 상기 교류전원을 차단하도록 제어하고, 외부로부터 상기 전기부하로 전원을 공급하기 위한 제어신호가 발생될 시 교류전원의 R상과 N상의 스위칭 온신호를 발생하는 계전기와,
    상기 계전기로부터 출력된 스위칭 온신호에 의해 교류전원의 N상 및 R상의 스위칭접점을 각각 연결하는 마그네트 스위치를 구비하고,
    상기 마그네트 스위치는, 계전기로부터 출력된 전원 스위칭 온신호에 의해 스위치를 구동하기 위한 신호를 출력하는 마그네트 코일(MC)과, 상기 마그네트 코일(MC)의 구동신호에 의해 스위칭 온되어 교류전원의 N상 및 R상의 스위칭접점을 각각 연결하는 제1 및 제2 스위치를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 스위치는 스위치 접점이 연결되도록 압압하기 위한 유동가이드와, 상기 유동가이드가 압압될 때 압축되고 상기 스위치 유동가이드가 압압되지 않을 때 신장되는 스프링과, 상기 유동가이드의 일측에 연결되어 교류전원의 N상의 스위치 접점을 연결시키거나 개방시키는 제1 스위치 접점 구동부와, 상기 유동가이드의 타측에 상기 제1 스위치 접점 구동부와 평행하게 설치되어 상기 제1 스위치 접점 구동부보다 길이가 짧게 형성되어 있으며 교류전원의 R상의 스위치 접점을 연결시키거나 개방시키는 제2 스위치 접점 구동부를 포함함을 특징으로 하는 누전차단장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 스위치는 상기 마그네트 코일(MC)의 스위치 구동신호에 의해 구동되어 교류전원의 N상의 스위칭접점을 연결하고, 상기 제2 스위치는 상기 제1 스위치의 접점이 온된 후 교류전원의 R상의 스위칭접점을 연결함을 특징으로 하는 누전차단장치.
  5. 누전차단장치의 고주파 오동작 방지용 전자개폐장치에 있어서,
    외부로부터 입력되는 전원 스위칭 온신호에 의해 스위치를 구동하기 위한 신호를 출력하는 마그네트 코일(MC)과,
    상기 마그네트 코일(MC)의 구동신호에 의해 스위칭 온되어 교류전원의 N상 및 R상의 스위칭접점을 연결하는 각각 연결하는 제1 및 제2 스위치를 포함하며,
    상기 제1 및 제2 스위치는 스위치 접점이 연결되도록 압압하기 위한 유동가이드와, 상기 유동가이드가 압압될 때 압축되고 상기 스위치 유동가이드가 압압되지 않을 때 신장되는 스프링과, 상기 유동가이드의 일측에 연결되어 교류전원의 N상의 스위치 접점을 연결시키거나 개방시키는 제1 스위치 접점 구동부와, 상기 유동가이드의 타측에 상기 제1 스위치 접점 구동부와 평행하게 설치되고 상기 제1 스위치 접점 구동부보다 길이가 짧게 형성되어 있으며 교류전원의 R상의 스위치 접점을 연결시키거나 개방시키는 제2 스위치 접점 구동부를 포함함을 특징으로 하는 고주파 오동작 방지용 전자개폐장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 스위치는 상기 마그네트 코일(MC)의 스위치 구동신호에 의해 구동되어 교류전원의 N상의 스위칭접점을 연결하고, 상기 제2 스위치는 상기 제1 스위치의 접점이 온된 후 교류전원의 R상의 스위칭접점을 연결함을 특징으로 하는 고주파 오동작 방지용 전자개폐장치.
  7. 누전차단장치의 고주파 오동작 방지용 전자개폐장치에 있어서,
    외부로부터 입력되는 전원 스위칭 온신호를 설정된 시간동안 지연시키는 타이머와,
    상기 외부로부터 입력된 전원스위칭 온신호에 의해 교류전원의 N상 스위칭접점을 연결하는 제1 마그네트 스위치와,
    상기 타이머로부터 지연된 전원 스위칭 온신호에 의해 교류전원의 R상 스위칭 접점을 연결하는 제2 마그네트 스위치로 이루어짐을 특징으로 하는 고주파 오동작 방지용 전자개폐장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제2 마그네트 스위치는 상기 제1 마그네트 스위치의 접점이 온된 후 교류전원의 R상의 스위칭접점을 연결함을 특징으로 하는 고주파 오동작 방지용 전자개폐장치.
  9. 누전차단장치의 고주파 오동작 방지용 전자개폐장치에 있어서,
    외부로부터 입력되는 전원 스위칭 온신호에 의해 스위치를 구동하기 위한 신호를 출력하는 마그네트 코일(MC)과,
    스위치 접점이 N상에 항상 고정 단락 연결되어 있는 제1 스위치와,
    상기 마그네트 코일(MC)의 구동신호에 의해 스위칭 온되어 교류전원의 R상의 스위칭접점을 연결하는 제2 스위치를 포함함을 특징으로 하는 고주파 오동작 방지용 전자개폐장치.
  10. (삭제)
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