KR102382153B1 - 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛 - Google Patents

아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전원을 공급하는 전원측과 부하측 사이의 전기적 이상을 예방 가능하게 마련된 전원 차단 유닛에 관한 것으로, 상기 전원측에서 공급되는 전원을 차단 가능하게 마련된 전원차단부와; 상기 전원측에서 공급되는 전압의 강하가 설정전압 이하인지를 판단 가능하게 상기 부하측의 입력측에 결합된 전압판단부;를 포함하되, 상기 전압판단부의 판단 결과 상기 설정전압 이하인 경우 상기 전원차단부의 전원이 차단되는 것을 특징으로 한다.
이에, 본 발명에 따르면, 전원 공급 선로에서 아크 현상을 포함하는 이상 발생에 대하여 안정적으로 대응할 수 있고, 아날로그 소자만을 이용하기 때문에 오차없이 동작/작동을 할 수 있으며, 부품 수가 작고 경제적 비용이 저렴한 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공할 수 있다.

Description

아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛 {Power Cut-off Unit using Magnetic Contactor at the Electric Trouble comprising Arc}
본 발명은, 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설정된 전압 이하로 전원측과 부하측 사이의 전압을 감지하여 아크를 포함하는 다양한 종류의 선로 이상 발생을 감지 가능하게 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛에 관한 것이다.
우리의 생활을 영위하고나 산업설비를 운영하기 위하여 다양한 종류의 필수불가결한 요소가 있다. 이러한 필수불가결한 요소 중에는 각종 전자기기나 설비 등에 전력을 공급하는 전기도 포함된다. 이러한 전기는 편리함을 주는 동시에 사고를 유발시키기도 한다.
이러한 전기 사고는 첫째, 부하 용량을 초과하는 전류를 사용함에 따른 과열 또는 화재(과부하 현상), 둘째, 전류가 도선이 아닌 그 이외의 경로로 흘러버리는 현상(누전 현상), 셋째, 도선끼리 합선되어 순간적인 과열 현상(단락 현상), 넷째, 접촉 불량 등으로 인해 스파크가 튀는 현상(아크 현상), 다섯째, 특정 부분의 저항 증가고 인해 과열 현상(저항 증가 현상)으로 나눌 수 있다.
여기서 아크는 도선의 접촉면이 분리되는 그 찰나에 발생한다. 도선이 붙어 있다가 떨어지는 순간에 미세한 공기 절연층이 생기는데, 간격이 너무 가까워 순간적으로 절연이 파괴되면서 방전이 되는 것이다. 직렬 아크의 경우는 부하의 전류량만큼 아크가 발생하고 병렬 아크의 경우 단락이 되는 순간 튀는 스파크로 그 전류량은 수 KA에 이른다. 병렬 아크의 경우 대게 누전차단기가 작동하여 차단을 시킬 수 있다.
그리고 저항 증가로 인한 탄화 현상이다. 탄화 현상은 과부하와 마찬가지로 도선에 열이 발생하지만 큰 차이점을 갖는다. 즉, 탄화 현상은 특정 부분에 저항이 증가하면서 그 부분에서만 발열이 된다. 예를 들면 전선과 단자대의 접속이 불량하여 접촉 면적이 아주 적은 경우 그 부분의 저항이 커지고 발열이 발생한다.
이러한 전기로 인한 발열, 화재 등의 사고로부터 보호하기 위한 안전장치로 배선용 차단기, 누전차단기 등이 사용되고 있다.
누전차단기는 누전 현상, 과부하 현상, 단락 현상은 인한 화재, 과열 등으로 보호, 예방할 수 있으며, 배선용 차단기는 과부하 현상, 단락 현상으로 인한 화재, 과열 등으로 보호, 예방할 수 있다.
그러나 자료에 따르면 전기 화재의 원인 중 70~80%가 아크에 의한 것이고 3~4%가 누전에 의한 것이며 나머지는 접촉 저항 증가 등을 포함한다.
다른 한편, 최근에는 앞에서 설명한 화재의 대부분 원인을 차지하는 아크 현상을 차단하여 과열, 화재 등을 예방히기 위하여 아크차단기가 고안되고 사용되고 있다. 그러나 이러한 아크 차단기는 전류 또는 전압의 변화된 불규칙적인 파형 내지 왜곡을 감지 등을 하여 아크라는 것으로 판단하기 위하여 아날로그 소자뿐만 아니라 CPU를 포함하는 디지털 소자까지 사용하여 제어하여야 하기 때문에 시스템 및 구조가 복잡하고, 부품의 수가 많으며 경제적 비용이 높다는 문제점을 가지고 있다.
이에, 보다 효과적으로 특히 아크를 포함하는 전기적 이상이 발생하여도 안정적으로 이를 예방할 수 있고 부품의 수가 작고 경제적 비용이 저렴한 전원 차단 유닛을 구비하는 것이 바람직하다.
[참고문헌]
등록특허공보 제10-1741693호 (2017.06.15. 공고)
등록특허공보 제10-1454203호 (2014.11.04. 공고)
본 발명의 목적은, 전원 공급 선로에서 아크 현상을 포함하는 이상 발생에 대하여 안정적으로 대응할 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 아날로그 소자만을 이용하기 때문에 오차없이 동작/작동을 할 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 부품 수가 작고 경제적 비용이 저렴한 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 순간적인 전압강하나 순간 정전과 같은 이상 발생을 필터링할 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 전원측 또는 부하측에 설치 가능하며 기존의 전원측 및 부하측에도 설치 가능하므로 적용 범위를 증대시킬 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은, 전원차단기에 의하여 전원이 차단된 경우 램프로 용이하게 확인할 수 있으며, 전기적 이상 발생 지점을 간단하고 편리하게 확인할 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은, 전원을 공급하는 전원측과 부하측 사이의 전기적 이상을 예방 가능하게 마련된 전원 차단 유닛에 있어서, 상기 전원측에서 공급되는 전원을 차단 가능하게 마련된 전원차단부와; 상기 전원측에서 공급되는 전압의 강하가 설정전압 이하인지를 판단 가능하게 상기 부하측의 입력측에 결합된 전압판단부;를 포함하되, 상기 전압판단부의 판단 결과 상기 설정전압 이하인 경우 상기 전원차단부의 전원이 차단되는 것을 특징으로 하는 전원 차단 유닛에 의하여 달성된다.
또한, 상기 전압판단부는 상기 설정전압 이하인지를 판단한 경우 작동하는 전자릴레이인 SSR(Solid State Relay)을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전압판단부는 상기 SSR로 공급되는 전압을 감소시킬 수 있는 저항를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 저항은 가변되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전원차단부는 전자접촉기(Magnetic Contactor)를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전압판단부에서 판단된 상기 설정전압 이하의 전압이 설정시간 이내인 경우 상기 전원차단부로 축적된 전원을 공급하는 정류부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 정류부는 다이오드 브리지(diode bridge)와 커패시터(capacitor, condenser)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 차단 유닛.
본 발명에 따르면, 전원 공급 선로에서 아크 현상을 포함하는 이상 발생에 대하여 안정적으로 대응할 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 아날로그 소자만을 이용하기 때문에 오차없이 동작/작동을 할 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 부품 수가 작고 경제적 비용이 저렴한 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 순간적인 전압강하나 순간 정전과 같은 이상 발생을 필터링할 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 전원측 또는 부하측에 설치 가능하며 기존의 전원측 및 부하측에도 설치 가능하므로 적용 범위를 증대시킬 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 전원차단기에 의하여 전원이 차단된 경우 램프로 용이하게 확인할 수 있으며, 전기적 이상 발생 지점을 간단하고 편리하게 확인할 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전원 차단 유닛의 회로도,
도 2는 도 1의 순서도,
도 3a는 전압판단부를 설명하기 위한 설명도,
도 3b는 정류부의 일실시예를 설명하기 위한 회로도,
도 4a 및 도 4b는 전원 차단 유닛의 작동 과정을 설명하기 위한 회로도,
도 5a 내지 도 5d는 정상적인 상태와 전기적 이상이 발생한 경우의 커패시터에서의 전압 변화 파형의 일예를 모식적으로 도시한 그래프이다.
본 발명의 일실시예에 따른 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛(100, 이하에서 "전원 차단 유닛"이라 함)에 대하여 도 1 내지 도 5d를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전원 차단 유닛의 회로도이며, 도 2는 전원 차단 유닛의 순서도이고, 도 3a는 전압판단부를 설명하기 위한 설명도이며, 도 3b는 정류부의 일실시예를 설명하기 위한 회로도이고, 도 4a 및 도 4b는 전원 차단 유닛의 작동 과정을 설명하기 위한 회로도이며, 도 5a 내지 도 5d는 정상적인 상태와 전기적 이상이 발생한 경우의 커패시터에서의 전압 변화 파형의 일예를 모식적으로 도시한 그래프이다.
본 발명을 보다 상세하게 설명하기에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 구현예(態樣, aspect)(또는 실시예)들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면에서 동일한 참조부호, 특히 십의 자리 및 일의 자리 수, 또는 십의 자리, 일의 자리 및 알파벳이 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 기능을 갖는 부재를 나타내고, 특별한 언급이 없을 경우 도면의 각 참조부호가 지칭하는 부재는 이러한 기준에 준하는 부재로 파악하면 된다.
또 각 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께를 과장되게 크거나(또는 두껍게) 작게(또는 얇게) 표현하거나, 단순화하여 표현하고 있으나 이에 의하여 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예(태양, 態樣, aspect)(또는 실시예)를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, ~포함하다~ 또는 ~이루어진다~ 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다
본 발명에 따른 전원 차단 유닛(100)은, 전원을 공급하는 전원측과 부하측 사이의 전기적 이상을 예방 가능하게 마련되고, 상기 전원측에서 공급되는 전원을 차단 가능하게 마련된 전원차단부(130)와; 상기 전원측에서 공급되는 전압의 강하가 설정전압 이하인지를 판단 가능하게 상기 부하측의 입력측에 결합된 전압판단부(110);를 포함하되, 상기 전압판단부(110)의 판단 결과 상기 설정전압 이하인 경우 상기 전원차단부(130)의 전원이 차단되는 것이 바람직하다.
전원 차단 유닛(100)은, 정류부(150)를 더 구비하는 것이 바람직하다.
그리고, 전원 차단 유닛(100)은 기존의 공지된 누전차단기(170)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 여기서 누전차단기(170)는 공지의 기능인 누전, 과부하,지락, 단락에 의하여 차단되는 것이 바람직하다.
본 발명은 누전차단기와 함께 사용하면서 누전차단기의 기존 역할에다 누전차단기가 감지하지 못하는 아크 발행, 접촉저항 증가에 따른 설정된 전압인 설정전압 이하의 저전압을 감지하여 전원측에 결합된 전원차단부(130)를 차단하여 발열 등으로 인한 화재의 발생 요인을 제거하거나 화재 발생을 예방할 수 있다.
여기서, 누전차단기(170)를 제외한 전원 차단 유닛(100)인 전압판단부(110), 전원차단부(130) 및 정류부(150)는 하나의 모듈로 제작되어 예를 들면 콘센트를 포함하는 부하측에 결합되거나 필요에 따라 배전반에 위치할 수도 있다. 이러한 구성에 의하여 하나의 모듈(필요에 따라 누전차단기 또는 램프도 포함)로 된 전원 차단 유닛(100)은 기존의 배전반이나 콘센트와 같은 부하측에 설치를 할 수 있어 그 적용범위가 넓어질 수 있다.
전원차단부(130)는 전자접촉기(MC, Magnetic Contactor)를 포함한다. 전자접촉기는 큰 전류를 제어하는 경우 스위치로 활용된다.
본 특허에서는 전원차단부(130)인 전자접촉기는 아크, 단선 및 저항 증가로 인한 전압 강하를 감지하는 전압판단부(110)인 SSR(Solid State Relay)과 연계하여 설정된 전압인 저전압을 전압판단부(110)에서 감지한 경우 전원을 차단시킨다.
이하에서 전원차단부(130)는 좁은 의미에서 전자접촉기를 의미하기도 하여 동일한 도면번호를 사용한다.
본 발명에 따른 전압판단부(110)는, 도 3a에서와 같이 구조를 간단하게 하기 위하여 최소한의 부품만을 사용하였고 저항(113)와 SSR(115, Solid State Relay)를 포함하는 것이 바람직하다. 이러한 전압판단부(110)의 전원은 부하측의 입력측과 연결되어 있어 전원측과 부하측 사이의 선로 사이의 전기적 이상을 감지 내지 판단할 수 있다. 그리고 SSR(115)의 출력 단자는 전원측 및 전자접촉기(130)의 Normal Open측(도 1의 "MC NO" 참조)과 각각 연결되어 있다.
전압판단부(110)에서 전압을 판단하는 일예로 전원측에서 공급되는 전압이 220volt라면 207volt 이상은 정상전압이라고 판단할 수 있고, 전압판단부(110)에서 설정되는 전압은 저항(113)에서 조절되어 207 volt 이하의 설정된 접압으로 설정될 수 있고 이러한 설정전압 이하인 경우 SSR(115)에서 전원측과 부하측에 전기적 이상(단락, 아크, 저전압, 접촉저항 증가, 순간 정전, 순간 전압강하 등)이 발생되었다고 판단하여 SSR(115)이 작동하게 된다.
즉, 부하측의 전원으로부터 필요에 따라 가변되는 저항(113)가 결합되어 있고 그 후단에 SSR(115)의 입력측이 결합된다. 이러한 구조에 의하여 정상적인 전압(예를 들면 220Volt)과 저항에 의하여 조절된 전압이 SSR(115)의 입력측으로 공급된다.
다시 말하면, SSR(115)은 입력 전압의 범위가 통상적으로 결정되어 있다. 예를 들면, 75Vac ~ 250Vac가 입력범위라면 저항(113)의 조절을 통해 75Vac에 근접되게 전압을 떨어뜨려 SSR(115)의 입력측으로 공급할 수 있다. 이에, SSR(115)에서는 75Vac 이하의 전압이 감지되는 경우 SSR(115)가 작동하고 이에 의한 신호(도 2의 "SSR" 참조)를 전원차단부(130)측으로 전달하여 전원차단부(130)에서 전원측과 부하측의 선로를 차단시킬 수 있다.
한편, 정류부(150)는 SSR(115)에서 전기적 이상으로 판단하여 SSR(115)이 작동한 경우 특히 전기적 이상 중에서 매우 순간적으로 발생하는 선로 상의 결함 등으로 순간 정전, 순간 전압강하 등이 발생한 경우 SSR(115)의 작동으로 전원측에서 공급되는 전원이 차단되었지만 짧은 시간에 축적된 전압을 전원차단부(130)측으로 보상을 시켜주는 기능을 한다.
정류부(150)는 도 3b에 도시된 바와 같이 다이오드 브릿지(153, diode bridge)와 커패시터(capacitor, condenser)를 포함하는 것이 바람직하다.
전기적 이상은 전압강하를 동반하지만 예를 들면 순간 정전, 순간 전압강하 등도 설정전압 이하로 떨어지면 SSR(115)이 작동되므로 이 경우에 전원 차단 유닛(100)에서 전기적 이상이라고 판단하지 않고 SSR(115)이 작동되어 전원측에서 전원이 공급되지 않더라도 정류부(150)의 커패시터(155)에서 축척된 전압을 커패시터(155)의 용량에 따라 전원차단부(130)측으로 공급해 줄 수 있으므로 전원차단부(130)로 전원이 공급되어 전원차단부(130)의 전원이 차단되지 않는다.
이에 정류부(150)에서는 SSR(115)에서 전기적 이상인 설정전압 이하하고 판단한 경우에도 순간 정전, 순간 전압강하와 같은 경우 축적된 전압이 전원차단부(130)로 보상이 될 수 있다.
여기서, 도 1의 회로도 및 개념도를 개략적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저 주회로도에서 전원측에 누전차단기(170)가 결합되고 다음 전자접촉기를 포함하는 전원차단부(130)가 선로에 결합되고 부하측의 입력측에 저항(113)과 SSR(115)를 포함하는 전압판단부(110)가 결합되어 있다.
그리고 보조회로에서 보면 "PB1"은 선로를 차단시킬 수 있는 수동 오프 스위치이며, "SSR"은 SSR(115)의 이차측과 결합된 접점(SSR이 작동 - 설정전압 이하라고 판단하는 경우 - 하면 떨어지고, SSR이 작동하지 않으면 붙어 있으며, 전기가 통하지 않으면 떨어져 있다)이다. "MC PB2"(이하에서 "PB2"라 함)은 전자접촉기(130)는 전자접촉기를 동작시키는 ON 스위치이고 누르지 않은 경우 전원 차단 유닛은 동작하지 않으며, "MC NO"은 전자접촉기(130)의 a접점이며, "MC NC"는 전자접촉기(130)의 b접점을 나타내고, "L"은 램프(140)를(정상적인 회로 흐름에서는 꺼져 있음), "정류부"는 앞에서 설명한 정류부(150)를 통칭하는 것으로 한다. 그리고, 본 회로에서 램프(140)만을 도시하였지만 전자접촉기(130)가 차단되는 경우 이상을 알려주기 위하여 본 회로와 반대로 램프를 점멸하거나 경보를 발생시킬 수도 있음을 물론이다.
본 보조회로에서 정류부(150)로 흐름이 변경되는 경우에 미도시하였지만 설정시간을 설정할 수 있는 타이머와 설정기간 동안 작동하는 릴레이를 포함하는 선택회로(도 2의 "S140" 참조)를 더 포함할 수 있다.
즉, 이러한 도 1과 같은 회로에 의하여 통상적인 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 전원이 공급되면 "PB1"이 온되고 "PB2"가 작동되면서 "MC NO"이 온된다. 그리고 "SSR", "MC NO" 및 "PB2"는 통상적인 자기유지회로를 의미한다.
이러한 구성에 의하여 전원측의 전압이 부하측으로 공급되면 전기적 이상이 발생하지 않으면 회로는 PB1 - SSR - MC ON 또는 PB1 - PB2를 거쳐 MC로 흐름이 이어져 흐름이 끊기지 않는다. 그리고, 램프(140)는 켜져 있다.
이러한 본 발명의 구성에 따른 전원 차단 유닛(100)의 작동 과정을 도면들을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
여기서 220volt의 전원이 공급되고 단상인 경우에 대하여 설명한다.
먼저 정상적인 전압이 공급되는 경우 전술한 바와 같이 전원 차단 유닛(100)은 전압판단부(110)가 작동하지 않고 정상적으로 작동한다. 즉, 예를 들면 220volt 전압에서 법적으로 허용되거나 유효하다고 판단되는 전압인 207volt까지 정상적인 전압으로 판단하고 비정상적인 저전압은 앞에서 설명한 바와 같이 가변되는 저항(113)을 이용하여 부하측에서 SSR(115)의 입력측 선로에서 흐름을 저항으로 조절하여 SSR(115)에서 판단하는 전압 기준인 설정전압을 조절할 수 있다. 예를 들어 설명의 편의상 200Vac를 설정전압으로 하였다고 가정한다.
다음 전원측과 부하측 사이에서 첫째 전기적 이상인 단락, 아크, 저전압 또는 접촉저항 증가가 발생하는 경우와 둘째 전기적 이상인 순간정전 또는 순간 전압강하를 포함하는 전기적 이상이 발행한 경우 다음과 같은 과정을 거쳐서 전원차단부(130)를 차단하거나 차단시키지 않게 된다.
먼저 전원차단부(130)에서 전원을 공급하는(S110) 상태이다. PB2를 눌러 회로를 연결(전기적으로 연결)시키고, PB1은 연결된 상태이다.
이 경우 회로 상으로 PB1 연결, SSR 연결, PB2 연결, MC NO 연결되어 전원차단부(130)가 차단되지 않아 전원이 전원측에서 부하측으로 공급되고 MC NC는 열려 램프(140)는 켜져 있다.
다음, 첫째 전기적 이상인 아크 등이 발생한 경우, 부하측의 전압이 저항(113)을 거쳐 SSR(115)로 입력되면 SSR(115)에서 SSR(115)로 입력되는 전압이 설정전압 이하인지를 판단한다(S120).
SSR(115)에서는 부하측에서 입력된 전압이 설정전압인지를 판단(S120)한 결과 설정전압 이하인 경우(S123), SSR(115)을 작동시켜 "SSR" 접점이 열린다(끊어진다).
이러한 작동에 의하여 MC로 흐르는 회로가 끊어져 전원차단부(130)는 차단된 상태(S150)를 유지하게 되고 램프(150)는 켜지게 된다.
SSR(115)에서 부하측에서 입력된 전압이 설정전압인지를 판단(S120)한 결과 설정전압 이하라고 판단하지 않은 경우(S125) SSR(115)은 동작하지 않고 전원차단부(130)의 전원은 지속적으로 부하측으로 공급된다.
다른 한편, 두번째 전기적 이상인 순간 정전 등이 발생한 경우, 앞에서 설명한 설정전압 판단 단계(S120)를 거쳐 SSR(115)이 작동하는 단계(S130)까지는 동일하나, 첫번째 전기적 이상과 달리 저전압의 발생 시간이 짧은 설정시간 이내인지를 판단하는 과정(S140)을 거치게 된다.
이러한 S140단계를 거치는 이유는 저전압이 순간적인지를 판단하여 순간적인 저전압은 전기적 이상 내지 고장이 아니라고 판단하기 위함이다.
즉, S140단계에서 설정전압 이하의 전압이 설정된 시간 이상 지속된다고 판단(S143)하면 전원차단부(130)의 전원을 차단시킨다. 전기적 이상이 아크의 경우에는 경우에 따라 불규칙적인 저전압이 발생될 수 있으나 이 경우에는 커패시터(155)에서 MC로 전압이 순간적으로 보충될 수 있으나 충전되는 시간이 방전되는 시간보다 짧기 때문에(예를 들면, 커패시터 시정수 이상 동안 계속 저전압 발생) 전원차단부(130)의 차단이 이루어질 수 있다(도 5c 및 도 5d 참조).
그렇지 않고 S140단계에서 설정전압 이하의 전압이 설정된 시간 이상 지속되지 않는다고 판단(S145)하면 정류부(150)에서 축적된 전원을 전원차단부(130)측으로 공급하여 전원차단부(130)가 차단이 되지 않게 되어 부하측으로 지속적으로 전원을 공급하게 된다.
여기서 S140단계의 설정전압이 (도 5b 참조)설정시간 동안 지속되는지 판단은 미도시된 별도의 타이머를 포함할 수도 있지만 커패시터(155)가 가지고 있는 고유의 시정수를 그대로 적용하는 것이 바람직하다(도 5a 내지 도 5d c참조).
이에, 본 발명에 따르면, 전원 공급 선로에서 아크 현상을 포함하는 이상 발생에 대하여 안정적으로 대응할 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 아날로그 소자만을 이용하기 때문에 오차없이 동작/작동을 할 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 부품 수가 작고 경제적 비용이 저렴한 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 순간적인 전압강하나 순간 정전과 같은 이상 발생을 필터링할 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 전원측 또는 부하측에 설치 가능하며 기존의 전원측 및 부하측에도 설치 가능하므로 적용 범위를 증대시킬 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 전원차단기에 의하여 전원이 차단된 경우 램프로 용이하게 확인할 수 있으며, 전기적 이상 발생 지점을 간단하고 편리하게 확인할 수 있는 아크를 포함하는 이상 발생시 전자접촉기를 이용한 전원 차단 유닛을 제공할 수 있다.
여기서, 본 발명의 일 실시예를 도시하여 설명하였지만, 본 발명의 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.
100 : 전원 차단 유닛 110 : 전압판단부
113 : 저항 115 : SSR
130 : 전원차단부 140 : 램프
150 : 정류부 153 : 다이오드 브리지
155 : 콘덴서(커패시터) 170 : 누전차단기

Claims (9)

  1. 전원을 공급하는 전원측과 부하측 사이의 전기적 이상을 예방 가능하게 마련된 전원 차단 유닛에 있어서,
    상기 전원측에서 공급되는 전원을 차단 가능하게 마련된 전원차단부와;
    상기 전원측에서 공급되어 강하된 전압이 설정전압 이하인지를 판단 가능하게 상기 부하측의 입력에 결합된 전압판단부;를 포함하되,
    상기 전압판단부의 판단 결과 강하된 전압이 상기 설정전압 이하인 경우 상기 전원차단부의 전원이 차단되는 것을 특징으로 하되,
    상기 전압판단부는 상기 설정전압 이하인지를 판단하고 그 결과에 따라 작동 가능하게 마련된 전자릴레이인 SSR(Solid State Relay)을 포함하며,
    상기 전압판단부에서 판단된 상기 설정전압 이하의 전압을 유지하는 것이 설정시간 이상인 경우 상기 전원차단부로 공급되는 전원을 차단하여 상기 부하측으로 전원이 공급되지 않고,
    상기 전압판단부에서 판단된 상기 설정전압 이하의 전압을 유지하는 것이 설정시간 미만인 경우 축적된 전원을 상기 전원차단부로 공급하여 상기 전원차단부의 전원은 차단되지 않아 상기 부하측으로 전원이 공급되는 것을 특징으로 하는 전원 차단 유닛.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 전압판단부는 상기 SSR로 공급되는 전압을 가변적으로 감소시킬 수 있는 저항를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 차단 유닛.
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 전원차단부는 전자접촉기(Magnetic Contactor)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 차단 유닛.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전압판단부에서 판단된 상기 설정전압 이하의 전압을 유지하는 것이 설정시간 미만인 경우 상기 전원차단부로 축적된 전원을 공급하는 정류부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 차단 유닛.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 정류부는 다이오드 브리지(diode bridge)와 커패시터(capacitor, condenser)를 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 차단 유닛.
  8. 제1항에 있어서,
    전원측에 누전차단기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 차단 유닛.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 설정전압은 상기 저항을 통과한 전압을 포함하는 것을 특징으로 하는 전원 차단 유닛.
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JPH0867963A (ja) * 1994-08-26 1996-03-12 High Frequency Heattreat Co Ltd アーク放電検出回路
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KR20210040763A (ko) * 2019-10-04 2021-04-14 탑인더스트리(주) 고온동작 정지 기능을 갖는 분전반 및 전동기 제어반

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