KR102414095B1

KR102414095B1 - 비정상 접속시 차단 기능을 갖는 3상 4선식 스마트 누전 차단기 및 이를 포함하는 분배전반

Info

Publication number: KR102414095B1
Application number: KR1020210113450A
Authority: KR
Inventors: 김종회
Original assignee: 태성전기산업주식회사
Priority date: 2021-08-26
Filing date: 2021-08-26
Publication date: 2022-06-28

Abstract

본 발명에 따른 비정상 접속시 차단 기능을 갖는 3상 4선식 스마트 누전 차단기는, 3상 교류 전압을 인가받아 정류하여 출력하는 정류부; 상기 3상 라인으로부터 3상 교류 전압을 인가받아 각각 저항을 경유하여 제3 노드에 접속되어 중성전위를 생성하도록 구성된 중성전위생성부; 중성선에 접속되어 상기 중성전위생성부가 생성하는 중성전위와의 차이가 소정 제너전압보다 크면 제너전류를 출력하도록 구성된 중성선단선감지부; 상기 제3 노드와 상기 정류부의 (-)전압단자 사이에 배치되는 제1 및 제2 트랜지스터를 포함하고, 상기 중성선단선감지부로부터 출력되는 제너전류를 이용하여 정상시에는 동작전류가 상기 제2 트랜지스터로부터 출력되지 않는 한편, 비상시에는 동작전류가 상기 제2 트랜지스터로부터 출력되도록 구성된 동작전류생성부; 일단이 상기 정류부의 (+)전압단자와 결합되는 트립 코일; 상기 트립 코일의 타단과 결합되고, 상기 동작전류생성부로부터 출력되는 동작전류에 스위칭하는 제1 스위칭소자를 포함하는 트립코일동작제어부; 영상변류기를 포함하고, 상기 영상변류기로부터 출력되는 누전감지신호에 응답하여 상기 제1 스위칭소자를 턴온시키는 누전검출부; 및 상기 트립 코일과 상기 누전검출부 사이에 배치되고, 상기 제1 스위칭소자의 동작에 종속되어 턴온되고, 상기 제1 스위칭소자의 동작과 독립적으로 턴온상태를 유지할 수 있는 트립전류경로제공부를 포함한다.

Description

비정상 접속시 차단 기능을 갖는 3상 4선식 스마트 누전 차단기 및 이를 포함하는 분배전반{3 PHASE 4 LINES TYPE EARTH LEAKAGE BREAKER HAVING BLOCKING FUNCTION IN CASE OF ABNORMAL CONNECTION AND DISTRIBUTION BOARD INCLUDING IT}

본 발명은 누전 차단기 및 이를 포함하는 분배전반에 관한 것으로, 상세하게는 결상, 중성선 단선, 3상 라인과 중성선이 뒤바뀐 오결선 등과 같은 비정상 접속시 차단 기능을 갖는 3상 4선식 스마트 누전 차단기 및 이를 포함하는 분배전반에 관한 것이다.

일반적으로 저압수용가의 전기시설물에는 배선용차단기(molded case circuit breaker) 또는 과부하보호 겸용 누전차단기를 시설하며, 배선용차단기는 배선에 흐르는 이상전류(전압)에 대하여 동작하도록 과부하를 겸한 단락보호를 하고 누전차단기(earth leakage circuit breaker)는 누전과 과부하 및 단락보호를 겸한 누전차단기로서, 차단기는 몰드 케이스 내에 수용되어 있는 것이 보통이며, 배선용차단기와 누전차단기는 교류 600V 이하, 또는 직류 250V 이하의 저압 옥내전압의 회로에서 배선보호에 사용되는 몰드 케이스(Mold case)차단기를 말하며, 일반적으로 배선용차단기는 MCCB, 누전차단기는 ELCB의 명칭으로 호칭되기도 한다.

또한, 누전 차단기는 5-30mA 정도의 누설전류를 감지하여 감전을 방지하지만 대부분의 퓨즈나 배선용차단기는 수 A 정도의 큰 전류에서 작동하여 작은 누설전류에 의한 감전사고를 방지하기 위해서는 누전차단기를 사용하여야 하며 전기 충격이 심장까지 전해져 감전사하지 않도록 5-30mA 정도의 누설전류를 25-40밀리초 시간 안에 회로를 차단하며 국가 및 지역에 따라서 차단 기준이 되는 누설전류가 다르고 우리나라에서는 정격전류의 2000분의 1로 제한하고 있으며 누전차단기의 정격전류가 100A라면 그 누설전류는 50mA이내이다.

일반적인 누전 차단기는, 전력선으로 나가는 전류와 중립선으로 들어오는 전류의 차이를 측정하여 나가는 전류와 들어오는 전류의 합이 0이 아니면 어딘가 누전이 되고 있다는 뜻으로 이 때 누전차단기가 작동하여 누설전류를 차단하게 되고 큰 전류를 차단하는 차단기와는 서로 보완 관계이며, 누전전용 차단기만으로는 과부하나 단락을 방지할 수 없어 대부분 과전류(단락) 겸용인 누전차단기를 사용하고 있다.

또한, 누설차단 전류가 500mA 이상인 누전 차단기는 차단 전류가 낮을 때 사고로 가동될 수 있는 데이터센터 같은 환경에 설치된다. 이러한 누전 차단기는 감전보다는 화재 방지용으로 설치되어 있다.

그러나, 전기화재는 매년 줄어들지 않고 발생하고 있으며 고압수용가보다 저압수용가의 열악한 전기시설 때문에 한전에서 중성선이 단선된 전기를 공급하거나, 결상된 전기를 공급하면 저압수용가는 이상전압 유입에 대한 아무런 대책을 세울 수가 없어 전기기기의 과열소손이나 전기화재가 발생한다.

또한, 계통에서 접촉불량이 발생하거나, 저압수용가 건물의 전기수용 인입구부터 누전차단기가 시설된 분배전반까지는 누전감시의 사각지대로 이곳에서 누전사고가 발생하면 아무런 대책 없이 감전, 전기화재로 이어지고, 이러한 전기화재에는 다양한 원인이 있으며, 그 중 주요 요인을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 합선으로, 전선의 껍질(피복)이 벗겨지거나 전선에 못, 핀 등으로 고정시키거나 움직일 수 있는 전선 위에 무거운 것을 올려놓아 전선의 두 가닥이 직접 또는 간접 저항으로 접촉되어 전류는 쉽게 흐를 수 있는 접촉 부분으로 집중적으로 흘러 합선(단락)현상이 일어나는데 이때 도체 간 접촉에 의한 불꽃이 발생하면서 화재로 이어지게 된다.

과부하는, 정격용량보다 많은 양의 전기를 초과하여 사용할 경우나 불평형전류로, 전선이나 전기기기 자체 또는 배선기구의 접속부에서 열이 과다하게 발생하여 화재로 발전하게 된다.

불평형전류는, 평형부하(삼상전동기 등)에서 결상, 단선, 부하기기의 고장과 불평형 단상부하의 중성선이 단선되거나, 부하기기의 고장으로 발생하며 삼상평형부하의 과전류는 전자식 과부하계전기(EOCR)로 어느 정도 계통의 보호가 가능하나 전동기초기 시동 시와 제어전원에 결상이상이 생기거나 중성선이 단선되면 그 보호가 수월하지 않다.

누전은, 전기가 통하는 전선 이외의 물체를 통해 전기가 외부로 흐르는 것으로, 누전 화재는 전류가 통로로 설계된 부분을 거치지 않고 건물 및 부대 설비 등으로 흘러 열이 축적되고 이것이 발열하여 화재를 일으킨다.

등록실용신안 20-0445304호 누전차단기 등록실용신안 20-0392661호 결상인식 및 보호회로를 포함한 누전차단기 등록특허 10-0648132호 엔상 결상식 과전압 보호 차단기 공개특허 10-2019-0049662호 전기고장 만능 복구(차단)기

본 발명은 누전 차단 기능 이외에 결상, 중성선 단선, 3상 라인과 중성선이 뒤바뀐 오결선 등과 같은 비정상 접속시에도 차단 기능을 가지는 3상 4선식 스마트 누전 차단기 및 이를 포함하는 분배전반을 제공함에 목적이 있다.

본 발명에 따른 비정상 접속시 차단 기능을 갖는 3상 4선식 스마트 누전 차단기는, 3상 라인으로부터 3상 교류 전압을 인가받아 정류하여 출력하는 정류부; 상기 3상 라인으로부터 3상 교류 전압을 인가받아 각각 저항을 경유하여 제3 노드에 접속되어 중성전위를 생성하도록 구성된 중성전위생성부; 중성선에 접속되어 상기 중성전위생성부가 생성하는 중성전위와의 차이가 소정 제너전압보다 크면 제너전류를 출력하도록 구성된 중성선단선감지부; 상기 제3 노드와 상기 정류부의 (-)전압단자 사이에 배치되는 제1 및 제2 트랜지스터를 포함하고, 상기 중성선단선감지부로부터 출력되는 제너전류를 이용하여 정상시에는 동작전류가 상기 제2 트랜지스터로부터 출력되지 않는 한편, 비상시에는 동작전류가 상기 제2 트랜지스터로부터 출력되도록 구성된 동작전류생성부; 일단이 상기 정류부의 (+)전압단자와 결합되는 트립 코일; 상기 트립 코일의 타단과 결합되고, 상기 동작전류생성부로부터 출력되는 동작전류에 스위칭하는 제1 스위칭소자를 포함하는 트립코일동작제어부; 영상변류기를 포함하고, 상기 영상변류기로부터 출력되는 누전감지신호에 응답하여 상기 제1 스위칭소자를 턴온시키는 누전검출부; 및 상기 트립 코일과 상기 누전검출부 사이에 배치되고, 상기 제1 스위칭소자의 동작에 종속되어 턴온되고, 상기 제1 스위칭소자의 동작과 독립적으로 턴온상태를 유지할 수 있는 트립전류경로제공부를 포함한다.

바람직하게는, 상기 트립코일동작제어부는, 상기 트립 코일의 타단에 일단이 결합되는 제9 저항; 및 상기 제9 저항의 타단과 상기 (-)전압단자 사이에 배치되고, 상기 동작전류생성부로부터 출력되는 동작전류에 제어되는 제1 스위칭소자를 포함한다.

바람직하게는, 상기 트립전류경로제공부는, 상기 제9 저항과 병렬결합되는 제2 스위칭소자; 상기 제2 스위칭소자의 캐소드 단자와 게이트 단자에 배치되는 제9 다이오드; 및 상기 제2 스위칭소자의 게이트 단자와 상기 제2 트랜지스터의 에미터 단자에 배치되는 제10 저항을 포함한다.

바람직하게는, 정상시 상기 제3 노드의 전위가 상기 제2 트랜지스터의 에미터 단자의 전위보다 항상 높은 상태를 유지하고, 비상시 상기 제3 노드의 전위가 상기 제2 트랜지스터의 에미터 단자의 전위보다 낮은 상태가 주기적 또는 비주기적으로 발생하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 누전검출부는, 상기 제2 트랜지스터의 에미터 단자와 상기 정류부의 (-)전압단자 사이에 배치되는 제2 제너다이오드; 및 상기 제2 제너다이오드와 병렬연결되는 캐패시터를 포함한다.

본 발명의 비정상 접속시 차단 기능을 갖는 3상 4선식 스마트 누전 차단기는 통상의 누전 차단 기능 이외에 3상 라인 중 하나가 결상이거나, 중성선이 단선되거나, 3상 라인과 중성선이 뒤바뀐 오결선인 경우와 같이 비정상적으로 접속된 경우에도 신속하게 차단할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3상 4선식 스마트 누전차단기 구체회로도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 누전차단기의 정상동작 파형도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 누전차단기의 결상시 동작 파형도, 및
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 누전차단기의 오결선시 동작 파형도이다.

본 발명의 추가적인 목적들, 특징들 및 장점들은 다음의 상세한 설명 및 첨부도면으로부터 보다 명료하게 이해될 수 있다.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 본 발명은 다양한 변경을 도모할 수 있고, 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 아래에서 설명되고 도면에 도시된 예시들은 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 명세서에 기재된 "...부", "...유닛", "...모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 3상 4선식 스마트 누전차단기 구체회로도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 3상 4선식 스마트 누전차단기는 정류부(110), 중성전위생성부(120), 트립 코일(130), 트립전류경로제공부(140), 누전검출부(150), 트립코일동작제어부(160), 동작전류생성부(170), 및 중성선단선감지부(180)를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 3상 4선식 스마트 누전차단기의 정류부(110)는 3상 브릿지 다이오드를 포함하고(D1, D2, D3, D4, D5, D6), 입력되는 누전차단기 부하측 3상 라인(R, S, T)으로부터 3상 교류 전압을 인가받아 정류하여 출력한다.

본 발명의 일실시예에 따른 3상 4선식 스마트 누전차단기의 중성전위생성부(120)는 입력되는 누전차단기 부하측 3상 라인(R, S, T)으로부터 3상 교류 전압을 인가받아 각각 저항을 경유하여 제3 노드(N3)에 접속되어 중성전위를 생성한다.

본 발명의 일실시예에 따른 3상 4선식 스마트 누전차단기의 동작전류생성부(170)는 중성전위생성부(120)의 출력단자인 중성점(N3)과 정류부(110)의 (-)전압단자(N1) 사이에 배치되고, 중성선단선감지부(180)로부터 출력되는 제너전류를 이용하여 정상시에는 제1 트랜지스터(TR1)가 턴온되고 제2 트랜지스터(TR2)는 턴오프되어 제2 트랜지스터(TR2)로부터 동작전류가 출력되지 않다가 비상시에는 제1 트랜지스터(TR1)가 턴오프되고 제2 트랜지스터(TR2)는 턴온되어 제2 트랜지스터(TR2)로부터 동작전류가 출력되도록 구성된다. 구체적으로, 동작전류생성부(170)는 중성전위생성부(120)의 중성점(N3)에 에미터 단자가, 중성선단선감지부(180)의 제1 제너다이오드(ZD1)의 애노드 단자에 베이스 단자가 연결되는 제1 PNP트랜지스터(TR1), 제1 트랜지스터(TR1)의 에미터 단자와 베이스 단자에 역병렬결합되는 제1 다이오드(D1), 제1 트랜지스터(TR1)의 베이스 단자와 정류부(110)의 (-)전압단자(N1) 사이에 연결되는 제5 저항(R5), 제1 트랜지스터(TR1)의 컬렉터 단자와 정류부(110)의 (-)전압단자(N1) 사이에 배치되는 직렬연결의 제6 및 제7 저항(R6, R7), 제6 저항(R6)의 타단부에 베이스 단자가, 제6 저항(R6)의 타단부와 에미터 단자 사이에 역병렬 결합된 제8 다이오드(D8)를 두고 배치되는 제2 트랜지스터(TR2), 및 제2 트랜지스터(TR2)의 컬렉터 단자에 결합되는 제8 저항(R8)을 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 트립코일동작제어부(160)는 트립 코일(130)과 정류부(110)의 (-)전압단자(N1) 사이에 배치되는 직렬연결의 제9 저항(R9)과 제1 싸이리스터(TH1)을 포함하고, 제1 싸이리스터(TH1)의 게이트단자는 제8 저항(R8)의 타단부 및 누전검출IC(IC1)의 출력단자와 연결된다. 즉, 누전검출IC(IC1)로부터 누전검출신호가 있거나 제2 트랜지스터(TR2)로부터 동작전류가 출력되면 제1 싸이리스터(TH1)가 턴온되고 제9 저항(R9)을 통해 트립 코일에 전류가 흐르게 된다.

본 발명의 일실시예에 따른 3상 4선식 스마트 누전차단기의 트립전류경로제공부(140)는 트립코일동작제어부(160) 내 제9 저항(R9)과 병렬결합되는 제2 싸이리스터(TH2), 제2 싸이리스터(TH2)의 캐소드 단자와 게이트 단자에 배치되는 제9 다이오드(D9), 및 제2 싸이리스터(TH2)의 게이트 단자와 제2 트랜지스터(TR2)의 에미터 단자에 배치되는 제10 저항(R10)을 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 3상 4선식 스마트 누전차단기의 누전검출부(150)는 각상의 전원라인을 관통시켜 전원라인을 통해 부하로 들어갔다가 나오는 전류의 미세전류의 차이를 검출하여 누전감지신호를 출력하는 영상변류기(ZCT), 영상변류기(ZCT)로부터 출력되는 누전감지신호에 응답하여 누전동작제어신호를 출력하는 누전검출IC(IC1), 제2 트랜지스터(TR2)의 에미터 단자와 정류부(110)의 (-)전압단자(N1) 사이에 배치되는 제2 제너다이오드(ZD2) 및 제2 제너다이오드(ZD2)와 병렬연결되는 제2 캐패시터(C2)를 포함한다.

본 발명의 일실시예에 따른 3상 4선식 스마트 누전차단기의 중성선단선감지부(180)는 중성선(N)과 동작전류생성부(170) 내 제1 트랜지스터(TR1)의 베이스 단자 사이에 배치되는 직렬연결의 제4 저항(R4)과 제1 제너다이오드(ZD1)를 포함하고, 중성선에 접속되어 중성전위생성부(120)가 생성하는 중성전위와의 차이가 소정 제너전압보다 크면 제너전류를 출력한다.

이와 같이 구성된 본 발명의 일실시예에 따른 3상 4선식 스마트 누전차단기는 다음과 같이 동작한다.

i) 정상시

정상시에는 중성전위생성부(120) 내 R S T 3상이 결합되는 중성점(N3)의 중성전위가 (-)전원단보다 항상 높거나 같기 때문에 동작전류생성부(170) 내 제1 트랜지스터(TR1)가 턴온 상태를 유지하여 제5 저항(R5)을 따라 제1 트랜지스터(TR1)의 베이스 단자에 베이스 전류가 흐르므로 제1 트랜지스터(TR1)의 출력전류는 제6 및 제7 저항(R6, R7)을 통해 흐른다.

이로 인해 제5 노드(N5)의 전위(VN5)가 제4 노드(N4)의 전위(VN4)보다 높은 상태를 유지하여 제8 다이오드(D8)의 순방향 전압 강하가 제2 트랜지스터(TR2)의 에미터단자와 베이스단자 사이에 역방향으로 인가되므로 제2 트랜지스터(TR2)가 턴오프 상태를 유지하고, 제8 저항(R8)을 통해 동작전류가 흐르지 않는다.

따라서, 이 때에는 트립코일동작제어부(160) 내 싸이리스터(TH1)의 게이트단자에 동작전류가 흐르지 않아 턴오프 상태를 유지하고, 트립전류경로제공부(140) 내 제2 싸이리스터(TH2)도 캐소드단자와 게이트단자 사이에 역병렬결합된 제9 다이오드(D9)로 인해 턴오프 상태이므로 트립 코일(130)은 동작하지 않는다.

ii) 비상시

한편, 중성선이 단선되거나 3상 중 1상이 결상되는 등의 비상시, 중성선단선감지부(180) 내 제1 제너다이오드(ZD1)로부터 동작전류생성부(170) 내 제1 트랜지스터(TR1)의 베이스 단자 방향으로 상용 교류 전압의 하반주기 동안 역방향전류가 흘러 동작전류생성부(170) 내 제1 트랜지스터(TR1)은 턴오프 되고, 제1 트랜지스터(TR1)의 출력전류가 흐르지 않으므로 노드 5(N5)의 전위(VN5)가 낮아지게 된다. 물론 상용 교류 전압의 상반주기 동안에는 제1 트랜지스터(TR1)에 순방향전류가 흐른다. 즉, 비상시에는 제1 트랜지스터(TR1)가 온오프를 반복한다.

이때, 노드 4(N4)의 전위(VN4)는 제2 제너다이오드(ZD2)의 제너전압에 의해 일정 전압을 유지한 상태에서 노드 5(N5)의 전위(VN5)가 낮아지므로 제2 트랜지스터(TR2)의 에미터 전위가 베이스 전위보다 높기 때문에 제2 트랜지스터(TR2)가 턴온되고, 제2 트랜지스터(TR2)의 컬렉터 단자에 연결된 제8 저항(R8)에 동작전류가 흐른다.

동작전류생성부(170) 내 제2 트랜지스터(TR2)로부터 출력되는 동작전류가 트립코일동작제어부(160) 내 제1 싸이리스터(TH1)의 게이트 단자에 흐르게 되므로 제1 싸이리스터(TH1)가 턴온된다. 트립코일동작제어부(160) 내 제1 싸이리스터(TH1)가 턴온되면, 노드 9(VN9)의 전위는 (-)전원 레벨까지 낮아지는 한편, 노드 10(N10)의 전위(VN10)는 누전검출부(150) 내 제2 제너다이오드(ZD2)의 제너전압으로 인해 소정 레벨을 유지하므로, 트립전류경로제공부(140) 내 제2 싸이리스터(TH2)가 턴온되고 턴온 상태를 유지하여 트립 코일(130)을 동작시킨다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 누전차단기의 정상동작 파형도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 누전차단기의 결상시 동작 파형도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 누전차단기의 오결선시 동작 파형도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 정상적인 경우에는 노드 3의 전위(VN3)가 기준레벨인 노드 4의 전위(VN4)보다 항상 높은 상태를 유지하기 때문에 동작전류생성부(170) 내 제2 트랜지스터(TR2)가 턴오프 상태를 유지한다.

한편, 도 3의 결상시나 도 4의 오결선시와 같이 비상시에는 노드 3의 전위(VN3)가 기준레벨인 노드 4의 전위(VN4)보다 낮은 상태가 주기적으로 발생하기 때문에 동작전류생성부(170) 내 제2 트랜지스터(TR2)가 턴온 되어 동작전류를 출력하고, 이에 따라 제1 및 제2 싸이리스터(TH1, TH2)가 턴온 되어 트립 코일(130)이 동작하게 된다.

본 발명의 다른 태양에 따른 분배전반은, 비정상 접속시 차단 기능을 갖는 3상 4선식 스마트 누전 차단기를 포함할 수 있다. 여기서, 분배전반이라 함은 분전반 또는 배전반을 의미한다.

본 명세서에서 설명되는 실시예와 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 예시적으로 설명하는 것에 불과하다. 따라서, 본 명세서에 개시된 실시 예는 본 발명의 기술적 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이므로, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아님은 자명하다. 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형 예와 구체적인 실시 예는 모두 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 정류부
120: 중성 전위 생성부
130: 트립 코일
140: 트립 전류 경로 제공부
150: 누전 검출부
160: 트립 코일 동작 제어부
170: 동작 전류 생성부
180: 중성선 단선 감지부

Claims

3상 라인으로부터 3상 교류 전압을 인가받아 정류하여 출력하는 정류부;
상기 3상 라인으로부터 3상 교류 전압을 인가받아 각각 저항을 경유하여 제3 노드에 접속되어 중성전위를 생성하도록 구성된 중성전위생성부;
중성선에 접속되어 상기 중성전위생성부가 생성하는 중성전위와의 차이가 소정 제너전압보다 크면 제너전류를 출력하도록 구성된 중성선단선감지부;
상기 제3 노드와 상기 정류부의 (-)전압단자 사이에 배치되는 제1 및 제2 트랜지스터를 포함하고, 상기 중성선단선감지부로부터 출력되는 제너전류를 이용하여 정상시에는 동작전류가 상기 제2 트랜지스터로부터 출력되지 않는 한편, 비상시에는 동작전류가 상기 제2 트랜지스터로부터 출력되도록 구성된 동작전류생성부;
일단이 상기 정류부의 (+)전압단자와 결합되는 트립 코일;
상기 트립 코일의 타단과 결합되고, 상기 동작전류생성부로부터 출력되는 동작전류에 스위칭하는 제1 스위칭소자를 포함하는 트립코일동작제어부;
영상변류기를 포함하고, 상기 영상변류기로부터 출력되는 누전감지신호에 응답하여 상기 제1 스위칭소자를 턴온시키는 누전검출부; 및
상기 트립 코일과 상기 누전검출부 사이에 배치되고, 상기 제1 스위칭소자의 동작에 종속되어 턴온되고, 상기 제1 스위칭소자의 동작과 독립적으로 턴온상태를 유지할 수 있는 트립전류경로제공부
를 포함하는 비정상 접속시 차단 기능을 갖는 3상 4선식 스마트 누전 차단기.
청구항 1에 있어서, 상기 트립코일동작제어부는,
상기 트립 코일의 타단에 일단이 결합되는 제9 저항; 및
상기 제9 저항의 타단과 상기 (-)전압단자 사이에 배치되고, 상기 동작전류생성부로부터 출력되는 동작전류에 제어되는 제1 스위칭소자
를 포함하는 비정상 접속시 차단 기능을 갖는 3상 4선식 스마트 누전 차단기.
청구항 2에 있어서, 상기 트립전류경로제공부는,
상기 제9 저항과 병렬결합되는 제2 스위칭소자;
상기 제2 스위칭소자의 캐소드 단자와 게이트 단자에 배치되는 제9 다이오드; 및
상기 제2 스위칭소자의 게이트 단자와 상기 제2 트랜지스터의 에미터 단자에 배치되는 제10 저항
을 포함하는 비정상 접속시 차단 기능을 갖는 3상 4선식 스마트 누전 차단기.
청구항 1에 있어서,
정상시 상기 제3 노드의 전위가 상기 제2 트랜지스터의 에미터 단자의 전위보다 항상 높은 상태를 유지하고, 비상시 상기 제3 노드의 전위가 상기 제2 트랜지스터의 에미터 단자의 전위보다 낮은 상태가 주기적 또는 비주기적으로 발생하는 것을 특징으로 하는 비정상 접속시 차단 기능을 갖는 3상 4선식 스마트 누전 차단기.
청구항 1에 있어서, 상기 누전검출부는,
상기 제2 트랜지스터의 에미터 단자와 상기 정류부의 (-)전압단자 사이에 배치되는 제2 제너다이오드; 및
상기 제2 제너다이오드와 병렬연결되는 캐패시터
를 포함하는 비정상 접속시 차단 기능을 갖는 3상 4선식 스마트 누전 차단기.
청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 따른 비정상 접속시 차단 기능을 갖는 3상 4선식 스마트 누전 차단기를 포함하는 분배전반.