KR102484240B1 - 누설 전류 차단 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 누설 전류 차단 장치는, 전자설비가 연결되는 연결부와, 상기 연결부와 중성선 및 상전원선의 역할을 수행하는 제1전선 및 제2전선에 의해 연결되는 배전부 사이에 구비되어 침수 또는 이물질 유입으로 인한 전류의 누설을 차단하는 누설전류차단부를 포함하고, 상기 누설전류차단부는 절연체로 이루어진 케이스와, 상기 케이스의 일측에 구비되어 상기 배전부와 이어지는 제1전선 및 제2전선, 그리고 상기 배전부의 접지부로 연결되는 제1접지선이 결합 가능한 배전단자대와, 상기 케이스의 일측에 구비되어 상기 연결부와 이어지는 제1전선 및 제2전선, 그리고 상기 연결부의 접지부로 연결되는 제2접지선이 결합 가능한 연결단자대와, 상기 케이스의 내부에 구비되며, 일측이 상기 배전단자대에 결합된 상기 제1접지선과 연결되고, 타측이 상기 연결단자대에 결합된 상기 제2접지선과 연결되는 제1코일부재와, 상기 케이스의 내부에 구비되되, 상기 제1코일부재와 일정 거리 이격되며, 상기 연결단자대에 결합된 상기 제2접지선과 연결되는 제2코일부재 및 상기 케이스의 내부에 충진되어 상기 제1접지선을 통해 유입된 누설 전류가 포집되고, 포집된 누설 전류가 상기 제1코일부재 및 제2코일부재로 전달되도록 하는 전기전도도가 낮은 입자 가루로 이루어진 충진재를 포함한다.
Description
본 발명은 누설 전류 차단 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 침수 또는 이물질의 유입 등으로 인해 누설 전류가 발생할 경우, 누설 전류를 효과적으로 차단하여 감전이나 화재의 위험을 방지하고, 전자제품의 안전한 사용이 가능할 수 있도록 하는 누설 전류 차단 장치에 관한 것이다.
감전은 전원으로부터 인체를 통하여 접지면인 지면으로 흐르는 누설 전류가 일정치 이상일 때 인체가 반응하는 현상이다.
일반적으로 누설 전류가 15mA 이상 흐르면 경련을 일으키며, 50mA 이상이 흐르면 사망에 이르게 된다.
주된 사망 원인은 심장을 통해 흐르는 전류가 신경을 손상시킴에 따라 심장이 작동을 멈추는 심장마비이다.
감전의 위험은 통전 당시 인체의 저항에 관련되는데 이는 피부의 상태에 크게 좌우된다.
전기설비, 예를 들어 콘센트나 전열기 혹은 전등 등의 전기설비가 물에 잠겼을 때 그 물이나 물을 통해 통전된 금속 하우징 등에 인체가 접촉하면 전기설비의 노출된 도체로부터 물과 인체를 거쳐 접지면인 지면으로 전류가 흐른다.
이때, 인체는 피부가 물에 젖어 있기 쉽고 그 경우 접촉 저항이 극히 낮으므로 매우 위험한 상태가 된다.
전원선 간의 쇼트는 두 선 간의 절연도가 낮아져 전기전도도가 높아지면 급격한 전류가 흘러 전기설비에 화재나 단락 등의 기기 파손을 일으키는 문제이다.
일반적으로 공기의 절연도는 매우 커서, 두 선 사이에 공기를 매개로 전기절연을 유지하고 있다.
그러나 침수 등에 의해 두 선 사이에 전기전도도가 높은 유체가 채워지면 상간의 전류가 급격히 증가하여 쇼트가 발생하게 된다.
대한민국 공개특허공보 제2005-0037986호는 나충전부에 금속재질의 금속판 또는 금속망을 부착하여 침수될 경우 나충전부에서 누설되는 전류가 도전성 금속판 또는 금속망으로 통전되어 감전사고를 방지하는 침수 감전 방지 장치를 개시하고 있다.
금속판 또는 금속망은 단자대들 중 중성선 및 어스 단자에 전선에 의해 연결되어 있으며, 금속판의 크기는 대략 50cm X 30cm 이다.
상기의 종래 기술은 그 원리에 대해 자세히 설명하고 있지 않으나, 침수 시 침수된 도체 사이에 물과 인체를 통한 저항보다 훨씬 낮은 저항이 되는 상태로 금속판을 배치하여 전기적으로 인체와 병렬로 구성함으로써 인체로 흐르는 전류를 제한하는 것으로 볼 수 있다.
그러나 이러한 금속판 또는 금속망은 나충전부에서 방사형으로 발생된 전계를 차폐하지 못하여 누설 전류를 효과적으로 차단하지 못하고, 설치에 공간적인 제약이 발생하는 문제가 있다.
따라서 이와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방법이 요구된다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 누설 전류가 발생할 경우, 누설 전류를 효과적으로 차단하여 감전이나 화재의 위험을 방지하고, 전자제품의 안전한 사용이 가능할 수 있도록 하기 위한 목적을 가진다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 누설 전류 차단 장치는, 전자설비가 연결되는 연결부와, 상기 연결부와 중성선 및 상전원선의 역할을 수행하는 제1전선 및 제2전선에 의해 연결되는 배전부 사이에 구비되어 침수 또는 이물질 유입으로 인한 전류의 누설을 차단하는 누설전류차단부를 포함하고, 상기 누설전류차단부는 절연체로 이루어진 케이스와, 상기 케이스의 일측에 구비되어 상기 배전부와 이어지는 제1전선 및 제2전선, 그리고 상기 배전부의 접지부로 연결되는 제1접지선이 결합 가능한 배전단자대와, 상기 케이스의 일측에 구비되어 상기 연결부와 이어지는 제1전선 및 제2전선, 그리고 상기 연결부의 접지부로 연결되는 제2접지선이 결합 가능한 연결단자대와, 상기 케이스의 내부에 구비되며, 일측이 상기 배전단자대에 결합된 상기 제1접지선과 연결되고, 타측이 상기 연결단자대에 결합된 상기 제2접지선과 연결되는 제1코일부재와, 상기 케이스의 내부에 구비되되, 상기 제1코일부재와 일정 거리 이격되며, 상기 연결단자대에 결합된 상기 제2접지선과 연결되는 제2코일부재 및 상기 케이스의 내부에 충진되어 상기 제1접지선을 통해 유입된 누설 전류가 포집되고, 포집된 누설 전류가 상기 제1코일부재 및 제2코일부재로 전달되도록 하는 전기전도도가 낮은 입자 가루로 이루어진 충진재를 포함한다.
이때, 상기 누설전류차단부는 상기 제1코일부재와 상기 제2접지선 사이에 연결되되, 상기 케이스의 일측에 위치되어 누설 전류 발생 시 사용자가 시각적으로 누설 전류의 유무를 파악 가능하도록 발광하는 제1발광체를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 누설전류차단부는 상기 제1코일부재와 상기 제2접지선 사이에 연결되되, 상기 케이스의 일측에 위치되어 누설 전류가 발생될 경우 사용자가 누설되는 전류의 양을 인식 가능하도록 표시하는 표시부재를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 제2코일부재는 'U'자 형상으로 이루어지며, 양 단부가 상기 제2접지선과 연결됨은 물론, 각각 상기 제1전선 및 제2전선과 연결되어 상기 누설전류차단부에 포집된 누설 전류가 방출되도록 하는 제1방출선 및 제2방출선을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1방출선 및 제2방출선은 상기 누설전류차단부에 포집된 누설 전류가 상기 제2코일부재에서 상기 제1전선 및 제2전선으로 각각 원활하게 방출되도록 전류의 방향을 일 방향으로 제한하는 다이오드부재를 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1방출선 및 제2방출선에는 상기 다이오드부재와 상기 제1전선 및 제2전선 각각의 사이에 연결되되, 상기 케이스의 일측에 위치되어 사용자가 전류의 흐름 방향을 시각적으로 확인 가능하며, 합선의 발생을 방지하는 제2발광체를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 충진재를 이루는 전기전도도가 낮은 입자 가루는 목탄가루 및 탄소가루 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 누설 전류 차단 장치는 누설 전류가 발생할 경우, 누설 전류의 발생으로 인한 상기 배전부 내부의 온도 변화를 측정하는 온도측정부를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 온도측정부는 유선 또는 무선으로 상기 누설전류차단부와 연계 가능하며, 상기 누설전류차단부는 상기 케이스의 일측에 구비되어 상기 온도측정부에서 측정된 정보를 전달 받아 표기되도록 하는 온도표기부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 누설전류차단부는 누설되는 전류의 양에 따라 기 설정된 단계 별로 다른 경보음을 발생시키는 경보부재를 더 포함할 수 있다.
이때, 상기 누설전류차단부는 누설 전류가 발생할 경우, 상기 경보부재가 작동됨과 동시에 사용자의 모바일 디바이스로 경고 신호가 전송되도록 하는 통신부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 누설 전류 차단 장치는 상기 누설전류차단부와 이격되어 설치 가능하되, 상기 통신부재와 연계 가능하여 누설 전류가 발생할 경우, 상기 통신부재로부터 신호를 전달 받아 발광 및/또는 경보음을 발생시키는 경보발생부를 더 포함할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 누설 전류 차단 장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 누설전류차단부의 케이스가 절연체로 이루어짐으로써, 누설 전류가 포집된 상태에서 무분별하게 빠져나가 감전 및 합선이 일어나는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
둘째, 사용하고자 하는 전자제품의 플러그가 삽입되는 방향에 따라 달라지는 상전원선의 가변성에 대응되어 양측 모두에 적용 가능하여 안정적으로 누설 전류만이 차단되도록 함으로써, 감전 및 화재의 위험으로부터 안전을 확실하게 보장 받을 수 있으며, 전자제품의 구동에 필요한 전압은 그대로 유지되도록 함으로써 전자제품의 원활한 사용이 유지될 수 있는 장점이 있다.
셋째, 접지부가 형성되지 않은 제품에 설치 할 경우, 누설 전류 차단 장치 자체가 접지부의 역할을 수행함으로써, 감전이나 화재 등의 사고의 발생을 방지하여 사용자의 안전을 확실하게 보장 할 수 있는 장점이 있다.
넷째, 상전원선의 전류가 방출선으로 유입되더라도 제2발광체를 통해 소모되도록 함으로써, 합선의 위험을 방지할 수 있는 장점이 있다.
다섯째, 누설 전류가 발생될 경우, 제1발광체 및 경보부재를 통해 사용자가 시각적, 청각적으로 확인이 가능하여 누설 전류를 인지한 사용자의 안전이 확보될 수 있도록 할 수 있는 장점이 있다.
여섯째, 누설 전류가 발생될 경우, 사용자의 모바일 디바이스 등으로 경고 알림이 전송되고, 누설 전류 차단 장치와 이격되어 설치되는 경보발생부의 작동으로 인해 사용자가 직접 제1발광체 및 경보부재의 확인을 하지 못하는 위치에 있더라도 누설 전류의 발생을 인지하여 즉각 대응할 수 있도록 할 수 있는 장점이 있다.
일곱째, 누설 전류에 의해 배전부의 온도 변화를 실시간으로 감지하여 화재의 발생을 미연에 방지할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 누설 전류 차단 장치의 구성을 나타내는 예시도;
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 누설 전류 차단 장치에 있어서, 정상적인 상태에서의 전류의 흐름을 나타내는 회로도;
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 누설 전류 차단 장치에 있어서, 누설 전류가 발생될 경우 전류의 흐름을 나타내는 회로도;
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 누설 전류 차단 장치에 있어서, 배전함에 적용된 사례를 나타내는 예시도; 및
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 누설 전류 차단 장치에 있어서, 멀티텝에 적용된 사료를 나타내는 예시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 누설 전류 차단 장치에 있어서, 정상적인 상태에서의 전류의 흐름을 나타내는 회로도;
도 3 및 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 누설 전류 차단 장치에 있어서, 누설 전류가 발생될 경우 전류의 흐름을 나타내는 회로도;
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 누설 전류 차단 장치에 있어서, 배전함에 적용된 사례를 나타내는 예시도; 및
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 누설 전류 차단 장치에 있어서, 멀티텝에 적용된 사료를 나타내는 예시도이다.
이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시 예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 침수 또는 이물질의 유입 등으로 인해 누설 전류가 발생할 경우, 누설 전류를 효과적으로 차단하여 감전이나 화재의 위험을 방지하고, 전자제품의 안전한 사용이 가능할 수 있도록 하는 누설 전류 차단 장치에 관한 것으로, 전자설비가 연결될 수 있는 연결부(C)와, 상기 연결부(C)와 중성선 및 상전원선의 역할을 수행할 수 있는 제1전선(400) 및 제2전선(500)에 의해 연결되는 배전부(B) 사이에 설치/구비되어 침수 또는 이물질의 유입으로 인한 전류의 누설을 차단할 수 있는 누설전류차단부(100)를 포함하는 것을 가장 큰 특징으로 한다.
이때, 상기 누설전류차단부(100)는 상기 연결부(C) 및 상기 배전부(B)의 접지부와 각각 연결되어 상기 배전부(B)에서 발생되는 누설 전류가 상기 연결부(C)의 접지부를 통해 방출될 수 있도록 하여 누설 전류가 차단되어 감전 및 화재의 위험을 방지할 수 있도록 이루어질 수 있으며, 상기 누설전류차단부(100)가 설치되는 제품이 접지부가 존재하지 않는 제품일 경우에도 상기 누설전류차단부(100)가 자체적으로 접지부 역할을 수행하여 상기 연결부(C)와 상기 배전부(B)의 사이를 연결하는 상기 제1전선(400) 및 제2전선(500) 중 중성선의 역할을 수행하게 되는 전선을 통해 누설 전류가 방출될 수 있도록 하여 감전 및 화재 사고를 예방하고, 전자제품을 안전하게 사용할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 누설전류차단부(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 아크릴이나 유리, 에보나이트, 플라스틱 등의 절연체로 이루어지며, 상기 누설전류차단부(100)의 외관을 형성하는 케이스(110)와, 상기 케이스(110)의 일측에 구비 가능하여 상기 배전부(B)와 이어지는 제1전선(400) 및 제2전선(500), 그리고 상기 배전부(B)의 접지부로 연결될 수 있는 제1접지선(600)이 결합 가능한 배전단자대(120)와, 마찬가지로 상기 케이스(110)의 일측에 구비 가능하여 상기 연결부(C)와 이어지는 제1전선(400) 및 제2전선(500), 그리고 상기 연결부(C)의 접지부로 연결 가능한 제2접지선(700)이 결합될 수 있는 연결단자대(130)와, 상기 케이스(110)의 내부에 구비될 수 있으며, 일측이 상기 배전단자대(120)에 결합된 상기 제1접지선(600)과 연결되고, 타측이 상기 연결단자대(130)에 결합된 상기 제2접지선(700)과 연결될 수 있는 제1코일부재(140) 및 상기 케이스(110)의 내부에 구비 가능하되, 상기 제1코일부재(140)와 일정 거리 이격될 수 있으며, 상기 제2접지선(700)과 연결 가능한 제2코일부재(150)를 포함하여 이루어질 수 있다.
이때, 상기 케이스(110)는 내부가 중공되되, 필요에 따라 복수의 격실로 이루어질 수 있으며, 이러한 격실 중, 상기 제1코일부재(140) 및 제2코일부재(150)가 구비되는 공간에 충진되어, 상기 제1접지선(600)을 통해 흘러 들어온 누설 전류가 포집될 수 있도록 하며, 포집된 누설 전류가 상기 제1코일부재(140) 및 상기 제2코일부재(150)로 전달될 수 있도록 하는 충진재(160)를 포함하며, 이러한 상기 충진재(160)는 목탄가루 및 탄소가루와 같은 전기전도도가 낮은 입자 가루로 이루어짐으로써, 상기 제1접지선(600)을 통해 유입된 누설 전류가 상기 제2접지선(700) 및 상기 연결부(C)에 연결되는 상기 제1전선(400)과 제2전선(500) 중 중성선의 역할을 수행하는 전선을 통해 방출되는 전류의 흐름이 안정적으로 이루어질 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 충진재(160)는 목탄가루 및 탄소가루 중 적어도 하나로 이루어질 수 있으나, 이에 안정하는 것은 아니며, 목탄가루 및 탄소가루가 아니더라도 구리와 같은 전기전도도가 높은 물질보다 전기전도도가 낮은 물질이라면 모두 적용이 가능하고, 하나의 물질로 이루어지거나, 둘 이상의 물질을 혼합하여 적용되는 것도 가능하다.
또한, 상기 케이스(110)의 내부는 상기 케이스(110)의 일측에 각각 구비 가능한 상기 배전단자대(120) 및 연결단자대(130)에 결합되는 상기 제1전선(400) 및 제2전선(500)의 연결이 이어질 수 있는 구조로 이루어짐으로써, 전류의 흐름이 이어질 수 있도록 할 수 있다.
이때, 상기 배전단자대(120) 및 연결단자대(130)는 상기 케이스(110)의 외측면에 돌출되도록 구비될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 안이며, 상술한 바와 같이 형성될 수 있는 상기 케이스(110) 내부의 격실 중 어느 하나에 구비될 수 있도록 할 수 있음을 인지하여야 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 누설전류차단부(100)는 상기 제1코일부재(140)와 상기 제2접지선(700) 사이에 연결되되, 상기 케이스(110)의 일측에 위치될 수 있도록 함으로써, 누설 전류가 발생될 경우 발광하여 사용자가 시각적으로 누설 전류의 발생 유무를 파악할 수 있도록 하는 제1발광체(111)를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 제1발광체(111)는 상기 제1코일부재(140)와 상기 제2접지선(700)의 사이에 구비되어 상기 제1코일부재(140)와 상기 제2접지선(700)이 상호 연결될 수 있도록 함과 동시에 상기 케이스(110)의 일측에서 외부로 노출되도록 구비됨으로써, 사용자가 상기 제1발광체(111)의 발광 여부를 시각적으로 쉽게 확인할 수 있도록 함으로써, 전류의 누설이 발생되고 있음을 쉽게 인지할 수 있도록 할 수 있는 것이다.
또한, 상기 제1발광체(111)는 후술할 경보부재(170)와의 연계가 가능하여, 누설 전류가 발생될 경우, 상기 제1발광체(111)가 발광함과 동시에 상기 경보부재(170)에서 경보음이 발생되도록 함으로써, 사용자가 누설 전류의 발생에 대해 시각/청각 적으로 함께 확인이 가능하도록 하여 보다 명확하게 인지할 수 있도록 할 수 있다.
그리고 상기 누설전류차단부(100)는 누설 전류가 발생될 경우, 사용자가 누설되는 전류의 양을 인식 가능하도록 표시하는 표시부재(113)가 더 포함될 수 있다.
이러한 상기 표시부재(113)는 상기 제1코일부재(140)와 상기 제2접지선(700) 사이에 연결되되, 상기 제1발광체(111)와 마찬가지로 상기 케이스(110)의 일측에 위치되어 사용자가 쉽게 확인할 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 상기 표시부재(113)의 표시 방법은, 누설되는 전류의 양이 수치적으로 표시될 수 있도록 할 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 누설되는 전류의 양을 기준으로 단계별로 설정되도록 함으로써, 누설되는 전류의 양에 따라 순차적으로 게이지가 차오르거나 발광이 이루어져 누설되는 전류의 양에 따른 위험도를 사용자가 쉽게 인지할 수 있도록 할 수 있다.
이러한 상기 표시부재(113) 역시 상기 경보부재(170)와 연계가 가능하도록 함으로써, 누설 전류가 발생될 경우, 상기 경보부재(170)에서 경보음이 발생되도록 할 수 있으며, 이때, 상기 표시부재(113)가 누설 전류의 양을 기준으로 단계별로 설정될 경우, 상기 경보부재(170)에서 발생되는 경보음 역시 그 단계별로 대응되어 순차적으로 경보음의 소리가 커지도록 하거나, 단계별로 각기 다른 경보음이 발생될 수 있도록 함으로써, 사용자가 경보음에 따라 발생되는 누설 전류의 위험도를 쉽게 인지할 수 있도록 할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 제1접지선(600)에는 상기 배전부(B)에서 발생되는 누설 전류가 상기 누설전류차단부(100)의 내부에 구비되는 상기 제1코일부재(140)로 원활하게 흘러가도록 하되, 상기 제1코일부재(140)에서 상기 배전부(B)로 전류가 흘러 가는 것은 방지할 수 있도록 전류의 흐름 방향을 일 방향으로 제한할 수 있는 다이오드부재(D)가 더 구비될 수 있다.
예컨대, 상기 배전부(B)에서 발생되는 누설 전류는 상기 제1접지선(600)과 연결된 상기 제1코일부재(140)를 통해 상기 누설전류차단부(100)에 포집될 수 있는데, 상기 누설전류차단부(100)에 포집된 전류가 상기 제1접지선(600)을 따라 상기 배전부(B)로 이동하게 되면 합선이 발생될 수 있고, 그로 인해 감전 및 화재 사고의 발생 위험이 야기될 수 있는 바, 이를 방지하기 위하여 상기 다이오드부재(D)에 의해 상기 배전부(B)에서 상기 제1코일부재(140) 측으로 한 방향의 전류의 흐름이 이루어질 수 있도록 하는 것이다.
또한, 상기 제1코일부재(140)와 함께 상기 누설전류차단부(100)의 상기 케이스(110) 내부에 구비되되, 상기 제1코일부재(140)와 일정 간격 이격되도록 구비되는 상기 제2코일부재(150)는 'U'자 형상으로 이루어져 상기 제1코일부재(140)가 중앙의 공간에 위치될 수 있도록 할 수 있으며, 'U'자 형상의 양 단부가 상기 연결부(C)와 연결되는 상기 제2접지선(700)과 연결될 수 있다.
또한, 상기 제2코일부재(150)는 양 단부가 상기 배전단자대(120) 및 상기 연결단자대(130)에 결합되어 상기 배전부(B)와 상기 연결부(C)가 연결되도록 하는 상기 제1전선(400) 및 제2전선(500)과 각각 연결되어 상기 누설전류차단부(100)에 포집된 누설 전류가 방출될 수 있도록 하는 제1방출선(800) 및 제2방출선(900)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1방출선(800) 및 제2방출선(900)에는 상기 누설전류차단부(100)에 포집된 누설 전류가 상기 제2코일부재(150)에서 상기 제1전선(400) 및 제2전선(500)으로 각각 원활하게 방출될 수 있도록 함과 동시에, 상기 제1전선(400) 및 제2전선(500)을 통해 상기 제2코일부재(150) 측으로 전류가 유입되는 것을 방지할 수 있도록 전류의 흐름 방향을 일 방향으로 제한하는 다이오드부재(D)가 각각 구비될 수 있다.
즉, 상기 제1방출선(800) 및 제2방출선(900)에 구비되는 상기 다이오드부재(D)는 상술한 상기 제1접지선(600)에 구비되는 다이오드부재(D)와 동일한 기능을 수행함으로써, 상기 제2코일부재(150)에서 상기 제1전선(400) 및 제2전선(500) 측으로 흘러가는 전류와 상기 제1전선(400) 및 제2전선(500)에서 상기 제2코일부재(150) 측으로 흐르는 전류가 만나 충돌됨으로써, 합선 및 감전이 발생되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
이때, 상기 제1전선(400) 및 제2전선(500)에 각각 연결되는 상기 제1방출선(800) 및 제2방출선(900) 모두에 상기 다이오드부재(D)가 구비될 수 있도록 하는 것은, 상기 제1전선(400) 및 제2전선(500)이 사용하고자 하는 전자제품의 플러그가 상기 연결부(C)에 결합되는 방향에 따라 중성선 또는 상전원선의 역할이 가변됨으로써, 상기 제1전선(400)이 상전원선의 역할을 수행할 수 있으며, 반대로 상기 제2전선(500)이 상전원선의 역할을 수행할 수도 있기 때문이다.
이를 통해, 사용자가 전자제품을 사용하기 위하여 전자제품의 플러그를 상기 연결부(C)에 결합시킬 때, 상기 플러그가 결합되는 방향에 따라 가변되는 상전원선의 위치에 상관없이 양 방향 모두에 대한 합선 및 감전의 위험이 예방될 수 있도록 할 수 있는 것이다.
또한, 상기 제1방출선(800) 및 상기 제2방출선(900)에는 상기 다이오드부재(D)와 상기 제1전선(400) 및 제2전선(500) 각각의 사이에 연결되되, 상술한 제1발광체(111)와 동일하게 상기 케이스(110)의 일측에 위치될 수 있도록 하는 제2발광체(112)가 각각 구비될 수 있다.
이러한 상기 제2발광체(112)는 사용자가 자신이 결합한 전자제품의 플러그의 방향에 따라 정해지는 상전원선을 따라 흐르는 전류의 방향을 시각적으로 확인 가능하도록 할 수 있으며, 상기 다이오드부재(D)와 상기 제1전선(400) 및 상기 제2전선(500)의 사이에서 전류의 마찰로 쇼트가 일어나게 되는 것을 방지할 수 있는 역할을 수행할 수 있다.
예컨대, 전자제품의 플러그가 상기 연결부(C)에 결합되는 방향에 따라 상기 제1전선(400)이 상전원선의 역할을 수행하게 될 경우, 상기 제1전선(400)에서 흐르는 전류가 상기 제1전선(400)과 연결된 상기 제1방출선(800)으로 유입되게 되는데, 이때, 상기 제1방출선(800)에 구비된 상기 다이오드부재(D)에 의해 상기 제2코일부재(150)로 유입되는 것이 방지될 수 있으며, 상기 제1방출선(800)에 구비되는 상기 제2발광체(112)에서 상기 제2코일부재(150)에서 상기 제1방출선(800)을 통해 상기 제1전선(400) 측으로 흐르는 누설 전류와 상기 제1전선(400)에서 상기 제1방출선(800)으로 유입되는 전류가 만나 상기 제2발광체(112)가 구동되도록 함으로써, 전류를 소모시켜 상기 제1방출선(800)과 상기 제1전선(400) 사이의 합선이 발생되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
반대로, 상기 플러그가 상기 연결부(C)에 결합되는 방향에 따라 상기 제2전선(500)이 상전원선의 역할을 수행하게 될 경우에도 위의 예와 동일한 방법을 통해 합선이 발생되는 것을 방지할 수 있다.
즉, 상전원선의 역할을 수행하게 되는 상기 제2전선(500)에서 흐르는 전류가 상기 제2전선(500)과 연결된 상기 제2방출선(900)으로 유입되되, 상기 제2방출선(900)에 구비된 상기 다이오드부재(D)에 의해 상기 제2코일부재(150)로 유입되는 것이 방지되며, 상기 제2방출선(900)에 구비되는 상기 제2발광체(112)에서 상기 제2코일부재(150)에서 상기 제2방출선(900)을 통해 상기 제2전선(500) 측으로 흐르는 누설 전류와 상기 제2전선(500)에서 상기 제2방출선(900)으로 유입된 전류가 만나 상기 제2발광체(112)가 구동되도록 함으로써, 전류를 소모시켜 상기 제2방출선(900)과 상기 제2전선(500) 사이에서 합선이 발생되는 것을 방지할 수 있는 것이다.
또한, 상술한 예들에서 언급한 바와 같이 발광이 이루어지는 상기 제2발광체(112)를 통해 사용자는 현재 흐르고 있는 전류의 흐름 방향을 시각적으로 확인할 수 있도록 할 수 있는 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 누설 전류 차단 장치는 누설 전류가 발생할 경우, 누설 전류의 발생으로 인한 상기 배전부(B) 내부의 온도 변화를 측정할 수 있는 온도측정부(200)가 더 구비되도록 할 수 있으며, 이러한 상기 온도측정부(200)는 상기 배전부(B)의 내부 또는 일측에 구비되는 온도측정센서 및 열감지센서로 이루어지되, 상기 누설전류차단부(100)와 유선 또는 무선으로 연계가 가능하도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 누설전류차단부(100)에는 상기 케이스(110)의 일측에 구비 가능하도록 하여 상기 온도측정부(200)에서 측정된 정보를 전달 받아 표기될 수 있도록 하는 온도표기부재(114)가 구비되도록 함으로써, 사용자가 상기 배전부(B)의 온도 변화를 쉽게 파악할 수 있도록 할 수 있다.
또한, 상기 누설전류차단부(100)는 상기에서도 언급한 바와 같이 누설 전류가 발생될 경우, 경보음을 발생시켜 사용자가 청각적으로 누설 전류의 유무를 인지할 수 있도록 하는 경보부재(170)가 구비될 수 있으며, 이러한 경보부재(170)는 단일한 경보음으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하는 것이 아니며, 상술한 바와 같이 누설되는 전류의 양에 따라 기 설정된 단계 별로 경보음의 소리가 커지거나 다른 경보음이 발생되도록 함으로써, 누설 전류에 따른 긴급한 상황이 보다 명확하게 인지될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 온도측정부(200) 및/또는 상기 온도표기부재(114)는 상기 경보부재(170)와 연계 가능하여, 상기 온도측정부(200)에서 측정된 온도가 기 설정된 온도의 이상일 경우, 사용자에게 화재의 발생 위험을 알리기 위해 상기 경보부재(170)가 작동될 수 있는 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 누설전류차단부(100)는 누설 전류가 발생할 경우, 상기 제1발광체(111) 및/또는 상기 경보부재(170)가 작동됨과 동시에 사용자의 모바일 디바이스로 경고 신호가 전송될 수 있도록 하는 통신부재(180)가 더 구비되도록 할 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 상기 누설 전류 차단 장치는 상기 누설전류차단부(100)와 이격되어 설치 가능하여 상기 누설전류차단부(100)가 설치된 위치 외에 사용자가 원하는 위치에 설치되도록 하되, 상기 통신부재(180)와 연계가 가능하여 누설 전류가 발생할 경우, 상기 통신부재(180)로부터 신호를 전달 받아 발광 및/또는 경보음이 발생될 수 있도록 하는 경보발생부(300)가 더 포함될 수 있다.
이와 같이 사용자의 모바일 디바이스로 경고 신호가 전송될 수 있도록 하는 통신부재(180) 및 상기 누설전류차단부(100)와 이격되어 설치되되, 상기 통신부재(180)와 연계되어 누설 전류가 발생할 경우 발광 및/또는 경보음이 발생될 수 있도록 하는 상기 경보발생부(300)를 통해 사용자가 외출을 했거나, 상기 누설전류차단부(100)를 통해 시각적, 청각적인 알림을 확인하지 못하는 위치에 있더라도 누설 전류의 발생 유무를 즉각적으로 확인하여 적절한 대응을 할 수 있도록 함으로써, 사용자의 안전이 확실하게 보장될 수 있도록 함은 물론, 화재의 발생을 미연에 방지할 수 있도록 할 수 있다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어지는 본 발명의 상기 누설 전류 차단 장치는 공장 등과 같이 규모가 큰 곳의 배전판은 물론, 일반적으로 사용되는 멀티텝에도 설치/적용이 가능한 것으로, 전기가 사용되는 모든 상황에서 효과적인 누설 전류의 차단이 이루어지도록 하여 사용자의 신체적인 안전은 물론, 물질적인 재산의 보호 역시 이루어질 수 있도록 함으로써 그 활용성이 매우 높으며, 상기 누설전류차단부(100)에 의해 사용하고자 하는 전자제품의 구동에 필요한 전압은 그대로 유지되도록 하는 한편, 누설되는 전류만이 차단되도록 함으로써, 사용자가 감전 및 화재의 위험으로부터 안전을 보장받을 수 있음은 물론, 전자제품의 사용에도 불편함이 없도록 할 수 있다.
본 명세서에서는 상기 누설 전류 차단 장치의 설치 예를 상기 배전단자대(120) 및 상기 연결단자대(130)에 상기 제1전선(400) 및 제2전선(500), 그리고 제1접지선(600) 및 제2접지선(700)이 결합되도록 하는 구조로 이루어짐을 나타내고 있으나, 이는 본 발명을 설명하는 하나의 예시일 뿐이며, 상기 누설 전류 차단 장치는 상기 배전부(B)와 상기 연결부(C)의 접지부에 각각 연결될 수 있는 상기 제1접지선(600) 및 상기 제2접지선(700)이 상기 배전단자대(120) 및 상기 연결단자대(130)에 각각 연결되고, 상기 제1방출선(800) 및 제2방출선(900)이 상기 제1전선(400) 및 제2전선(500)에 연결되는 구조로 이루어질 수도 있다.
즉, 상기 누설 전류 차단 장치는 양 측에 연결되는 접지선의 사이에 구비되어 설치됨을 기본으로 하되, 경우에 따라 상전원선 및 중성선도 함께 결합되도록 설치될 수 있는 것이다.
상술한 바와 같은 원리로 누설 전류의 효과적인 차단이 이루어지도록 하는 것은 도 2 내지 도 4를 참조하여 보다 쉽게 이해할 수 있도록 하며, 상기 누설 전류 차단 장치가 적용될 수 있는 경우에 대한 예는 도 5 및 도 6을 참조하여 보다 쉽게 이해할 수 있도록 한다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시 예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술 된 실시 예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100 : 누설전류차단부 110 : 케이스
111 : 제1발광체 112 : 제2발광체
113 : 표시부재 114 : 온도표기부재
120 : 배전단자대 130 : 연결단자대
140 : 제1코일부재 150 : 제2코일부재
160 : 충진재 170 : 경보부재
180 : 통신부재 200 : 온도측정부
300 : 경보발생부 400 : 제1전선
500 : 제2전선 600 : 제1접지선
700 : 제2접지선 800 : 제1방출선
900 : 제2방출선
B : 배전부 C : 연결부
D : 다이오드부재
111 : 제1발광체 112 : 제2발광체
113 : 표시부재 114 : 온도표기부재
120 : 배전단자대 130 : 연결단자대
140 : 제1코일부재 150 : 제2코일부재
160 : 충진재 170 : 경보부재
180 : 통신부재 200 : 온도측정부
300 : 경보발생부 400 : 제1전선
500 : 제2전선 600 : 제1접지선
700 : 제2접지선 800 : 제1방출선
900 : 제2방출선
B : 배전부 C : 연결부
D : 다이오드부재
Claims (12)
- 전자설비가 연결되는 연결부와, 상기 연결부와 중성선 및 상전원선의 역할을 수행하는 제1전선 및 제2전선에 의해 연결되는 배전부 사이에 구비되어 침수 또는 이물질 유입으로 인한 전류의 누설을 차단하는 누설전류차단부;
를 포함하고,
상기 누설전류차단부는,
절연체로 이루어진 케이스;
상기 케이스의 일측에 구비되어 상기 배전부와 이어지는 제1전선 및 제2전선, 그리고 상기 배전부의 접지부로 연결되는 제1접지선이 결합 가능한 배전단자대;
상기 케이스의 일측에 구비되어 상기 연결부와 이어지는 제1전선 및 제2전선, 그리고 상기 연결부의 접지부로 연결되는 제2접지선이 결합 가능한 연결단자대;
상기 케이스의 내부에 구비되며, 일측이 상기 배전단자대에 결합된 상기 제1접지선과 연결되고, 타측이 상기 연결단자대에 결합된 상기 제2접지선과 연결되는 제1코일부재;
상기 케이스의 내부에 구비되되, 상기 제1코일부재와 일정 거리 이격되며, 상기 연결단자대에 결합된 상기 제2접지선과 연결되는 제2코일부재; 및
상기 케이스의 내부에 충진되어 상기 제1접지선을 통해 유입된 누설 전류가 포집되고, 포집된 누설 전류가 상기 제1코일부재 및 제2코일부재로 전달되도록 하는 전기전도도가 낮은 입자 가루로 이루어진 충진재;
를 포함하는 누설 전류 차단 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 누설전류차단부는,
상기 제1코일부재와 상기 제2접지선 사이에 연결되되, 상기 케이스의 일측에 위치되어 누설 전류 발생 시 사용자가 시각적으로 누설 전류의 유무를 파악 가능하도록 발광하는 제1발광체;
를 더 포함하는 누설 전류 차단 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 누설전류차단부는,
상기 제1코일부재와 상기 제2접지선 사이에 연결되되, 상기 케이스의 일측에 위치되어 누설 전류가 발생될 경우 사용자가 누설되는 전류의 양을 인식 가능하도록 표시하는 표시부재;
를 더 포함하는 누설 전류 차단 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 제2코일부재는,
'U'자 형상으로 이루어지며, 양 단부가 상기 제2접지선과 연결됨은 물론, 각각 상기 제1전선 및 제2전선과 연결되어 상기 누설전류차단부에 포집된 누설 전류가 방출되도록 하는 제1방출선 및 제2방출선;
을 포함하는 누설 전류 차단 장치.
- 제4항에 있어서,
상기 제1방출선 및 제2방출선은,
상기 누설전류차단부에 포집된 누설 전류가 상기 제2코일부재에서 상기 제1전선 및 제2전선으로 각각 원활하게 방출되도록 전류의 방향을 일 방향으로 제한하는 다이오드부재;
를 포함하는 누설 전류 차단 장치.
- 제5항에 있어서,
상기 제1방출선 및 제2방출선에는,
상기 다이오드부재와 상기 제1전선 및 제2전선 각각의 사이에 연결되되, 상기 케이스의 일측에 위치되어 사용자가 전류의 흐름 방향을 시각적으로 확인 가능하며, 합선의 발생을 방지하는 제2발광체;
를 더 포함하는 누설 전류 차단 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 충진재를 이루는 전기전도도가 낮은 입자 가루는,
목탄가루 및 탄소가루 중 적어도 하나로 이루어지는 누설 전류 차단 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 누설 전류 차단 장치는,
누설 전류가 발생할 경우, 누설 전류의 발생으로 인한 상기 배전부 내부의 온도 변화를 측정하는 온도측정부;
를 더 포함하는 누설 전류 차단 장치.
- 제8항에 있어서,
상기 온도측정부는,
유선 또는 무선으로 상기 누설전류차단부와 연계 가능하며,
상기 누설전류차단부는,
상기 케이스의 일측에 구비되어 상기 온도측정부에서 측정된 정보를 전달 받아 표기되도록 하는 온도표기부재;
를 더 포함하는 누설 전류 차단 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 누설전류차단부는,
누설되는 전류의 양에 따라 기 설정된 단계 별로 다른 경보음을 발생시키는 경보부재;
를 더 포함하는 누설 전류 차단 장치.
- 제10항에 있어서,
상기 누설전류차단부는,
누설 전류가 발생할 경우, 상기 경보부재가 작동됨과 동시에 사용자의 모바일 디바이스로 경고 신호가 전송되도록 하는 통신부재;
를 더 포함하는 누설 전류 차단 장치.
- 제11항에 있어서,
상기 누설 전류 차단 장치는,
상기 누설전류차단부와 이격되어 설치 가능하되, 상기 통신부재와 연계 가능하여 누설 전류가 발생할 경우, 상기 통신부재로부터 신호를 전달 받아 발광 또는 경보음을 발생시키는 것 중 적어도 어느 하나로 이루어지는 경보발생부;
를 더 포함하는 누설 전류 차단 장치.
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2021
- 2021-09-23 KR KR1020210125568A patent/KR102484240B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (6)
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