KR101527366B1 - Arc detection circuit by contact failure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 회로에서의 접촉 불량으로 인한 아크 또는 스파크 발생을 검출하여 경보하거나 누전차단기를 작동시키도록 누설전류 경로를 생성하는 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an arc detection circuit due to contact failure, and more particularly to an arc detection circuit which detects an arc or a spark due to a contact failure in an electric circuit, To an arc detection circuit.
전체 화재발생의 약 30%가 전기화재이며, 그 중 60% 이상이 배선계통의 이상으로 인해 발생하는데, 배선계통의 이상으로 인한 화재 중 대다수가 접촉불량으로 인한 과열, 아크 또는 선간 절연불량으로 인한 트래킹/아크 사고이다.About 30% of all fires are electric fires, more than 60% of them are caused by fault of wiring system. Most of fires due to fault of wiring system are caused by overheating due to contact failure, faulty arc or line insulation It is a tracking / arc accident.
이와 같은 배선계통의 사고는 일반적으로 예방점검이 불가능하다는 문제점이 있으며, 특히 선간 절연물이 오염되거나 탄화되어 발생하는 절연불량은 일종의 부하전류이므로 기존의 차단기로는 차단할 수 없음은 물론이고, 절연측정기로 점검하는 것도 비현실적이다.In general, there is a problem that such an accident of the wiring system can not be prevented and prevented. In particular, the insulation failure caused by the contamination or carbonization of the line insulation is a kind of load current, so it can not be blocked by a conventional circuit breaker. Checking is also unrealistic.
이러한 선간 절연불량, 즉, 선간 누전의 경우, 미세한 전류의 아크방전이기 때문에 밝은 곳에서는 육안으로 보이지 않고, 어두운 경우에만 미세한 실과 같은 아크방전이 지속되며, 아크열에 의하여 절연물이 탄화되면 부도체가 도체로 변한다.In the case of such a line-to-line fault, that is, a line-to-line short-circuit, the arc discharge of a minute thread is continued only in a dark state because of a slight current arc discharge. It changes.
또한 아크방전의 특성상 전류가 잘 흐를 수 있는 궤도를 따라 방전이 이루어지는 때문에 트래킹 아크라고도 한다. 즉, 낙뢰시 낙뢰아크의 모양이 나뭇가지 모양으로 구불구불한 형상과 유사하다. 이러한 트래킹 아크 초기의 경우 아크전류가 너무 작아 일반적인 아크검출 기술로는 감지할 수 없는데, 일반적인 아크차단기는 부하측으로 흐르는 전류파형의 형상 및 방전 시 발생하는 왜파(歪波)전류의 크기 및 전압의 상승, 하강 각도에 기준하여 아크전류인지 정상적인 부하전류인지 구분하는데, 아크전류가 작은 경우 전력에 포함된 노이즈와 구분할 수 없어서 미세한 전류인 트래킹 아크를 탐지하기는 불가능하다.Also, due to the nature of the arc discharge, a discharge is caused along a trajectory in which a current can flow well. In other words, the shape of the lightning arc is similar to the twisted shape of a twig. In the early stage of the tracking arc, the arc current is too small to be detected by a general arc detection technique. In a general arc breaker, the shape of the current waveform flowing to the load, the magnitude of the distortion wave current , It is impossible to detect a tracking current, which is a minute current, because it is indistinguishable from the noise included in the power when the arc current is small.
현행 아크차단기 또는 아크경보기의 인증규정에도 부하전류 5암페어[A]를 기준으로 인증하는 실정이다. 그러나, 5암페어[A]는 매우 큰 전류값이어서 접촉 불량으로 인해 절연물의 탄화가 상당 수준으로 진행된 상태에 해당하며, 전기화재를 예방하는 차원의 전류값 수치에 해당한다고 볼 수 없다.The current certification of the current arc breaker or arc alarm is based on the load current of 5 amperes [A]. However, the 5 amps [A] is a very large current value, which means that the carbonization of the insulation has progressed to a considerable level due to the poor contact, and does not correspond to the current value to prevent electric fire.
한편, 한국등록특허 제0914999호의 저압 옥내전로의 아크검출형 차단기는 저주파 및 고주파 영역에서 선형적 특성을 유지하며, 병렬 아크 전류에 의한 화재를 포함한 손상을 방지하고 병렬 아크에 의한 순시적 대전류를 검출하며, 전류를 검출 파라미터로 사용해서 병렬 아크 전류를 검출하는 변류기(CT); 위 전류센서에 의해 검출된 신호를 적분하는 적분부; 위 적분부에 의해 적분된 신호에서 고주파 노이즈를 제거하고 전류를 제한하는 필터부; 위 필터부를 통과한 신호를 전파정류하는 정류부; 위 정류부에서 정류된 신호를 증폭하는 증폭부; 위 증폭부에서 증폭된 전류를 전압으로 변환하는 변환부; 위 변환부에 의해 변환된 전압을 인가받아 도통하며 게이트에 전류신호가 직접 인가되는 SCR; 및 위 SCR의 애노드측에 연결되어 구동되며 차단기를 동작시켜 회로를 차단시키는 트립코일을 포함한다. On the other hand, Korean Patent No. 0914999, an arc detecting circuit breaker of a low-voltage indoor arc furnace maintains a linear characteristic in a low frequency and a high frequency range, prevents a damage including a fire by a parallel arc current, A current transformer CT for detecting a parallel arc current using a current as a detection parameter; An integrating unit for integrating a signal detected by the current sensor; A filter unit for removing high frequency noise from the signal integrated by the stochastic integration unit and limiting the current; A rectifying section for full-wave rectifying a signal passing through the upper filter section; An amplifying unit for amplifying a signal rectified by the rectifying unit; A converter for converting a current amplified by the amplifying unit into a voltage; An SCR in which a current signal is directly applied to a gate, And a trip coil connected to the anode side of the upper SCR and operating the circuit breaker to shut off the circuit.
또한, 한국공개특허 2013-0095947호에 개시된 저압 옥내 전로의 아크 검출장치는, 외부전압 입력라인과 부하단 사이에 설치되는 CT; 상기 CT로부터 아크 결함에 의한 전류를 검출하는 아크검출부; 상기 전원 라인에 현재 입력되고 있는 전압의 위상을 검출하는 전압위상검출부; 및 상기 검출된 전압위상과 전류를 비교하여 아크인식구간의 전압위상에서 전류에 아크가 발생되면 아크특성으로 판단하고, 그외 구간의 전압위상에서 전류에 아크가 발생되면 부하특성으로 판단하는 마이크로프로세서를 포함한다.Also, the arc detection apparatus of a low-voltage indoor converter disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 2013-0095947 includes a CT installed between an external voltage input line and a lower end; An arc detector for detecting a current due to an arc defect from the CT; A voltage phase detector for detecting a phase of a voltage currently input to the power supply line; And comparing the detected voltage phase with a current to determine an arc characteristic when an arc is generated in a current in a voltage phase of the arc recognition interval and determines the arc characteristic as a load characteristic when an arc is generated in a current phase in a voltage phase of the other section .
그런데, 위와 같이 전류를 검출하여 아크를 검출하는 장치는, 변류기(CT)를 사용하기 때문에 변류기를 통해 흐르는 부하전류에 의하여 변류기 코어에 자기포화현상이 발생하게 되면, 부하의 크기에 따라 인덕턴스 값이 달라져서 정상적인 전류 측정이 불가능하다.
However, since an apparatus for detecting an arc by detecting a current as described above uses a current transformer (CT), when magnetic saturation occurs in the current transformer core due to the load current flowing through the current transformer, the inductance value It is impossible to measure normal current because it is different.
본 발명의 목적은 접촉 불량으로 인한 아크 발생시 아크 전압을 검출할 수 있는 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로를 제공한다.An object of the present invention is to provide an arc detection circuit by contact failure capable of detecting an arc voltage when an arc occurs due to a contact failure.
또한, 본 발명의 다른 목적은 접촉 불량으로 인한 아크 발생시 아크 전압을 검출함으로써 10밀리암페어 정도의 아크 전류까지도 검출할 수 있는 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로를 제공한다.Another object of the present invention is to provide an arc detection circuit which can detect an arc current of about 10 milliamperes by detecting an arc voltage when an arc occurs due to a contact failure.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 대지간 분포 용량을 이용하여 접촉 불량에 의한 아크 전압을 검출할 수 있는 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로를 제공한다.It is still another object of the present invention to provide an arc detection circuit which can detect an arc voltage due to a contact failure using a distribution capacity between lands.
또한, 본 발명의 또 다른 목적은 소정 시간 이상 연속되는 아크 발생시 아크 전압을 검출할 수 있는 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로를 제공한다.
It is still another object of the present invention to provide an arc detection circuit which can detect an arc voltage when an arc is continuously generated for a predetermined time or longer.
본원의 제1 발명에 따른 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로는, 옥내 배선의 누전차단기 후단부에 배치되어 선간에 발생하는 접촉 불량에 의한 아크를 검출하는 회로에 있어서, 상기 접촉 불량에 의한 아크 펄스 전류를 포함한 회전 동작전원용 정류부; 상기 정류부를 통과한 상기 아크 펄스 전류에 의한 아크 전압을 검출하는 아크 전압 검출부; 상기 아크 전압 검출부의 전단 또는 후단에 결합되는 고주파 통과 필터; 상기 아크 전압 검출부가 검출하는 아크 전압을 이용하여 릴레이동작제어신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및 상기 릴레이동작제어신호에 제어되어 상기 옥내 배선의 접지 라인과 전원 라인을 전기적으로 연결하는 릴레이를 포함하고, 상기 제어신호 생성부는, 상기 아크 전압을 입력 터미널에 입력받아 소정의 펄스 폭을 생성하는 펄스 신호 생성부; 상기 펄스 신호 생성부로부터 출력되는 펄스 신호가 소정 개수 이상이면 펄스 지연 신호를 생성하는 펄스 지연 신호 생성부; 및 상기 펄스 지연 신호를 이용하여 릴레이를 동작시키기 위한 릴레이 동작 제어 신호를 생성하는 동작 제어 신호 생성부를 포함한다.An arc detection circuit according to the first invention of the present application is a circuit which is arranged at the rear end of a ground fault interrupter of indoor wiring and detects an arc caused by a contact failure occurring between lines, A rectifying part for a rotating operation power source including a rectifying part; An arc voltage detector for detecting an arc voltage caused by the arc pulse current passing through the rectifying part; A high-frequency pass filter coupled to a front end or a rear end of the arc voltage detection unit; A control signal generator for generating a relay operation control signal by using an arc voltage detected by the arc voltage detector; And a relay controlled by the relay operation control signal and electrically connecting a ground line of the indoor wiring to a power supply line, wherein the control signal generator receives the arc voltage at an input terminal and generates a predetermined pulse width A pulse signal generator; A pulse delay signal generator for generating a pulse delay signal when the number of pulse signals output from the pulse signal generator is equal to or greater than a predetermined number; And an operation control signal generator for generating a relay operation control signal for operating the relay using the pulse delay signal.
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바람직하게는, 상기 제어신호 생성부는, 상기 아크 전압을 입력 터미널에 입력받아 아크 전압이 소정 시간 이상 지속되면 부저를 동작시켜 경보음을 지속적으로 또는 간헐적으로 울리게 할 수 있고, 상기 경보음이 지속적으로 소정 시간 이상 울리거나, 간헐적으로 소정 횟수에 도달하면 상기 릴레이 동작 제어 신호를 생성한다.Preferably, the control signal generator receives the arc voltage at the input terminal and operates the buzzer when the arc voltage is maintained for a predetermined time or more, thereby continuously or intermittently ringing the alarm sound, And generates the relay operation control signal when it sounds for a predetermined time or intermittently reaches a predetermined number of times.
본원의 제2 발명에 따른 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로는, 옥내 배선의 누전차단기 후단부에 배치되어 선간에 발생하는 접촉 불량에 의한 아크를 검출하는 회로에 있어서, 상기 선간의 교류 전압을 정류하는 정류부; 상기 접촉 불량에 의한 아크 발생시 전원을 포함한 아크 검출 회로와 접지(G) 사이에 존재하는 분포 용량을 고주파의 아크 전압으로 인식하도록 형성된 펄스 신호 결합부; 상기 펄스 신호 결합부를 통해 인가되는 고주파의 아크 전압에 스위칭되고, 상기 아크 펄스 전압을 증폭하는 신호 증폭부; 상기 아크 전압 검출부의 전단 또는 후단에 결합되는 고주파 통과 필터; 상기 신호 증폭부로부터 출력되는 아크 전압을 이용하여 릴레이동작제어신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및 상기 릴레이동작제어신호에 제어되어 상기 옥내 배선의 접지 라인과 전원 라인을 전기적으로 연결하는 릴레이를 포함한다.The arc detection circuit according to the second invention of the present application is a circuit which is arranged at the rear end of an earth leakage breaker of an indoor wiring and detects an arc due to a contact failure occurring between lines, A rectifying part; A pulse signal coupling unit configured to recognize a distribution capacitance existing between the arc detection circuit including the power source and the ground G as an arc voltage of a high frequency when an arc is generated due to the contact failure; A signal amplifying unit that is switched to an arc voltage of a high frequency applied through the pulse signal combining unit and amplifies the arc pulse voltage; A high-frequency pass filter coupled to a front end or a rear end of the arc voltage detection unit; A control signal generator for generating a relay operation control signal using an arc voltage output from the signal amplifying unit; And a relay controlled by the relay operation control signal to electrically connect the ground line and the power line of the indoor wiring.
바람직하게는, 상기 펄스 지연 신호에 따라 생성되는 경보 제어 신호에 제어되어 경보하는 부저를 더 포함한다.Preferably, the system further includes a buzzer for controlling and alarming an alarm control signal generated according to the pulse delay signal.
바람직하게는, 상기 펄스 신호 생성부는 단안정 멀티바이브레이터이고, 상기 동작 제어 신호 생성부는 비안정 멀티바이브레이터이다.Preferably, the pulse signal generator is a monostable multivibrator, and the operation control signal generator is an unstable multivibrator.
바람직하게는, 상기 제어신호 생성부의 입력측에 결합되고, 가변 저항을 포함하여 상기 아크 전압을 아크 펄스로 인지하는 아크 펄스 기준치를 조절하도록 구성된 감도 조절부를 더 포함한다.
Preferably, the apparatus further includes a sensitivity adjusting unit coupled to an input side of the control signal generating unit and configured to adjust an arc pulse reference value including a variable resistance to recognize the arc voltage as an arc pulse.
본 발명에 따르면, 접촉 불량으로 인한 아크 발생시 아크 전압을 검출할 수 있고, 접촉 불량으로 인한 아크 발생시 아크 전압을 검출함으로써 10밀리암페어 이하의 아크 전류까지도 검출할 수 있으며, 대지간 분포 용량을 이용하여 접촉 불량에 의한 아크 전압을 검출할 수 있고, 소정 시간 이상 연속되는 아크 발생시 아크 전압을 검출할 수 있다.
According to the present invention, an arc voltage can be detected when an arc is generated due to a contact failure, and an arc current of less than 10 milliamperes can be detected by detecting an arc voltage when an arc is generated due to a contact failure. The arc voltage due to the contact failure can be detected, and the arc voltage can be detected when an arc is continuously generated for a predetermined time or more.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 접촉 불량에 의한 아크 검출용 전체 회로도,
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접촉 불량에 의한 아크 검출용 전체 회로도, 및
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 접촉 불량에 의한 아크 검출용 전체 회로도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is an overall circuit diagram for arc detection by contact failure according to a first embodiment of the present invention; Fig.
2 is an overall circuit diagram for arc detection by contact failure according to a second embodiment of the present invention, and Fig.
3 is an overall circuit diagram for arc detection by contact failure according to the third embodiment of the present invention.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concepts of the terms appropriately It should be interpreted in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 접촉 불량에 의한 아크 검출용 전체 회로도이다.1 is an overall circuit diagram for arc detection by contact failure according to the first embodiment of the present invention.
본 발명의 제1 실시예에 따른 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로는, 옥내배선 결합부(101), 고주파 통과 필터(105), 정류부(110), 평활부(115), 정전압부(120), 아크 전압 검출부(125), 펄스 신호 결합부(130), 단방향 전류 통과부(135), 감도 조절부(140), 펄스신호 생성부(150), 펄스신호 지연부(155), 동작제어신호 생성부(160), 동작제어스위치(163), 경보부(165), 릴레이부(170), 누설전류 제한부(175), 및 누설전류 경로생성부(180)를 포함한다.The arc detection circuit according to the first embodiment of the present invention includes an indoor
본 발명의 제1 실시예에서는 아크 전압 검출부(125)에 인가되는 고주파 임펄스성 아크 전압을 이용하여 경보부(165)를 동작시킴으로써 경보하거나, 릴레이부(170)를 동작시켜 누설전류를 흘림으로써 옥내 인입부에 설치되는 누전차단기를 동작시킨다.In the first embodiment of the present invention, an alarm is generated by operating the
이하에서는 각 부의 구성 및 동작을 설명하기로 한다. Hereinafter, the configuration and operation of each unit will be described.
옥내배선 결합부(101)는 옥내배선과 결합되는 구성으로, 예컨대, 콘센트에 플러그 형태로 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 옥내배선과 고정적으로 결합될 수 있다. 한편, 예시적으로, 접촉 불량은 옥내 배선의 누전차단기 후단에서 전기적으로 연결되는 모든 전선 간에 발생할 수 있는바, 절연피복이 탄화되어 발생할 수도 있고, 전선을 오랜 시간동안 사용하여 절연피복이 벗겨짐에 따라 절연불량으로 발생할 수도 있다. 다른 예시에 따르면, 접촉 불량은 옥내 배선의 누전차단기 후단에서 플러그가 콘센트(리셉터클)에 헐겁게 결합되어 접촉하는 경우에 발생할 수도 있다.The indoor
여기서, "L"은 두 가닥의 라인을, "G"는 접지측 라인을 각각 의미한다. 즉, 두 가닥의 라인 중 어느 하나는 접지측 라인이지만, 어느 라인이 접지측 라인인지를 알 수 없으므로, 도시된 바와 같이 구현한다.Here, "L" means two lines and "G" means ground line. That is, any one of the two lines is the ground line, but since it is not known which line is the ground line, it is implemented as shown.
고주파 통과 필터(105)는 병렬연결된 저항(R10) 및 캐패시터(C8)를 포함하고, 캐패시터(C8)는 교류 전원 접속 단자(L)를 통해 입력되는 펄스분 전류를 통과시키고, 직류분은 차단하고, 저항(R10)은 캐패시터(C8)에 충전된 전하를 방전시킨다. The high-
정류부(110)는 고주파 통과 필터(105)의 출력측에 결합되고, 고주파 통과 필터(105)로부터 출력되는 아크 전압을 정류한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 정류부(110)는 브릿지 다이오드 형태이나, 이에 한정되지 아니하며, 교류 전원을 정류하는 구성이면 어느 것이나, 가능하다.The rectifying
평활부(115)는 정류부(110) 양단에 병렬연결되는 캐패시터(C7)를 포함하고, 캐패시터(C7)는 정류부(110)로부터 출력되는 전압을 평활화한다.The
정전압부(120)는 평활부(115)와 병렬연결되는 제너다이오드(Z1)를 포함하고, 정류부(110)의 출력 전압을 소정 범위 내로 유지시킨다.The
아크 전압 검출부(125)는 평활부(115)를 통과한 아크 펄스 전류에 의한 아크 전압을 생성하는 정온도 계수 소자(PTC1)일 수 있다.The arc
펄스 신호 결합부(130)는 아크 전압 검출부(125)의 출력측에 결합되는 직렬연결된 저항(R11) 및 캐패시터(C9)를 포함하고, 아크 전압 검출부(125)를 통과한 고주파 성분의 아크 펄스 전류를 통과시킨다.The pulse signal combiner 130 includes a resistor R11 and a capacitor C9 connected in series to the output of the
단방향 전류 통과부(135)는 펄스 신호 결합부(130)의 출력측과 아크 전압 유지부(115) 내 캐패시터(C7)의 타단 사이에 결합되고, 펄스 신호 결합부(130)를 통과한 아크 펄스 전류가 평활부(115)로 흐르는 것을 방지한다.The unidirectional
펄스신호 생성부(150)는 아크 전압 검출부(125)에 인가되는 고주파 성분의 아크 전압을 입력 터미널에 입력받아 소정의 펄스폭을 갖는 펄스신호를 생성한다. 여기서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 펄스신호 생성부(150)는 단안정 멀티바이브레이터일 수 있다. 그리고, 펄스신호 생성부(150)의 입력측에 결합되는 감도 조절부(140)는 가변저항을 포함하여 검출하는 아크 전압을 아크 펄스로 인지할 수 있는 아크 펄스 기준치를 조절할 수 있는바, 5밀리암페어[mA]의 아크 펄스 전류까지도 검출해낼 수 있다. 한편, 도시되지는 않았으나, 펄스신호 생성부(150)의 발진 시정수는 내부 스위칭 소자의 제어단에 결합되는 저항 및 캐패시터의 크기에 따라 달리할 수 있음은 당연하다. The
펄스지연신호 생성부(155)는 펄스신호 생성부(150)로부터 출력되는 펄스신호가 소정 개수 이상이거나 소정 길이 이상 반복되면 펄스지연신호를 생성한다. 즉, 펄스신호가 소정 개수 이상이거나 소정 길이 이상 반복되는 경우, 캐패시터(C6)에 충전이 완료되어 펄스지연신호를 생성한다. The pulse delay
동작제어신호 생성부(160)는 펄스지연신호를 이용하여 경보용 부저(165)를 동작시키기 위한 동작제어신호를 생성하면, 동작제어스위치(S1, 163)가 동작하여 경보용 부저(165)를 동작시키거나, 릴레이부(170)의 릴레이코일을 동작시킨다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 복수의 스위치를 배치시켜 부저(165)와 릴레이부(170)를 동시에 동작하게 할 수도 있다. 릴레이부(170)가 동작하여 누설전류가 흐르게 되면 옥내 배전반에 구비된 누전차단기(미도시)가 동작한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 동작제어신호 생성부(160)는 비안정 멀티바이브레이터로 구현될 수 있고, 부저(165)를 간헐적으로 동작시킬 수 있다.When the operation control
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 펄스지연신호 생성부(155) 및 동작제어신호 생성부(160)는 카운터를 포함하는 디지털 회로에 의해 구현될 수 있고, 펄스신호가 소정 개수 이상이면, 카운터가 동작제어신호를 출력하여 부저(165)를 지속적으로 동작시킬 수 있다. According to another embodiment of the present invention, the pulse delay
누설전류 제한부(175)는 릴레이접점과 직렬 연결된 PTC소자를 포함하며, 과부하, 또는 단락사고 발생시에 릴레이가 동작하는 경우, 접지로 누설전류가 흐르게 되는데, 누전차단기가 고장난 상태이거나, 누전차단기가 설치되지 않은 경우, 막대한 누설전류가 지속적으로 흐르면 과열로 인하여 화재의 위험이 있다. 따라서, PTC소자는 누설전류가 흘러 온도가 상승하면 저항이 급속히 커져 누설전류를 신속하게 감소시킬 수 있다. 본 발명의 일실시예에 따르면, PTC소자 하나만을 사용하였으나, 이에 제한되지 아니하며, 다른 실시예에 따르면, PTC소자를 복수로 이용할 수 있고, 또 다른 실시예에 따르면, PTC소자와 NTC소자를 이용할 수 있으며, 또 다른 실시예에 따르면, NTC소자를 단수 또는 복수로 이용할 수 있음은 당연하다. The leakage
누설전류 경로생성부(180)는 접지측 라인(G)과 두 가닥의 라인(L) 사이에 릴레이(170)가 동작하면 누설전류가 흐르는 경로를 형성한다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 누설전류 경로생성부(180)는 접지측 라인(G)과 두 가닥의 라인(L) 사이에 각각 동일 방향으로 접속된 일방향 스위칭 소자를 포함한다. 예컨대, 접지측 라인(G) 측에서 두 가닥의 라인(L) 측으로 각각 순방향을 갖는 다이오드가 배치될 수 있다. 또는 두 가닥의 라인(L) 측에서 접지측 라인(G) 측으로 각각 순방향을 갖는 다이오드가 배치될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 두 가닥의 라인(L) 중 어느 것이 전원라인(H)인지를 아는 조건하에서, 전원라인(H)과 접지측 라인(G) 사이를 단락시켜 놓음으로써, 릴레이(170)가 동작하면 누설전류가 흐르도록 한다.
The leakage current
한편, 본 발명에 따른 접촉 불량에 의한 아크 검출 장치는 간단한 회로로 소형화가 가능하여 전원 플러그형으로 가능하고, 멀티 콘센트 내에 내장되거나, 전기기기 내에 내장 가능하다.
On the other hand, the arc detection device due to contact failure according to the present invention can be miniaturized by a simple circuit and can be a power plug type, and can be built in a multi-socket or embedded in an electric appliance.
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 접촉 불량에 의한 아크 검출용 전체 회로도이다.2 is an overall circuit diagram for arc detection by contact failure according to a second embodiment of the present invention.
본 발명의 제2 실시예에 따른 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로는, 옥내배선 결합부(201), 고주파 통과 필터(205), 정류부(210), 평활부(215), 정전압부(220), 돌입전류방지부(225), 펄스 신호 결합부(230), 제1 신호 증폭부(235), 제2 신호 증폭부(240), 펄스신호 생성부(250), 펄스신호 지연부(255), 동작제어신호 생성부(260), 동작제어스위치(263), 경보부(265), 릴레이부(270), 누설전류 제한부(275), 및 누설전류 경로생성부(280)를 포함한다. The arc detection circuit due to contact failure according to the second embodiment of the present invention includes an indoor
본 발명의 제2 실시예에서는 접촉 불량에 의해 아크 펄스가 발생하는 경우, 펄스 신호 결합부(230)와 접지 사이에 존재하는 분포 용량성 아크 전압을 이용하여 경보부(165)를 동작시킴으로써 경보하거나, 릴레이부(170)를 동작시켜 누설전류를 흘림으로써 옥내 인입부에 설치되는 누전차단기를 동작시킨다.In the second embodiment of the present invention, when an arc pulse is generated due to a contact failure, an alarm is generated by operating the
이하에서는 각 부의 구성 및 동작을 설명하기로 한다. Hereinafter, the configuration and operation of each unit will be described.
한편, 도 2의 본 발명의 제2 실시예는 도 1에 도시된 본 발명의 제1 실시예의 구성과 대부분 유사하므로, 상이한 부분을 중심으로 설명하기로 한다.The second embodiment of the present invention shown in FIG. 2 is similar to that of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, so that different parts will be mainly described.
돌입전류방지부(225)는 전원부로부터 인가되는 돌입전류나 서지로부터 회로를 보호하도록 옥내배선 결합부(101)와 정류부(210) 사이에 배치되는 정온도 계수 소자(PTC1)를 포함한다.The inrush
펄스 신호 결합부(230)는 접촉 불량에 의한 아크 발생시 접지(G)와의 사이에 존재하는 분포 용량을 고주파로 인식하도록 형성된 안테나이다. The pulse
제1 신호 증폭부(235)는 펄스 신호 결합부(230)를 통해 인가되는 고주파의 아크 펄스에 스위칭되고, 아크 펄스를 1차 증폭하는 트랜지스터(TR1)를 포함한다. The first
제2 신호 증폭부(240)는 고주파의 아크 펄스에 스위칭되고, 아크 펄스를 2차 증폭하는 트랜지스터(TR2)를 포함한다. 여기서, 설명되지 않은 트랜지스터(TR1)와 트랜지스터(TR2) 사이의 캐패시터(C3)와 저항(R3)은 고주파 신호를 통과시키기에 적합한 하이 패스 필터(HPF)로 작용한다.The second
펄스신호 생성부(250)는 펄스 신호 결합부(230)를 통해 인가되는 고주파의 아크 펄스 신호를 입력측에 입력받아 소정의 펄스폭을 갖는 펄스신호를 생성한다.
The
도 3은 본 발명의 제3 실시예에 따른 접촉 불량에 의한 아크 검출용 전체 회로도이다.3 is an overall circuit diagram for arc detection by contact failure according to the third embodiment of the present invention.
본 발명의 제3 실시예에 따른 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로는, 옥내배선 결합부(301), 고주파 통과 필터(305), 정류부(310), 평활부(315), 정전압부(320), 아크 전압 검출부(325), 펄스 신호 결합부(330), 단방향 전류 통과부(335), 감도 조절부(340), 마이컴(350), 리셋스위치(351), PL(352), 경보부(365), 릴레이부(370), 누설전류 제한부(375), 및 누설전류 경로생성부(380)를 포함한다. 여기서, X1은 클럭생성용 발진소자이다.The arc detection circuit due to contact failure according to the third embodiment of the present invention includes an indoor
본 발명의 제3 실시예에서는 제1 실시예의 펄스신호 생성부(150)의 단안정 멀티바이브레이터, 및 동작제어신호 생성부(160)의 비안정 멀티바이브레이터 등의 기능을 마이컴(350)이 수행할 수 있도록 한다.In the third embodiment of the present invention, the functions of the monostable multivibrator of the
마이컴(350)은 아크 전압 검출부(325)에 인가되는 고주파 임펄스 성분의 아크 전압을 입력 터미널에 입력받아 아크 전압이 소정 시간 이상 지속되면 부저를 동작시켜 경보음을 지속적으로 또는 간헐적으로 울리게 할 수 있다. 경보음이 지속적으로 소정 시간 이상 울리거나, 간헐적으로 소정 횟수에 도달하면 릴레이를 동작시킬 수 있다. 이에 따라 일시적인 전기적 노이즈에 의해 경보음이 울리거나 릴레이가 동작되는 것을 방지할 수 있다. The
리셋스위치(351)는 마이컴(350) 내 메모리에 저장된 차단 동작 기록을 삭제시키기 위한 구성이다.The
PL(352)은 감시 중이거나 차단 동작 기록 표시용 램프로 사용할 수 있으며, 마이컴의 전원이 차단된 경우에도 마이컴은 동작이력(動作履歷)을 기억할 수 있기 때문에, 누전차단기의 작동요인을 파악하는 데에 필요한 구성이다.
The
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
101: 옥내배선 결합부 105: 고주파 통과 필터
110: 정류부 115: 평활부
120: 정전압부 125: 아크 전압 검출부
130: 펄스 신호 결합부 135: 단방향 전류 통과부
140: 감도 조절부 150: 펄스신호 생성부
155: 펄스신호 지연부 160: 동작제어신호 생성부
163: 동작제어스위치 165: 경보부
170: 릴레이부 175: 누설전류 제한부
180: 누설전류 경로생성부101: Indoor wiring connection part 105: High-frequency pass filter
110: rectification part 115: smooth part
120: constant voltage section 125: arc voltage detecting section
130: Pulse signal coupling unit 135: Unidirectional current passing unit
140: sensitivity adjusting unit 150: pulse signal generating unit
155: Pulse signal delay unit 160: Operation control signal generation unit
163: Operation control switch 165:
170: Relay unit 175: Leakage current limiting unit
180: Leakage current path generation unit
Claims (9)
상기 접촉 불량에 의한 아크 펄스 전류를 포함한 회전 동작전원용 정류부;
상기 정류부를 통과한 상기 아크 펄스 전류에 의한 아크 전압을 검출하는 아크 전압 검출부;
상기 아크 전압 검출부의 전단 또는 후단에 결합되는 고주파 통과 필터;
상기 아크 전압 검출부가 검출하는 아크 전압을 이용하여 릴레이동작제어신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및
상기 릴레이동작제어신호에 제어되어 상기 옥내 배선의 접지 라인과 전원 라인을 전기적으로 연결하는 릴레이를 포함하고
상기 제어신호 생성부는,
상기 아크 전압을 입력 터미널에 입력받아 소정의 펄스 폭을 생성하는 펄스 신호 생성부;
상기 펄스 신호 생성부로부터 출력되는 펄스 신호가 소정 개수 이상이면 펄스 지연 신호를 생성하는 펄스 지연 신호 생성부; 및
상기 펄스 지연 신호를 이용하여 릴레이를 동작시키기 위한 릴레이 동작 제어 신호를 생성하는 동작 제어 신호 생성부
를 포함하는 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로.
In an arc detection circuit which is disposed at the rear end of a ground fault interrupter of an indoor wiring and which is caused by a contact failure occurring between lines,
A rectification section for a rotation operation power source including an arc pulse current due to the contact failure;
An arc voltage detector for detecting an arc voltage caused by the arc pulse current passing through the rectifying part;
A high-frequency pass filter coupled to a front end or a rear end of the arc voltage detection unit;
A control signal generator for generating a relay operation control signal by using an arc voltage detected by the arc voltage detector; And
And a relay controlled by the relay operation control signal to electrically connect the ground line and the power line of the indoor wiring
Wherein the control signal generator comprises:
A pulse signal generator for receiving the arc voltage at an input terminal and generating a predetermined pulse width;
A pulse delay signal generator for generating a pulse delay signal when the number of pulse signals output from the pulse signal generator is equal to or greater than a predetermined number; And
And an operation control signal generator for generating a relay operation control signal for operating the relay using the pulse delay signal,
The arc detection circuit comprising:
상기 아크 전압을 입력 터미널에 입력받아 아크 전압이 소정 시간 이상 지속되면 부저를 동작시켜 경보음을 지속적으로 또는 간헐적으로 울리게 할 수 있고, 상기 경보음이 지속적으로 소정 시간 이상 울리거나, 간헐적으로 소정 횟수에 도달하면 상기 릴레이동작제어신호를 생성하는 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로.
The apparatus according to claim 1,
The arc voltage is inputted to the input terminal, and when the arc voltage is maintained for a predetermined time or longer, the buzzer can be operated to continuously or intermittently sound an alarm sound, and the alarm sound continuously sounds for a predetermined time or intermittently, The arc detection circuit generates the relay operation control signal.
상기 선간의 교류 전압을 정류하는 정류부;
상기 접촉 불량에 의한 아크 발생시 전원을 포함한 아크 검출 회로와 접지(G) 사이에 존재하는 분포 용량을 고주파의 아크 전압으로 인식하도록 형성된 펄스 신호 결합부;
상기 펄스 신호 결합부를 통해 인가되는 고주파의 아크 전압에 스위칭되고, 상기 아크 펄스 전압을 증폭하는 신호 증폭부;
상기 아크 전압 검출부의 전단 또는 후단에 결합되는 고주파 통과 필터;
상기 신호 증폭부로부터 출력되는 아크 전압을 이용하여 릴레이동작제어신호를 생성하는 제어신호 생성부; 및
상기 릴레이동작제어신호에 제어되어 상기 옥내 배선의 접지 라인과 전원 라인을 전기적으로 연결하는 릴레이
를 포함하는 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로.
In an arc detection circuit which is disposed at the rear end of a ground fault interrupter of an indoor wiring and which is caused by a contact failure occurring between lines,
A rectifying unit for rectifying the AC voltage between the lines;
A pulse signal coupling unit configured to recognize a distribution capacitance existing between the arc detection circuit including the power source and the ground G as an arc voltage of a high frequency when an arc is generated due to the contact failure;
A signal amplifying unit that is switched to an arc voltage of a high frequency applied through the pulse signal combining unit and amplifies the arc pulse voltage;
A high-frequency pass filter coupled to a front end or a rear end of the arc voltage detection unit;
A control signal generator for generating a relay operation control signal using an arc voltage output from the signal amplifying unit; And
And a relay for electrically connecting the ground line and the power supply line of the indoor wiring under the control of the relay operation control signal,
The arc detection circuit comprising:
상기 펄스 지연 신호에 따라 생성되는 경보 제어 신호에 제어되어 경보하는 부저를 더 포함하는 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로.
The method according to claim 1 or 3,
Further comprising a buzzer to be controlled by an alarm control signal generated in accordance with the pulse delay signal.
상기 펄스 신호 생성부는 단안정 멀티바이브레이터이고, 상기 동작 제어 신호 생성부는 비안정 멀티바이브레이터인 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로.
The method according to claim 1 or 4,
Wherein the pulse signal generator is a monostable multivibrator, and the operation control signal generator is an unstable multi-vibrator.
접지측 라인(G)과 두 가닥의 라인(L) 사이에 각각 동일 방향으로 접속된 일방향 스위칭 소자를 더 포함하는 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로.
The method according to claim 1 or 3,
Further comprising a one-way switching element connected in the same direction between the ground side line (G) and the two lines of the line (L).
전원 라인(H)과 접지측 라인(G) 사이가 전기적으로 단락되어 누설전류 경로가 생성되는 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로.
The method according to claim 1 or 3,
An arc detection circuit due to a contact failure in which a leakage current path is generated due to an electrical short circuit between the power supply line (H) and the ground line (G).
상기 제어신호 생성부의 입력측에 결합되고, 가변 저항을 포함하여 상기 아크 전압을 아크 펄스로 인지하는 아크 펄스 기준치를 조절하도록 구성된 감도 조절부를 더 포함하는 접촉 불량에 의한 아크 검출 회로.The method according to claim 1 or 3,
And a sensitivity adjusting unit coupled to an input side of the control signal generating unit and configured to adjust an arc pulse reference value including a variable resistance to recognize the arc voltage as an arc pulse.
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