KR100285924B1

KR100285924B1 - Personnel leakage protection device and method

Info

Publication number: KR100285924B1
Application number: KR1019980052204A
Authority: KR
Inventors: 이장헌
Original assignee: 이장헌
Priority date: 1998-12-01
Filing date: 1998-12-01
Publication date: 2001-04-16
Also published as: KR20000037579A

Abstract

본 발명은 계량기의 출력 라인이나 기계식 누전차단기의 출력라인에 접속되어 누설 전류를 감지하는 누전 검출부와, 상기 누전 검출부에서 출력되는 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환부에서 출력되는 누설 전류에 해당된 데이터와 데이터 입력부에서 입력되어 설정된 누설전류 한계치 데이터 및 상승 누설 전류 데이터를 비교 판단하여 소정의 제어신호를 출력하는 시스템콘트롤러와, 상기 시스템콘트롤러에서 출력되는 제어신호에 따라 누설 전류를 표시하는 표시부와, 상기 시스템콘트롤러에서 출력되는 제어신호에 따라 누설 경고 음을 발생하는 경고음 발생부와, 상기 시스템콘트톨러에서 출력되는 구동 제어신호에 의해 부하에 공급되는 전원을 스위칭하는 스위칭부의 작동을 제어하는 스위칭 구동부로 구성되어, 일반 가정이나 공장 등에서 사용되는 기계식 누전 차단기(ELB)의 출력라인에 연결하여 부하에 일정치 이상의 누전 전류가 발생하거나 부하에 과전류가 공급될 때 이를 자동으로 감지하여 부하에 공급되는 전원을 차단함과 동시에 급속히 누설 전류가 상승할 때 전원을 자동으로 차단하므로 인명을 보호하고 누전으로 인한 화재 등을 예방하는 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention is connected to an output line of a meter or an output line of a mechanical earth leakage breaker to detect a leakage current and a leakage current output from an analog / digital conversion unit converting a signal output from the earth leakage detection unit into a digital signal. The system controller outputs a predetermined control signal by judging the corresponding leakage current limit data and the rising leakage current data set by the corresponding data and the data input unit, and a display unit displaying the leakage current according to the control signal output from the system controller. And a warning sound generating unit for generating a leakage warning sound according to a control signal output from the system controller, and a switching control for controlling an operation of a switching unit for switching power supplied to a load by a driving control signal output from the system controller. It consists of a driving part, It is connected to the output line of the mechanical leakage breaker (ELB) used in the factory, factory, etc., and it automatically detects when there is a certain level of leakage current or over current is supplied to the load, and cuts off the power supply to the load. The present invention relates to a device and a method for protecting a human life and preventing a fire due to a short circuit since the power is automatically cut off when the leakage current rises.

Description

Personnel leakage protection device and method

본 발명은 전기 누전 및 감전 등으로부터 발생하는 각종 전기 재해를 효과적으로 예방하여 인명을 보호하고 화제를 미연에 방지하는 인명 보호용 누전 차단 장치 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 일반 가정이나 공장 등에서 사용되는 기계식 누전 차단기(ELB)의 출력라인에 연결하여 부하에 일정치 이상의 누전 전류가 발생하거나 부하에 과전류가 공급될 때 이를 자동으로 감지하여 부하에 공급되는 전원을 차단하는 인명 보호용 누전 차단 장치 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an earth leakage protection device and method for protecting human life, which effectively prevents various electrical disasters resulting from electric leakage and electric shock, and prevents fire, and more particularly, for use in a general home or factory. Life-saving earth leakage breaker that connects to the output line of mechanical leakage breaker (ELB) and automatically cuts off the power supply to the load by detecting when over current is supplied It is about a method.

일반 가정이나 공장 등에서 이용되고 있는 기계식 누전 차단기(2)는 도 1 에 도시된 바와 같이 계량기(1)와 부하(5)사이에 설치되어 있다. 상기 계량기(1)와 부하(5)사이에 설치된 기계식 누전 차단기(3)는 인체에 치명적인 20㎃ 이상의 누전 전류가 발생하였을 때 작동되도록 설정되어 인명을 보호하고 있으나, 상기 기계식 누전 차단기(3)는 기계식으로 구성되어 있어 있기 때문에 20㎃ 이상의 누전 전류가 발생하여도 민감하게 작동하지 못하는 경우가 있으며, 또한 장시간 기계식 누전 차단기(3)가 개폐되지 않을 경우는 개폐부에 이상이 발생하여 오동작하는 경우가 종종 발생하여 인명 피해를 당하는 문제점이 있었다.The mechanical earth leakage breaker 2 used in a general home or factory is provided between the meter 1 and the load 5 as shown in FIG. The mechanical earth leakage breaker 3 installed between the meter 1 and the load 5 is set to operate when a leakage current of 20 mA or more that is fatal to a human body is protected to protect human life, but the mechanical earth leakage breaker 3 is Because it is mechanically configured, it may not operate sensitively even if an earth leakage current of 20 mA or more occurs.In addition, when the mechanical leakage circuit breaker 3 does not open or close for a long time, an abnormality may occur due to an abnormality in the switching part. There was a problem that occurred and suffered lives.

그리고, 기계식 누전 차단기(3)가 작동하는 누전 전류의 미만에서도 감전사를 당하는 경우가 있으며, 또한 누전 전류가 급격히 상승하는 시점에서도 인간이 감전사를 당하는 경우가 발생하므로 기존의 기계식 누전 차단기(3)는 이를 예방하지 못하는 문제점이 있었다.In addition, the electric leakage circuit breaker 3 may be subjected to electrocution even when the current leakage circuit breaker is operated at less than the current leakage current circuit. There was a problem that could not be prevented.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 제반 결점을 해소하기 위하여 창출한 것으로서, 본 발명의 목적은 이용자가 설정한 누설 전류 이상이 되거나 누설전류가 상승 임계치 이상이 되면 부하에 공급되는 전원을 자동으로 차단하고 특정한 경고 음을 발생하는 인명보호용 누전 차단 장치 및 그 방법을 제공하는데 있다.Therefore, the present invention was created to solve the above-mentioned drawbacks, and an object of the present invention is to automatically cut off the power supplied to the load when the leakage current is higher than the leakage current set by the user or higher than the rising threshold. An object of the present invention is to provide an earth leakage protection device and method for generating a specific warning sound.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 장치는, 계량기의 출력 라인이나 기계식 누전차단기의 출력라인에 접속되어 누설 전류를 감지하는 누전 검출부와, 상기 누전 검출부에서 출력되는 신호를 증폭하는 증폭부의 출력 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지탈 변환부와, 상기 아날로그/디지탈 변환부에서 출력되는 누설 전류에 해당된 데이터와 데이터 입력부에서 입력되어 설정된 누설전류 한계치 데이터 및 상승 누설 전류 데이터를 비교 판단하여 주변장치의 작동을 전반적으로 제어하는 소정의 제어신호를 출력하는 시스템콘트롤러와, 상기 시스템콘트롤러에서 출력되는 제어신호에 따라 누설 전류를 표시하는 표시부와, 상기 시스템콘트롤러에서 출력되는 제어신호에 따라 누설 경고 음을 발생하는 경고음 발생부와, 상기 시스템콘트톨러에서 출력되는 구동 제어신호에 의해 부하에 공급되는 전원을 스위칭하는 스위칭부의 작동을 제어하는 스위칭 구동부로 구성된 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, an apparatus according to the present invention is connected to an output line of a meter or an output line of a mechanical earth leakage breaker to detect a leakage current and an output of an amplifier for amplifying a signal output from the earth leakage detection unit. The analog / digital converter converts the signal into a digital signal, and compares the data corresponding to the leakage current output from the analog / digital converter with the leakage current limit data and the rising leakage current data set by the data input unit. A system controller for outputting a predetermined control signal for controlling the overall operation of the apparatus, a display unit for displaying a leakage current in accordance with a control signal output from the system controller, and a leakage warning sound in accordance with a control signal output from the system controller Warning sound generating unit for generating a, and the sheath Characterized in that the switching driver for controlling the operation of the switching unit for switching the power supplied to the load by the drive control signal output from the temporal controller.

한편, 본 발명에 의한 방법은, 일정 시간 동안 누설 전류가 상승되는 임계치에 해당된 데이터와 한계치 누설 전류에 해당된 데이터를 입력하는 데이터 입력 스텝과, 상기 데이터 입력 스텝에서 상승 임계치와 한계치 누설 전류에 해당된 데이터가 입력된 상태에서 부하에 의해서 누설되는 초기 누설 전류를 측정하는 초기 누설 전류 측정 스텝과, 상기 초기 누설 전류 측정 스텝에서 측정한 초기 누설 전류가 한계치 이상인 가를 판단하는 제 1 판단 스텝과, 상기 제 1 판단 스텝에서 판단한 결과 초기 누설 전류가 한계치 미만이면 초기 누설 전류를 기준 누설 전류로 자동 설정하는 기준 누설 전류 설정 스텝과, 상기 기준 누설 전류 설정 스텝에서 기준 누설 전류가 설정된 상태에서 부하 등에 공급되는 누설 전류를 측정하는 누설 전류 측정 스텝과, 상기 누설 전류 측정 스텝에서 측정한 누설 전류가 한계치 이상인 가를 판단하는 제 2 판단 스텝과, 상기 제 2 판단 스텝에서 판단한 결과 한계치 미만이면 측정된 누설 전류가 상승 임계치 이상인 가를 판단한 제 3 판단 스텝과, 상기 제 3 판단 스텝에서 판단한 결과 측정된 누설 전류가 상승 임계치 이상이면 누설 체크를 표시함과 동시에 경고 음을 발생하고 부하 등에 공급되는 전원을 차단하는 전원 차단 스텝으로 이루어 진 것을 특징으로 한다.On the other hand, the method according to the present invention, the data input step of inputting data corresponding to the threshold leakage current and the data corresponding to the threshold leakage current for a predetermined time, and the rising threshold and the threshold leakage current in the data input step An initial leakage current measurement step of measuring an initial leakage current leaked by a load while a corresponding data is input, a first determination step of determining whether the initial leakage current measured in the initial leakage current measurement step is greater than or equal to a threshold; If the initial leakage current is less than the threshold value determined in the first determination step, the reference leakage current setting step of automatically setting the initial leakage current as the reference leakage current, and supplied to the load or the like while the reference leakage current is set in the reference leakage current setting step Leakage current measuring step of measuring leakage current which becomes, and said A second judgment step of determining whether or not the leakage current measured in the current measurement step is greater than or equal to the threshold; a third judgment step of determining whether or not the measured leakage current is greater than or equal to the rising threshold if the result determined in the second judgment step is less than the threshold; As a result of the determination in the third determination step, the measured leakage current is equal to or higher than the rising threshold, and a leakage check is displayed and at the same time, a warning sound is generated and a power cutoff step is cut off the power supplied to the load.

도 1 은 선행기술에 의한 기계식 누전 차단기의 설치 상태를 나타낸 도면.1 is a view showing the installation state of the mechanical earth leakage breaker according to the prior art.

도 2 는 본 발명에 의한 장치의 설치 상태를 나타낸 도면.2 is a view showing an installation state of the apparatus according to the present invention.

도 3 은 본 발명에 의한 누전 차단 장치를 나타낸 도면.Figure 3 is a view showing a ground fault interrupting device according to the present invention.

도 4 는 본 발명에 따른 누전 차단 장치의 작동 과정을 설명하는 플로우챠트.Figure 4 is a flow chart illustrating the operation of the earth leakage breaker according to the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10...계량기 20...기계식 누전 차단기10 ... meter 20 ... mechanical circuit breaker

30...부하 40...누전 검출부30 ... Load 40 ... Earth Leak Detection Unit

50...증폭부 60...아날로그/디지탈 변환부50 ... Amplification section 60 ... Analog / digital conversion section

70...시스템콘트롤러 75...경고음 발생부70 ... System controller 75 ... Warning sound

80...표시부 85...스위칭 구동부80 ... Display 85 ... Switching drive

90...라인 스위칭부 95...누설 전류 발생부90 ... line switch 95 ... leakage current generator

이하, 예시된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the illustrated drawings.

도 2 는 본 발명에 의한 장치의 설치 상태를 나타낸 도면이고, 도 3 은 본 발명에 의한 누전 차단 장치를 나타낸 도면이다.2 is a view showing an installation state of the device according to the present invention, Figure 3 is a view showing a circuit breaker according to the present invention.

도 3 에서, 누전 검출부(40)는 계량기(10)와 연결된 기계식 누전 차단기(20)의 출력 라인에 연결되어 누전 전류를 감지하여 출력하도록 구성되어 있으며, 증폭부(50)는 상기 누전 전류 검출부(40)에서 출력되는 신호를 증폭하여 출력하도록 연산 증폭기(OP)와 가변 저항(VR) 및 저항(R1-R3) 등으로 구성되어 있고, 아날로그/디지탈 변환부(60)는 상기 증폭부(50)에서 증폭된 신호를 디지털 신호로 변환하여 출력하도록 아날로그/디지탈 변환기로 구성되어 있다.In FIG. 3, the ground fault detecting unit 40 is connected to the output line of the mechanical ground breaker 20 connected to the meter 10 and configured to detect and output a ground fault current, and the amplification unit 50 includes the ground fault current detecting unit ( 40 is composed of an operational amplifier (OP), a variable resistor (VR) and a resistor (R1-R3) and the like to amplify and output the signal output from the 40, the analog / digital converter 60 is the amplifier 50 It is composed of analog / digital converter to convert the amplified signal to digital signal.

시스템콘트롤러(70)는 상기 아날로그/디지탈 변환부(60)에서 출력되는 누설 전류에 해당된 데이터와 데이터 입력부(15)에서 입력되어 설정된 누설전류 한계치 데이터 및 상승 누설 전류 데이터를 비교 판단하여 주변장치의 작동을 전반적으로 제어하는 소정의 제어신호를 출력하도록 되어 있으며, 표시부(80)는 상기 시스템콘트롤러(70)에서 출력되는 제어신호에 따라 누설 전류와 누설 경고를 표시하도록 표시 소자 등으로 구성되어 있다.The system controller 70 compares the data corresponding to the leakage current output from the analog / digital converter 60 with the leakage current limit data and the rising leakage current data set by the data input unit 15 to determine the peripheral device. It is to output a predetermined control signal for controlling the overall operation, the display unit 80 is configured with a display element and the like to display the leakage current and the leakage warning in accordance with the control signal output from the system controller 70.

그리고, 경고음 발생부(75)는 상기 시스템콘트롤러(70)에서 출력되는 제어신호에 따라 누설 경고 음을 발생하도록 구성되어 있으며, 스위칭 구동부(85)는 상기 시스템콘트톨러(70)에서 출력되는 구동 제어신호에 의해 부하(30)에 공급되는 전원을 스위칭하는 스위칭부(90)의 작동을 제어하도록 구성되어 있다.The warning sound generator 75 is configured to generate a leakage warning sound according to the control signal output from the system controller 70, and the switching driver 85 controls the drive output from the system controller 70. It is configured to control the operation of the switching unit 90 for switching the power supplied to the load 30 by a signal.

한편, 누설 전류 발생부(95)는 서로 다른 값을 가진 저항(R4-Rn)과 각각 직렬로 접속되고 병렬 상태로 누전 검출부(40)의 전단에 연결된 다수개의 스위치(S1-Sn)로 구성되어 있다.On the other hand, the leakage current generating unit 95 is composed of a plurality of switches (S1-Sn) connected in series with the resistors R4-Rn having different values, respectively, and connected to the front end of the ground fault detecting unit 40 in parallel. have.

상기와 같은 구성을 가진 누전 차단 장치의 작동을 도 4 에 도시된 플로우챠트를 인용하여 상세히 기술하면 다음과 같다.The operation of the ground fault interrupting device having the above configuration will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG. 4.

본 발명에 의한 누전 차단 장치를 도 2 에 도시된 바와 같이 기계식 누전 차단기(20)의 출력 라인에 접속한 상태에서 데이터 입력부(15)에 도 4 의 스텝 S1과 같이 상승 임계치 누설 전류에 해당된 데이터와 한계치 누설 전류에 해당된 데이터를 입력하면 시스템콘트롤러(70)는 이를 스캔하여 소정의 메모리 영역에 저장한다.In the state in which the earth leakage breaker according to the present invention is connected to the output line of the mechanical earth leakage breaker 20 as shown in FIG. 2, the data corresponding to the rising threshold leakage current to the data input unit 15 as shown in step S1 of FIG. 4. And the data corresponding to the threshold leakage current are input, the system controller 70 scans it and stores it in a predetermined memory area.

상기와 같이 상승 임계치 누설 전류에 해당된 데이터와 한계치 누설 전류에 해당된 데이터를 저장한 상태에서 누전 검출부(40)는 부하나 이를 연결한 전선 라인에 의해서 발생하는 초기 누설 전류를 검출하여 증폭부(50)의 연산 증폭기(OP)와 저항 및 콘덴서를 통해 아날로그/디지탈 변환부(60)에 공급한다. 상기 아날로그/디지탈 변환부(60)에 공급된 누설 전류를 디지털 신호로 변환되어 시스템콘트롤러(70)에 공급되면, 상기 시스템콘트롤러(70)는 스텝 S2와 같이 초기 누설 전류를 측정한 다음 스텝 S3으로 나아가서는 측정된 초기 누설 전류가 한계치 이상인 가를 판단한다.In the state of storing the data corresponding to the rising threshold leakage current and the data corresponding to the threshold leakage current as described above, the ground fault detecting unit 40 detects an initial leakage current generated by a load or a wire line connecting the amplifying unit ( 50 is supplied to the analog / digital converter 60 through an operational amplifier OP, a resistor, and a capacitor. When the leakage current supplied to the analog / digital converter 60 is converted into a digital signal and supplied to the system controller 70, the system controller 70 measures the initial leakage current as in step S2, and then proceeds to step S3. Further, it is determined whether the measured initial leakage current is above the limit value.

상기 스텝 S3에서 판단한 결과 초기 누설 전류가 한계치 이상이 아니면 스텝 S4와 같이 초기 측정된 누설 전류를 기준 누설 전류로 자동 설정한 후 스텝 S5로 나아가서 누설 전류를 측정한다. 상기 스텝 S5에서 측정된 누설 전류가 한계치 이상인 가를 스텝 S6에서 판단하는데, 예를 들어 한계치 이상이 아니면 스텝 S7로 나아가 상승 임계치 이상인 가를 판단한다.If it is determined in step S3 that the initial leakage current is not greater than or equal to the threshold, the initial measured leakage current is automatically set to the reference leakage current as in step S4, and then the flow proceeds to step S5 to measure the leakage current. It is determined in step S6 whether or not the leakage current measured in step S5 is equal to or greater than the threshold. For example, if it is not equal to or greater than the threshold, it is determined whether the leakage current is greater than or equal to the rising threshold.

상기 스텝 S7에서 판단한 결과 상승 임계치 이상이 아니면 계속 부하에 전원을 공급한다.If the result of the determination in step S7 is not equal to or greater than the rising threshold, power is continuously supplied to the load.

한편, 상기 스텝 S3, S6, S7에서 판단한 결과 한계치 이상이거나 상승 임계치 이상이면 표시부(80)와 경고음 발생부(75)에 구동 신호를 공급하여 스텝 S8과 같이 누설 체크를 표시하고 경고 음을 발생함과 동시에 스위칭 구동부(85)에 구동 제어 신호를 공급하여 스위칭부(90)를 작동시켜 스텝 S9와 같이 부하(30)에 공급되는 전원을 자동으로 차단하여 누전을 방지한다.On the other hand, if the result determined in the step S3, S6, S7 is greater than the threshold value or more than the rising threshold value, the drive signal is supplied to the display unit 80 and the warning sound generating unit 75 to display a leak check and generate a warning sound as in step S8. At the same time, the drive control signal is supplied to the switching driver 85 to operate the switching unit 90 to automatically cut off the power supplied to the load 30 as in step S9 to prevent a short circuit.

그리고, 누전 검출부(40)의 전단에 설치된 누설 전류 발생부(95)는 스위치(S1-Sn)의 작동에 따라 서로 다른 누설 전류를 발생하여 본 장치가 설정된 한계치 누설 전류에서 전원을 자동으로 차단하는 가를 테스트할 수 있어서, 특별한 테스트 장비를 이용하지 않고도 본 장치의 고장 유무를 체크할 수 있다.In addition, the leakage current generating unit 95 installed at the front end of the ground fault detecting unit 40 generates different leakage currents according to the operation of the switches S1-Sn to automatically cut off the power at the set limit leakage current. The unit can be tested to check for failure of the unit without using special test equipment.

상술한 본 발명에 의하면 일반 가정이나 공장 등에서 사용되는 기계식 누전 차단기(ELB)의 출력라인에 연결하여 부하에 일정치 이상의 누전 전류가 발생하거나 부하에 과전류가 공급될 때 이를 자동으로 감지하여 부하에 공급되는 전원을 차단함과 동시에 급속히 누설 전류가 상승할 때 전원을 자동으로 차단하므로 인명을 보호하고 누전으로 인한 화재 등을 예방하는 효과가 있다.According to the present invention described above is connected to the output line of the mechanical earth leakage breaker (ELB) used in homes or factories, etc., when a certain amount of leakage current or more occurs in the load or overcurrent is supplied to the load and automatically supplied to the load It cuts off the power supply and cuts off the power automatically when the leakage current rises rapidly, thereby protecting people's lives and preventing fires from short circuits.

Claims

An earth leakage detector connected to the output line of the meter or the output line of the mechanical earth leakage breaker and detecting leakage current;

An analog / digital converting unit converting an output signal of the amplifying unit amplifying the signal output from the ground fault detecting unit into a digital signal;

Outputs a predetermined control signal for controlling overall operation of the peripheral device by comparing and determining the leakage current limit data and the rising leakage current data set by the data input unit with the data corresponding to the leakage current output from the analog / digital converter. System controller,

A display unit displaying leakage current according to a control signal output from the system controller;

A warning sound generator for generating a leak warning sound according to a control signal output from the system controller;

Life-saving earth leakage protection device comprising a switching driver for controlling the operation of the switching unit for switching the power supplied to the load by the drive control signal output from the system controller.

A leakage current generating unit connected to an output line of the meter and generating different leakage currents.

An analog / digital conversion unit for converting an output signal of the amplifying unit amplifying a signal output from the ground fault detecting unit and the ground fault current generating unit into a digital signal;

A data input step of inputting data corresponding to a threshold at which the leakage current rises for a predetermined time and data corresponding to the threshold leakage current;

An initial leakage current measuring step of measuring an initial leakage current leaked by a load in a state in which data corresponding to a rising threshold and a threshold leakage current is input in the data input step;

A first judgment step of judging whether or not the initial leakage current measured in the initial leakage current measurement step is equal to or greater than a threshold value;

A reference leakage current setting step of automatically setting the initial leakage current as the reference leakage current when the initial leakage current is less than the threshold as determined in the first determination step;

A leakage current measuring step of measuring a leakage current supplied to a load or the like in a state where a reference leakage current is set in the reference leakage current setting step;

A second determination step of determining whether the leakage current measured in the leakage current measurement step is equal to or greater than a threshold value, and

A third judgment step of determining whether the measured leakage current is equal to or higher than an increase threshold value as a result of the determination in the second judgment step;

When the measured leakage current is more than the rising threshold as a result of the determination in the third determination step, a leakage protection for life protection comprising a power off step of displaying a leak check and generating a warning sound and cutting off power supplied to a load and the like. How to block.

[4] The apparatus of claim 3, further comprising a power cut-off step of displaying a leak check and generating a warning sound and cutting off the power supplied to a load when the measured leakage current determined by the first and second determination steps is greater than or equal to a threshold value. An earth leakage protection method for protecting human life.