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KR20160027887A - 누설전류를 흡수하는 장치 - Google Patents

누설전류를 흡수하는 장치 Download PDF

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KR20160027887A
KR20160027887A KR1020150054647A KR20150054647A KR20160027887A KR 20160027887 A KR20160027887 A KR 20160027887A KR 1020150054647 A KR1020150054647 A KR 1020150054647A KR 20150054647 A KR20150054647 A KR 20150054647A KR 20160027887 A KR20160027887 A KR 20160027887A
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resistor
diode
leakage current
circuit
relay coil
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KR1020150054647A
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이영목
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주식회사 제아
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/008—Intrinsically safe circuits

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

본 발명은 응급 전기회로 보호 장치 분야에 속하는 누설전류를 흡수하고 감전을 방지하는 장치에 관한 것으로서, 다이오드(D4)의 음극이 커패시턴스(C5), 저항(R8) 및 전기전도 기판(1)의 일단과 연결되고, 커패시턴스(C5), 저항(R8)의 타단 및 다이오드(D4)의 양극은 누설전류 흡수 전기회로의 입력단의 접지선(G)과 연결되며, 다이오드(D4)의 타단은 누설전류 흡수 전기회로의 출력단(L1L)과 연결되는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 있어서, 출력단(L1L) 측에 전기전도 성능이 우수한 전기전도 기판(1)을 연결하여, 누설전류를 흡수하는 작용을 강화하고, 누설전류량이 증가됨에 따라, 전기전도 기판(1)에 저장된 전기량도 증가되며, 저장된 전기량이 일정한 정도에 도달될 때, 다이오드(D4)가 도통되고, 접지선(FN)을 통하여 방전되어, 누설전류가 증가되는 사고를 방지하기에, 커패시턴스(C5)와 저항(R8)은 다이오드(D4)를 보호하는 작용을 한다.

Description

누설전류를 흡수하는 장치 {The device that absorb leak electric current}
본 발명은 응급 전기회로 보호 장치 분야에 관한 것으로, 상세하게는 누설전류를 흡수하고 감전을 방지하는 장치에 관한 것이다.
가로등, 펌프실, 가정용 전기제품 등과 같은 일부 전기 장치는 습한 환경에서 작동할 때, 전선의 누설전류로 인해, 감전 사고가 종종 발생한다. 감전을 방지하기 위하여 일반적으로 누설전류 보호 스위치를 사용하는데, 이러한 누설전류 보호 스위치의 제1반응은 전원을 차단함으로써, 부하를 정상적으로 작동시킬 수 없게 하는 것이고, 다음은 누설전류 부위를 찾아 고장 부위를 제거하는 것이다. 이때, 부하는 여전히 작동할 수 없다. 일부 전기장치는 비록 접지 보호선을 갖고 있지만, 이는 접지 보호선이 연결되어 있는 전기장치만 보호할 수 있으므로, 전기장치가 물에 잠겼을 때, 누설전류가 물에서 유동되는 것을 저지할 수 없기 때문에 감전 사고가 자주 발생한다.
본 발명은 기존의 기술상의 부족한 점을 극복하기 위하여, 누설전류를 흡수하고 감전을 방지할 수 있으며 또한 전자부품이 물에 잠겼을 때에도 부하가 정상적으로 동작되도록 하는 누설전류를 흡수하고 감전을 방지하는 장치을 제공한다.
본 발명은 상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 하기와 같은 기술적 해결수단, 즉 다이오드(D4)의 음극과 커패시턴스(C5), 저항(R8) 및 전기전도 기판(1)의 일단이 서로 연결되고, 커패시턴스(C5), 저항(R8)의 타단 및 다이오드(D4)의 양극은 누설전류 흡수 전기회로의 입력단의 접지선(G)과 연결되며, 전기전도 기판(1)의 타단은 누설전류 흡수 전기회로의 출력단(L1L)과 연결되고, 누설전류 흡수 전기회로의 전기 회로 기판의 외부는 접지한 제1 전기전도 기판에 의해 감싸여지며, 전기 회로 기판의 2개의 입력단(L1, L2)은 교류 전원의 2개의 입력단과 연결되고, 교류 전원의 하나의 입력단(L1)은 다이오드(D2)의 음극과 연결되며, 다이오드(D2)의 양극은 저항(R3)의 일단과 연결되고, 저항(R3)의 타단은 커패시턴스(C4), 저항(R4)의 일단 및 연산 증폭기(OP)의 역상 입력단과 연결되며, 연산 증폭기(OP)의 동상 입력단은 저항(R5), 저항(R6)의 일단과 연결되고, 저항(R4), 저항(R5), 커패시턴스(C4)의 타단 및 연산 증폭기(OP)의 마이너스 전원단은 접지되며, 연산 증폭기(OP)의 플러스 전원은 브리지 정류 회로의 출력단과 연결되고, 저항(R6)은 트랜지스터(A1)의 에미터와 연결되며, 연산 증폭기(OP)의 출력단과 트랜지스터(A1)의 베이스 사이에는 저항(R7)이 연결되어 있고, 트랜지스터(A1)의 컬렉터는 다이오드(D3)의 양극과 연결되며, 다이오드(D3)의 음극은 접지되고, 계전기 코일(ZJ)과 다이오드(D3)는 병렬 연결되며, 계전기 코일(ZJ)의 제1조 상개 접점(J12)과 제1조 상폐 접점(J11)은 직렬 연결되고, 계전기 코일(ZJ)의 제2조 상개 접점(J21)과 제2조 상폐 접점(J22)은 직렬 연결되며, 상폐 접점(J11) 및 상개 접점(J21)의 타단은 입력단(L1)과 연결되고, 다른 입력단(L2)은 상개 접점(J12) 및 상폐 접점(J22)의 타단과 연결되며, 상개 접점(J12)과 상폐 접점(J11) 사이는 출력단(L1L)과 연결되며, 상개 접점(J21)과 상폐 접점(J22) 사이는 출력단(L2L)과 연결되는, 누설전류를 흡수하고 감전을 방지하는 장치을 사용한다.
본 발명의 유리한 효과는 누설전류를 흡수하고 감전을 방지할 수 있으며, 또한 전자부품이 물에 잠겼을 때에도 부하가 정상적으로 동작하도록 하는 것이다.
입력단의 전원(L1)과 연결된 전압비교회로부와
상기 전압비교회로부와 연결된 계전기 코일회로부,
상기 계전기 코일회로부와 연결된 개폐접점부,
상기 개폐접점부의 단자와 연결된 입력단전원(L2)및
상기 입력단 전원(L2)은 정류부와 연결된 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 전압비교회로부는
교류 전원의 하나의 입력단(L1)이 다이오드(D2)의 음극과 연결되며,
다이오드(D2)의 양극은 저항(R3)의 일단과 연결되고,
저항(R3)의 타단은 커패시턴스(C4), 저항(R4)의 일단 및 연산 증폭기(OP)의 역상(逆相) 입력단과 연결되며,
연산 증폭기(OP)의 동상(同相) 입력단은 저항(R5), 저항(R6)의 일단과 연결되고,
저항(R4), 저항(R5), 커패시턴스(C4)의 타단 및 연산 증폭기(OP)의 마이너스 전원단은 접지되며,
연산 증폭기(OP)의 플러스 전원은 브리지 정류 회로의 출력단과 연결되고,
저항(R6)은 트랜지스터(A1)의 에미터(emitter)와 연결되는 것을 특징으로 한다.여기서 상기 계전기 코일회로부는 상기 전압비교회로부의 연산 증폭기(OP)의 출력단과 트랜지스터(A1)의 베이스 사이에는 저항(R7)이 연결되어 있고,
트랜지스터(A1)의 컬렉터(collector)는 다이오드(D3)의 양극과 연결되며,
다이오드(D3)의 음극은 접지되고,
계전기 코일(ZJ)과 다이오드(D3)는 병렬 연결되는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 개폐접점부는 상기 계전기 코일회로부의 계전기 코일(ZJ)의 제1조 상개 접점(J12)과 제1조 상폐 접점(J11)은 직렬 연결되고,
계전기 코일(ZJ)의 제2조 상개(常開) 접점(J21)과 제2조 상폐(常閉) 접점(J22)은 직렬 연결되며,
상폐 접점(J11) 및 상개 접점(J21)의 타단은 입력단(L1)과 연결되고,
다른 입력단(L2)은 상개 접점(J12) 및 상폐 접점(J22)의 타단과 연결되며,
상개 접점(J12)과 상폐 접점(J11) 사이는 출력단(L1L)과 연결되고,
상개 접점(J21)과 상폐 접점(J22) 사이는 출력단(L2L)과 연결되는 것을 특징으로 한다.
부가적인 목적을 위하여 누설전류를 흡수하는 장치에 있어서
접지부;
상기 접지부와 연결된 다이오드 회로부;
상기 다이오드회로부 타단과 연결된 전기전도기판;
상기 전기전도기판의 타단은 출력단 전원에 연결되는 누설전류흡수부를 둔것을 특징으로 한다.
여기서 다이오드회로부는 다이오드(D4)의 음극과 커패시턴스(C5), 저항(R8) 및 전기전도 기판(1)의 일단이 서로 연결되고,
커패시턴스(C5), 저항(R8)의 타단 및 다이오드(D4)의 양극은 누설전류 흡수 전기회로의 입력단의 접지선(G)과 연결되며,
전기전도 기판(1)의 타단은 누설전류 흡수 전기회로의 출력단(L1L)에 연결된 것을 특징으로 한다.
접지 보호선이 연결되어 있지 않은 전기장치가 물에 잠겼을 때, 누설전류가 물에서 유동되는 것을 저지할 수 없기 때문에 감전 사고가 자주 발생하는 것을 누설전류흡수부를 장착하여 언제라도 누설전류로 인한 감전사고를 예방하는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면과 실시예를 결부시켜 본 발명에 대하여 설명한다.
도1은 본 발명의 구조 모식도이다.
도2는 본 발명의 누설전류 흡수 장치의 구조 모식도이다.
도3은 누설전류 흡수 장치의 A-A 단면도이다.
도4는 본 발명의 누설전류 흡수 전기회로 원리도이다.
도2를 참조하여 설명하면 아래와같다.
본 발명에 있어서, 다이오드보호회로부는 다이오드(D4)의 음극과 커패시턴스(C5), 저항(R8) 및 제2전기전도 기판(4)의 일단이 서로 연결되고, 커패시턴스(C5), 저항(R8)의 타단 및 다이오드(D4)의 양극은 누설전류 흡수 전기회로의 입력단의 접지선(G)과 연결되며, 제2전기전도 기판(4)의 타단은 누설전류 흡수 전기회로의 출력단(L1L)과 연결되고, 누설전류 흡수 전기회로의 전기 회로 기판의 외부는 접지한 전기전도 기판(1)에 의해 감싸여진다.
도4를 중심으로 설명하면 하기와 같다.
전기 회로 기판(2)의 2개의 입력단(L1, L2)은 교류 전원의 2개의 입력단과 연결되고,
전압비교회로부는 교류 전원의 하나의 입력단(L1)은 다이오드(D2)의 음극과 연결되며, 다이오드(D2)의 양극은 저항(R3)의 일단과 연결되고, 저항(R3)의 타단은 커패시턴스(C4), 저항(R4)의 일단 및 연산 증폭기(OP)의 역상 입력단과 연결되며, 연산 증폭기(OP)의 동상 입력단은 저항(R5), 저항(R6)의 일단과 연결되고, 저항(R4), 저항(R5), 커패시턴스(C4)의 타단 및 연산 증폭기(OP)의 마이너스 전원단은 접지되는 것으로 구성한다
정류부는 연산 증폭기(OP)의 플러스 전원은 브리지 정류 회로의 출력단(VCC)과 연결되고, 브리지 정류 회로는 저항(R1), 저항(R2), 브리지 정류기(UI), 변압기(T1), 전해 커패시터(C1), 전해 커패시터(C3), 커패시턴스(C2), 다이오드(D1)로 구성되며, 각 소자부품 사이의 연결관계는 공지된 기술이다. 저항(R6)은 트랜지스터(A1)의 에미터와 연결되며,
계전기 코일회로부는 연산 증폭기(OP)의 출력단과 트랜지스터(A1)의 베이스 사이에는 저항(R7)이 연결되어 있고, 트랜지스터(A1)는 컬렉터는 다이오드(D3)의 양극과 연결되며, 다이오드(D3)의 음극은 접지되고, 계전기 코일(ZJ)과 다이오드(D3)는 병렬 연결되어 구성한다.
개폐접점부는 계전기 코일(ZJ)의 제1조 상개 접점(J12)과 제1조 상폐 접점(J11)은 직렬 연결되고, 계전기 코일(ZJ)의 제2조 상개 접점(J21)과 제2조 상폐 접점(J22)은 직렬 연결되며, 상폐 접점(J11) 및 상개 접점(J21)의 타단은 입력단(L1)과 연결되고, 다른 입력단(L2)은 상개 접점(J12) 및 상폐 접점(J22)의 타단과 연결되며, 상개 접점(J12)과 상폐 접점(J11) 사이는 출력단(L1L)과 연결되고, 상개 접점(J21)과 상폐 접점(J22) 사이는 출력단(L2L)과 연결되며, 출력단(L1L) 및 출력단(L2L)은 부하와 연결되고, 본 발명의 전기 회로 기판(2)에는 접지선(G) 및 접지선(FN)이 설치되어 있을 수도 있다.
도2를 중심으로 설명하면 하기와 같다.
다이오드보호회로부는 본 발명의 다이오드(D4), 커패시턴스(C5), 저항(R8)으로 구성된다.
저항(R8)과 병렬로 제2전기전도 기판(4)에 연결되고 제2전기전도기판은 전기 회로 기판(2)에 용접되며, 누설전류 흡수 전기회로, 제2전기전도 기판(4) 및 전기 회로 기판(2)은 한 곳에 장착되어 누설전류 흡수 장치(OA2)가 형성되었다.
본 발명의 모든 전기 회로 및 제2전기전도 기판(4)이 장치 하우징에 장착되어 공동으로 누설전류를 흡수하고 감전을 방지하는 장치을 구성하였다.
본 발명에 있어서, 도4를 살펴보면 아래와 같다. 입력단(L1)의 전압이 접지선(G)의 전압보다 높을 때, 전류가 정류 다이오드(D2)의 반파정류를 거친 후, 분압 저항(R3)을 경유하면서 강압(降?)되고, 분로 저항(R4)을 통과하여 일부분의 전류를 분로시키고, 계속하여 커패시턴스(C4) 필터를 통하여 연산 증폭기(OP)를 트리거링하며, 트리거링에 필요한 직류 전원은 브리지 정류 회로의 출력단(VCC)에서 제공되는데, 이때 연산 증폭기(OP)에서 출력된 전류는 전류 제한 저항(R7)을 통하여 PnP, 트랜지스터(A1)를 트리거링하고 또한, 연산 증폭기(OP)의 동상 입력단의 전류는 분로 저항(R5)을 거쳐 접지선(G)까지 분로되며, 또한 전류 제한 저항(R6)을 거쳐 PnP트랜지스터(A1)의 컬렉터에 분로되고, 트랜지스터(A1)의 컬렉터의 전류는 스위치 다이오드(D3)의 단방향 작용으로 인해, 계전기 코일(ZJ)만 통과될 수 있다. 다이오드(D2), 저항(R3), 저항(R4), 커패시턴스(C4), 저항(R5), 저항(R6) 및 연산 증폭기(OP)는 전압 비교 회로를 구성하고, 저항(R7),PnP형 트랜지스터(A1), 다이오드(D3)는 계전기 코일(ZJ) 회로를 구성한다. 이때, 입력단(L2)과 출력단(L1L)이 서로 연결되고, 입력단(L1)과 출력단(L2L)이 서로 연결된다. 입력단(L1)의 전압이 접지선(G)의 전압보다 낮을 때, 다이오드(D2)의 단방향 전기전도의 원리로 인해, 연산 증폭기(OP)의 역상 입력단에는 입력되는 전압이 없으므로, 계전기 코일(ZJ)은 전기를 가지지 않는다. 이때, 입력단(L1)과 출력단(L1L)은 서로 연결되고, 입력단(L2)과 출력단(L2L)은 서로 연결된다.
도2와 도3을 중심으로 설명하면 하기와 같다.
통상상태에서 제2전기전도 기판(4)과 상전압 입력단(L1)은 회로를 구성하지 않으나, 중성점 단자(L2)와 서로 연결된 출력단(L1L)은 회로를 구성한다. 입력단(L1), 입력단(L2)이 물에 잠겼을 때, 상전압 입력단(L1)과 서로 연결되는 단자측에서 흘러나오는 전류는 물을 통하여 출력단(L1L) 단자 주위의 전기전도 기판(1)에 흘러가고, 최종적으로 입력단(L1) 단자 중에 역류한다. 수중 유리 전류량이 매우 적기 때문에, 인체가 물에 접촉될 때 전류의 존재를 거의 느끼지 못한다. 또한, 이때 전기전도 기판(1)과 출력단 사이의 물에 저항이 존재하기 때문에, 부하와 물이 병렬 연결 회로를 구성하므로, 부하는 정상적인 전원 전압을 얻을 수도 있다.
도2를 중심으로 설명하면 하기와 같다.
본 발명에 있어서, 출력단(L1L) 측에 전기전도 성능이 우수한 전기전도 기판(1)을 연결하여, 누설전류 흡수 작용을 강화하고, 누설전류량이 증가됨에 따라, 전기전도 기판(1)에 저장된 전기량도 증가되며, 저장된 전기량이 일정한 정도에 도달될 때, 다이오드(D4)가 도통되고, 접지선(FN)을 통하여 방전되어, 누설전류 증가에 따른 의외 사고가 발생하는 것을 방지하며, 커패시턴스(C5)와 저항(R8)은 다이오드(D4)를 보호하는 작용을 한다.
1: 전기전도기판
2: 전기 회로 기판부
3:전기부도체부
4:제2전기전도기판
100:다이오드보호회로
200:정류부
300:전압비교회로
400:계전기코일회로
500:개폐접점부
L1: 입력단
L2: 입력단
L1L: 출력단
L2L: 출력단
R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7, R8: 저항
C1, C3: 전해 커패시터
C2, C4, C5: 커패시턴스
D1, D2, D3, D4: 다이오드
OP: 연산 증폭기
U1: 브리지 정류기
T1: 변압기
ZJ: 계전기 코일
J11: 상폐 접점
J12: 상개 접점
J21: 상개 접점
J22: 상폐 접점
A1: 트랜지스터
G: 접지선
FN: 접지선
OA2: 누설전류 흡수부

Claims (6)

  1. 입력단의 전원(L1)과 연결된 전압비교회로부;
    상기 전압비교회로부와 연결된 계전기 코일회로부;
    상기 계전기 코일회로부와 연결된 개폐접점부;
    상기 개폐접점부의 단자와 연결된 입력단전원(L2);
    상기 입력단 전원(L2)은 정류부와 연결된 것을 특징으로 하는 누설전류를 흡수하는 장치.
  2. 제1항에 있어서 상기 전압비교회로부는
    교류 전원의 하나의 입력단(L1)이 다이오드(D2)의 음극과 연결되며,
    다이오드(D2)의 양극은 저항(R3)의 일단과 연결되고,
    저항(R3)의 타단은 커패시턴스(C4), 저항(R4)의 일단 및 연산 증폭기(OP)의 역상(逆相) 입력단과 연결되며,
    연산 증폭기(OP)의 동상(同相) 입력단은 저항(R5), 저항(R6)의 일단과 연결되고,
    저항(R4), 저항(R5), 커패시턴스(C4)의 타단 및 연산 증폭기(OP)의 마이너스 전원단은 접지되며,
    연산 증폭기(OP)의 플러스 전원은 브리지 정류 회로의 출력단과 연결되고,
    저항(R6)은 트랜지스터(A1)의 에미터(emitter)와 연결되는 것을 특징으로 하는 누설전류를 흡수하는 장치.
  3. 제1항에 있어서 상기 계전기 코일회로부는 상기 전압비교회로부의 연산 증폭기(OP)의 출력단과 트랜지스터(A1)의 베이스 사이에는 저항(R7)이 연결되어 있고,
    트랜지스터(A1)의 컬렉터(collector)는 다이오드(D3)의 양극과 연결되며,
    다이오드(D3)의 음극은 접지되고,
    계전기 코일(ZJ)과 다이오드(D3)는 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 누설전류를 흡수하는 장치.
  4. 제1항에 있어서 상기 개폐접점부는 상기 계전기 코일회로부의 계전기 코일(ZJ)의 제1조 상개 접점(J12)과 제1조 상폐 접점(J11)은 직렬 연결되고,
    계전기 코일(ZJ)의 제2조 상개(常開) 접점(J21)과 제2조 상폐(常閉) 접점(J22)은 직렬 연결되며,
    상폐 접점(J11) 및 상개 접점(J21)의 타단은 입력단(L1)과 연결되고,
    다른 입력단(L2)은 상개 접점(J12) 및 상폐 접점(J22)의 타단과 연결되며,
    상개 접점(J12)과 상폐 접점(J11) 사이는 출력단(L1L)과 연결되고,
    상개 접점(J21)과 상폐 접점(J22) 사이는 출력단(L2L)과 연결되는 것을 특징으로 하는 누설전류를 흡수하는 장치
  5. 접지부;
    상기 접지부와 연결된 다이오드 회로부;
    상기 다이오드회로부 타단과 연결된 전기전도기판;
    상기 전기전도기판의 타단은 출력단 전원에 연결되는 누설전류흡수부를 둔것을 특징으로 하는 누설전류를 흡수하는 장치.
  6. 제5항에 있어서 다이오드회로부는 다이오드(D4)의 음극과 커패시턴스(C5), 저항(R8) 및 전기전도 기판(1)의 일단이 서로 연결되고,
    커패시턴스(C5), 저항(R8)의 타단 및 다이오드(D4)의 양극은 누설전류 흡수 전기회로의 입력단의 접지선(G)과 연결되며,
    전기전도 기판(1)의 타단은 누설전류 흡수 전기회로의 출력단(L1L)에 연결된 것을 특징으로 하는 누설전류를 흡수하는 장치.
KR1020150054647A 2014-09-02 2015-04-17 누설전류를 흡수하는 장치 Ceased KR20160027887A (ko)

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