KR101135111B1

KR101135111B1 - 서지보호기의 전원차단장치

Info

Publication number: KR101135111B1
Application number: KR1020110144650A
Authority: KR
Inventors: 이세현; 박수광; 이명욱
Original assignee: 주식회사 성진테크윈
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-04-16
Also published as: WO2013100472A1

Abstract

본발명은 서지보호기의 전원차단장치에 관한 것으로, 서지보호기 케이스(130) 내부에 설치되는 바리스터(110)가 일정 온도 이상이 되면, 전원을 차단하는 서지보호기(100)의 전원차단장치에 있어서, 상기 전원차단장치는 상기 바리스터(110)의 열판(111)에 접촉하여 전기를 통전시키는 판스프링(121)과 단자(122)로 구성되는 것으로, 상기 판스프링(121) 하부단부를 상기 단자(122)와 결합하며, 또한 상기 판스프링(121)은 중간에 돌출부가 형성되고(123), 상기 돌출부(123)가 바리스터(110)의 열판(111)에 접촉 또는 분리되는 것으로, 따라서 본발명은 바리스터의 온도가 과열되면, 연납이 녹아 판스프링이 바리스터 표면에서 이탈됨으로써 전원을 확실하며 신속하게 차단하며, 또한 이를 외부에 표시하는 현저한 효과가 있다.

Description

서지보호기의 전원차단장치{electric source device for surge protector}

본발명은 서지보호기의 온도가 과열되면 전원이 차단되게 하는 서지보호기의 전원차단장치에 관한 것이다.

서지보호기에 대하여 종래기술인 특허등록공보 등록번호 10-0992426호의 배경기술에 기재되어 있는 바와 같이, 서지 보호 장치는 서지(surge) 전압으로부터 장치를 보호하기 위한 응용기기이다. 서지 보호 장치는 전기 장치에 공급되는 안전 범위 이상의 이상 전압을 차단하거나 접지로 연결하여 감쇄시키는 것이다.

서지 보호 장치는 그 기능에 따라 전압스위칭형, 전압제한형, 조합형의 3종류로 나뉜다. 전압스위칭형은 서지가 인가되지 않은 경우 높은 임피던스 상태이고, 전압서지가 있을 때는 급격하게 임피던스가 낮아지는 기능을 가진 서지 보호 장치이다. 이에 사용되는 소자의 예로, 에어갭, 가스방전관, 사이리스터, 트라이액 등이 있다.

전압제한형은 서지가 인가되지 않은 경우 높은 임피던스 상태이고, 서지전류와 전압이 상승하면 임피던스가 연속적으로 감소하는 기능을 가진 서지 보호 장치이다. 전압제한형 서지 보호 장치에 사용되는 소자의 예로, 바리스터, 억제 다이오드 등이 있다. 조합형은 전압스위칭형 소자와 전압제한형 소자를 갖는 서지 보호 장치이다.

인가전압의 특성에 따라 전압스위칭, 전압제한 또는 전압스위칭과 전압제한의 두 가지 동작을 하는 것으로 가스방전관과 바리스터를 조합한 서지 보호 장치가 있다.

상기 서지 보호장치 중 뇌해를 방지하기 위하여 단상교류 또는 삼상교류 전로나 직류 전로에 있어서 전기 기기와 대지간에 천둥에 의한 과도기적인 과전압을 제한하고 서지(serge)전류를 분류하는 디바이스(device)로서 서지 보호 장치가 설치되어 있다. 이 서지 보호 장치용 소자로서는,산화 아연 형태 바리스터(varistor)가 일반적으로 사용된다.

이 산화 아연 형태 바리스터(varistor)는 낙뢰 등이 반복하여 입력 되면 그 입력 레벨(level)에 따라서 순차적으로 전압이 떨어진다. 산화 아연 형태 바리스터(varistor)의 입력 전압이 떨어지면 누설되는 전류가 증가하여 발열량이 증가하고 이에 따라 열 폭주에 의한 발연 발화의 원인이 된다. 이를 방지하기 위하여 산화 아연 형태 바리스터(varistor)의 열 폭주에 의한 발연 발화를 방지하는 보호로서 온도퓨즈(fuse) 기능을 구비하고 있는 것이 제안되어 있다.

그러나 종래의 온도퓨즈 기능을 구비하는 바리스터(varistor)는 온도퓨즈와 바리스터가 일체형으로 구성된 경우 열폭주를 방지하는 데 유리하나 온도퓨즈나 바리스터 중 하나가 고장나면 전체를 교체하여야 하므로 교체 비용이 증가하는 문제점이 있었고, 이를 개별적으로 구성하면 교체비용은 적게 드나 바리스터의 과열된 온도가 온도퓨즈에 제대로 전달되지 못하여 산화 아연 형태의 바리스터를 제대로 보호하지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 서지 보호 장치는 바리스터에서 발생된 열을 외부로 쉽게 방출하지 못하여 자연 발화 가능성이 높았고, 바리스터가 과열되는 경우 자연 발화되어 비산함으로써 2차적으로 서지 보호 장치가 폭발할 수 있다는 문제점이 있다고 기재되어 있다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위해, 상기 특허등록공보 등록번호 10-0992426호는 청구항 1에 전원선에 연결되어 일정 수준 이상의 전원이 인가되면 흡수하여 접지로 도통시키는 바리스터(varistor);상기 바리스터(varistor) 전단에 연결되어 상기 바리스터(varistor)의 내부온도가 일정 값 이상으로 상승되면 상기 전원선으로부터 흡수되는 입력전원을 차단할 수 있는 온도퓨즈;로 구성되되, 상기 바리스터(varistor)는 복수로 구비되어 상호 직렬, 병렬 또는 직렬 및 병렬로 연결되되, 상기 복수의 바리스터(varistor) 사이에 상기 온도퓨즈가 위치하여 상호 면접촉되는 것을 특징으로 하고, 상기 복수의 바리스터(varistor)는 상기 온도퓨즈와 압착되도록 그 외면이 열수축테이프로 권취된 것을 특징으로 하는 열폭주 방지 소자가 구비된 방폭형 서지(surge) 보호 장치가 공개되어 있다.

또한 공개특허공보 공개번호 10-2010-0025147호에는 배경기술에 기재되어 있길, 일반적으로 낙뢰 등으로 인하여 송전 전로(즉 전원선로)를 통해 입력되는 서지 전압 및 대전력 부하에서 소전력부하로 전환할 경우에 발생하는 서지 전압 등이 부하에 인가될 경우에 부하가 충격을 받아 손상되고, 컴퓨터 등에 저장하고 있는 소정의 데이터를 잃게 된다.

그러므로, 부하에 전원을 공급할 경우에 전원선로를 통해 부하로 고압의 서지 전압이 인가되지 않도록 차단하여야 하나, 종래에는 서지 전압의 유입에 관계없이 전원선로에 부하를 그대로 연결하여 전원이 공급되게 하였으므로 송전전로에 고압의 서지 전압이 유도될 경우에 이 서지 전압이 부하에 그대로 인가되어 부하가 손상되는 경우가 빈번하게 발생하였다.

따라서 이러한 문제점을 해결하기 위하여 전원선로용 서지보호기를 채택하고 있다.

그런데 종래 대부분의 서지보호기에는 열 폭주를 방지하는 기능이 구비되어 있지 않아 서지보호기가 보호동작을 하는 과정에 열 폭주 현상이 2차적으로 발생하여 화재나 1차측 전원선로의 기기를 손상시키는 경우가 다발적으로 발생하고 있다.

그러나, 상기한 회로적 구성만으로는 일반적인 전원선로의 열악한 전기적 환경에서 제 기능을 발휘하기에는 많은 어려움이 따를 수 밖에 없으며, 특히 바리스터는 서지 에너지에 대한 내량이 낮아 열 폭주 현상이 일어나는 단점도 갖고 있다고 기재되어 있고, 이에 대한 해결책으로 청구항 1에는 두 전원선로(L1)(L2)와 접지선(GND) 사이 및 두 전원선로(L1)(L2) 사이에 각각 온도퓨즈(TF1)(TF2)(TF3)와 바리스터(VR1)(VR2)(VR3)를 상호 직렬로 연결 설치한 것을 특징으로 하는 열 폭주 방지기능을 갖는 전원용 서지보호장치가 공개되어 있다.

그러나 상기 종래기술들은 모두 바리스터의 온도가 과열되면, 전원을 확실하며 신속하게 차단하지 못하며, 또한 이러한 과열상태를 확실한 방법으로 외부에 표시하는 수단이 제시되지 못하고 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 본발명은 바리스터의 온도가 과열되면, 연납이 녹아 판스프링이 바리스터 표면에서 이탈됨으로써 전원을 확실하며 신속하게 차단하며, 또한 이를 외부에 표시하는 서지보호기의 전원차단장치를 제공하고자 하는 것이다.

본발명은 서지보호기의 전원차단장치에 관한 것으로, 서지보호기 케이스(130) 내부에 설치되는 바리스터(110)가 일정 온도 이상이 되면, 전원을 차단하는 서지보호기(100)의 전원차단장치에 있어서, 상기 전원차단장치는 상기 바리스터(110)의 열판(111)에 접촉하여 전기를 통전시키는 판스프링(121)과 단자(122)로 구성되는 것으로, 상기 판스프링(121) 하부단부를 상기 단자(122)와 결합하며, 또한 상기 판스프링(121)은 중간에 돌출부가 형성되고(123), 상기 돌출부(123)가 바리스터(110)의 열판(111)에 접촉 또는 분리되는 것을 특징으로 한다.

따라서 본발명은 바리스터의 온도가 과열되면, 연납이 녹아 판스프링이 바리스터 표면에서 이탈됨으로써 전원을 확실하며 신속하게 차단하며, 또한 이를 외부에 표시하는 현저한 효과가 있다.

도 1은 본발명 서지보호기 분해사시도
도 2는 본발명 서지보호기 단면도
도 3은 본발명 서지보호기 세부상세도
도 4는 본발명 서지보호기 바리스터 및 열판 결합도
도 5는 본발명 서지보호기 판스프링 결합도
도 6은 본발명 CT가공품 결합도

본발명은 서지보호기(100)의 전원차단장치에 관한 것으로, 서지보호기 케이스(130) 내부에 설치되는 바리스터(110)가 일정 온도 이상이 되면, 전원을 차단하는 서지보호기(100)의 전원차단장치에 있어서, 상기 전원차단장치는 상기 바리스터(110)의 열판(111)에 접촉하여 전기를 통전시키는 판스프링(121)과 단자(122)로 구성되는 것으로, 상기 판스프링(121) 하부단부를 상기 단자(122)와 결합하며, 또한 상기 판스프링(121)은 중간에 돌출부가 형성되고(123), 상기 돌출부(123)가 바리스터(110)의 열판(111)에 접촉 또는 분리되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 돌출부(123)는 판스프링(121)의 일부가 ‘⊃’자 형상으로 절곡되고 절곡된 부분이 바리스터의 열판 표면에 접촉하게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바리스터(110)의 열판(111)에 판스프링(121)을 부착하여 전기를 통전시키는 접착물은 연납인 것을 특징으로 한다.

그리고 본발명은 상기 판스프링(121) 상단에는 상태표시물(140)이 결합되고, 상기 서지보호기 케이스(130) 상면에는 상태표시물(140)의 색상을 확인할 수 있는 점검홀(131)이 형성되어 있으므로, 상기 바리스터(110)가 일정온도 이상이 되면 연납이 녹아 판스프링(121)의 돌출부(123)가 바리스터(110)의 열판에서 이격되어 바리스터(110)와 단자(122) 사이의 전기가 차단된 것을 알 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상태표시물(140)은 판재 형상 또는 막대 형상이며, 상면에는 다수 개의 칼라색층(141)이 인쇄되어져 있으므로, 좌, 우측으로 이동되는 경우 각각 다른 색상이 점검홀(131)에 표시되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 상태표시물(140)의 하부에 결합홈(142)이 형성되고, 상기 결합홈(142)에 판스프링(121)의 상단이 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 서지보호기 케이스(130) 내부 상부벽면에는 상태표시물 가이드로드(150)가 좌우 수평으로 설치되어 있어서 상태표시물(140)이 상기 가이드로드(150) 상면에서 좌우방향으로 수평으로 슬라이딩하게 되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 바리스터(110)의 열판(111)과 판스프링(121) 사이에는 차단막 파트(160)가 설치되되, 상기 차단막 파트(160)의 설치높이는 상단이 판스프링(121) 돌출부(123)의 하면과 맞닿는 높이로 설치되는 것을 특징으로 한다.

본발명을 첨부도면에 의해 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 1은 본발명 서지보호기 분해사시도, 도 2는 본발명 서지보호기 단면도, 도 3은 본발명 서지보호기 세부상세도, 도 4는 본발명 서지보호기 바리스터 및 열판 결합도, 도 5는 본발명 서지보호기 판스프링 결합도, 도 6은 본발명 CT가공품 결합도이다.

본발명은 서지보호기 케이스(130) 내부에 설치되는 바리스터(110)가 일정 온도 이상이 되면, 전원을 차단하는 서지보호기(100)의 전원차단장치이다.

상기 전원차단장치는 상기 바리스터(110)의 열판(111)에 접촉하여 전기를 통전시키는 판스프링(121)과 단자(122)로 구성된다. 그리고 상기 판스프링(121) 하부단부를 상기 단자(122)와 결합시키며, 또한 상기 판스프링(121)은 중간에 돌출부가 형성되고(123), 상기 돌출부(123)가 바리스터(110)의 열판(111)에 접촉 또는 분리되게 된다.

상기 돌출부(123)는 판스프링(121)의 일부가 ‘⊃’자 형상으로 절곡되어 있어서 상기 절곡된 부분이 바리스터의 열판 표면에 접촉하게 되는 것이다.

그리고 본발명에서 상기 바리스터(110)의 열판(111)에 판스프링(121)을 부착하여 전기를 통전시키는 접착물은 연납을 사용한다. 연납은 165℃에서 용융되는 것을 사용함으로써, 바리스터(110)의 열판(111)과 단자에 연결된 판스프링(121) 사이가 상기 연납용융온도인 165℃에서 분리되게 된다.

본발명에서 상기 판스프링 하부는 단자의 일단과 연결된다. 그리고 단자 타단은 좌측 체결부 내부에 위치하며 나사에 의해 고정된다. 그리고 상기 바리스터 하부 다리중 하나는 다른 단자의 일단과 연결되며, 단자의 타단은 우측 체결부 내부에 위치며 나사에 의해 받침대 상면에 고정된다.

한편, 본발명은 상기 판스프링(121) 상단에 상태표시물(140)이 결합되어 상기와 같이 바리스터(110)와 단자(122)에 연결된 판스프링 사이의 전기가 차단된 것을 알 수 있게 된다. 곧 서지보호기 케이스(130) 상면에 상태표시물(140)의 색상을 확인할 수 있는 점검홀(131)이 형성되어 있으므로, 상기 바리스터(110)가 일정온도 이상이 되면 연납이 녹아 판스프링(121)의 돌출부(123)가 바리스터(110)의 열판에서 이격되어 바리스터(110)와 판스프링 사이의 전기가 차단되는 것을 알 수 있다.

상기 상태표시물(140)은 판재 형상 또는 막대 형상의 플라스틱 사출물이며, 상면에는 다수 개의 칼라색층(141)이 인쇄되어져 있으므로, 좌, 우측으로 이동되는 경우 각각 다른 색상이 점검홀(131)에 표시되는 것이다.

상기 색상은 본발명에서는 좌측을 파란색으로 하고, 중간은 붉은 색, 그리고 우측은 보라색으로 구성하여 사용한다. 그러므로 판스프링 상단의 상태표시물은 좌, 우측으로 이동되며 판스프링이 바리스터의 열판에 결합되어 있는 정상상태와 분리되어 있는 이상상태 때에 각각 다른 색상이 점검홀에 표시된다.

본발명의 경우에는 정상상태때는 파란색으로 되고, 이상상태때는 붉은 색 또는 보라색으로 된다.

그리고 본발명은 상기 상태표시물과 판스프링의 결합을 위하여, 상기 판상인 상태표시물(140)의 하부에 결합홈(142)이 형성된다. 그리고 상기 결합홈(142)에 판스프링(121)의 상단이 결합되는 것이다.

그리고 본발명은 서지보호기 케이스(130) 내부 상부벽면에는 상태표시물 가이드로드(150)가 좌우 수평으로 설치되어 있어서 상태표시물(140)이 상기 가이드로드(150) 상면에서 좌우방향으로 수평으로 슬라이딩하게 되게 한다. 그러므로, 상기 상태표시물이 상하로 흔들리지 않고 안정되게 좌우운동을 하게 되는 것이다.

한편, 본발명은 상기 바리스터 열판(111)과 판스프링(121) 사이에는 차단막 파트(160)가 설치된다. 상기 차단막 파트(160)의 설치높이는 상단이 판스프링(121) 돌출부(123)의 하면과 맞닿는 높이로 설치되게 한다. 상기 차단막 파트는 하부의 ‘∪’형 고정프레임과, 상기 고정프레임 내부에 설치되는 사각형 판상의 상부 차단판으로 구성된다. 상부 차단판 하부에는 두 개의 다리를 형성하여 상기 상부 차단판이 하부의 고정프레임 내부로 인입되었을 때 상기 상부 차단판의 두 개의 다리가 고정프레임 내부에서 상부 차단판을 지지하게 된다.

100 : 서지보호기 110 : 바리스터
111 : 열판(열전도판)
121 : 판스프링 122 : 단자
123 : 돌출부 130 : 서지보호기 케이스
131 : 점검홀 140 : 상태표시물
141 : 칼라색층 142 : 결합홈
150 : 가이드로드
160 : 차단막 파트
170 : 서지보호기 케이스 몸체
180 : 서지보호기 케이스 전면판(파워케이스 탑)
181 : 좌측 탑체결부 182 : 우측 탑체결부
300 : CT가공품

Claims

서지보호기 케이스(130) 내부에 설치되는 바리스터(110)가 일정 온도 이상이 되면, 전원을 차단하는 서지보호기(100)의 전원차단장치에 있어서, 상기 전원차단 장치는 상기 바리스터(110)의 열판(111)에 부착하여 전기를 통전시키는 판스프링 (121)과 단자(122)로 구성되는 것으로, 상기 판스프링(121) 하부단부를 상기 단자(122)와 결합하며, 또한 상기 판스프링(121)은 중간에 돌출부(123)가 형성되고, 상기 돌출부(123)가 바리스터(110)의 열판(111)에 접촉 또는 분리되되,
상기 돌출부(123)는 판스프링(121)의 일부가 ‘⊃’자 형상으로 절곡되고 절곡된 부분이 바리스터(110)의 열판(111) 표면에 부착되며,
상기 바리스터(110)의 열판(111)에 판스프링(121)을 부착하여 전기를 통전시키는 접착물은 연납이며,
또한, 상태표시물(140)의 하부에 결합홈(142)이 형성되고, 상기 결합홈(142)에 판스프링(121)의 상단이 결합되는 것이며,
또한, 상기 판스프링(121) 상단에는 상태표시물(140)이 결합되고, 상기 서지보호기 케이스(130) 상면에는 상태표시물(140)의 색상을 확인할 수 있는 점검홀(131)이 형성되어 있으므로, 상기 바리스터(110)가 일정온도 이상이 되면 연납이 녹아 판스프링(121)의 돌출부(123)가 바리스터(110)의 열판에서 이격되어 바리스터(110)와 단자(122) 사이의 전기가 차단된 것을 알 수 있으며,
또한, 상기 상태표시물(140)은 판재 형상 또는 막대 형상이며, 상면에는 다수 개의 칼라색층(141)이 인쇄되어져 있으므로, 좌, 우측으로 이동되는 경우 각각 다른 색상이 점검홀(131)에 표시되는 것을 특징으로 하는 서지보호기의 전원차단장치
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제1항에 있어서, 서지보호기 케이스(130) 내부 상부벽면에는 상태표시물 가이드로드(150)가 좌우 수평으로 설치되어 있어서 상태표시물(140)이 상기 가이드로드(150) 상면에서 좌우방향으로 수평으로 슬라이딩하게 되는 것을 특징으로 하는 서지보호기의 전원차단장치
제1항에 있어서, 상기 바리스터(110)의 열판(111)과 판스프링(121) 사이에는 차단막 파트(160)가 설치되되, 상기 차단막 파트(160)의 설치높이는 상단이 판스프링(121) 돌출부(123)의 하면과 맞닿는 높이로 설치되는 것을 특징으로 하는 서지보호기의 전원차단장치