KR100300225B1 - 서지 압소버 - Google Patents

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    • H—ELECTRICITY
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    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
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    • H01T—SPARK GAPS; OVERVOLTAGE ARRESTERS USING SPARK GAPS; SPARKING PLUGS; CORONA DEVICES; GENERATING IONS TO BE INTRODUCED INTO NON-ENCLOSED GASES
    • H01T4/00—Overvoltage arresters using spark gaps
    • H01T4/10—Overvoltage arresters using spark gaps having a single gap or a plurality of gaps in parallel

Abstract

본 발명은 서지 압소버에 관한 것으로, 양단이 개구된 튜브와, 상기 튜브의 양단에 삽입되고 그 선단부에는 캡전극이 각각 형성된 한 쌍의 금속 플러그와, 상기 캡전극 사이에 개재되어 가스가 존재하는 다수의 밀폐공간을 형성하는 하나 이상의 전극판 및, 상기 다수의 밀폐공간에 각각 개재된 다수의 절연성 스페이서를 포함하여 구성되어, 서지 압소버에서의 전체 방전 에너지가 상기 밀폐공간의 수만큼 분할되므로, 각 밀폐공간에서의 방전 에너지가 감소되어 서지 압소버의 내전압, 내열성, 수명등과 같은 특성을 향상시킬 수 있다.

Description

서지 압소버{SURGE ABSORBER}
본 발명은 서지 압소버에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 서지 전압이 발생되면 이를 흡수하여 서지 전압으로부터 전자기기를 보호하는 서지 압소버에 관한 것이다.
일반적으로, 전자기기를 사용하다 보면 전자기기에 서지 전압이 인가되는 경우가 빈번하게 발생한다. 이 경우, 전자기기 내부에 장착된 전기회로 또는 전자부품 등이 서지 전압에 의해 전기적인 충격을 받아 손상된다.
따라서, 전자기기에 서지 압소버를 장착하고, 이 서지 압소버를 이용하여 외부로부터 공급되는 전압이 서지 압소버의 방전전압 보다 높으면 전압을 방전시킴으로써, 서지 전압으로부터 전기회로 또는 전자부품 등을 보호하고 있다.
이러한 종래 기술에 따른 서지 압소버의 다양한 예는, 미국특허공보 제 5198791 호 '서지 압소버(surge absorber)', 미국특허공보 제 5200875 호 '서지 압소버용 보호구조(protection structure for a surge absorber)', 미국특허공보 제 5444596 호 '서지 압소버(surge absorber)', 미국특허공보 제 5535083 호 '서지 압소버를 갖는 마그네틱 코일 어셈블리(magnetic coil assembly with surge absorber)', 미국특허공보 제 5663864 호 '서지 압소버(surge absorber)' 등에 좀더 상세하게 개시되어 있다.
이러한 서지 압소버는 예컨데, 방전시간을 최소로 유지할 것, 순간 피크 전압값을 최소로 유지할 것 등의 기본조건을 반드시 갖추어야 하는데, 이러한 기본조건을 충분히 만족시키지 못하면, 서지 전압으로부터 전자기기를 보호할 수 없게 된다.
또한, 전자기기 생산라인 등에서 사용되는 서지 압소버의 경우에는 고전압이 인가되므로 내전압(withstand voltage), 내열성 등의 특성이 매우 우수하여야 하는데, 이러한 조건을 충분히 만족시키지 못하면 방전시 발생되는 열충격에 의해 서지 압소버가 파괴된다.
따라서, 본 발명은 서지 압소버의 전기 전도도를 향상시키고, 서지 압소버의 내부 가스에 의해 전극이 부식되는 것을 방지하며, 방전시 발생되는 열충격에 의해 스페이서가 파손되는 것을 방지함으로써, 서지 압소버의 방전시간 및 순간 피크 전압값을 최소로 유지시키는 서지 압소버를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 서지 압소버의 전체 방전 에너지를 다수로 분할하여 방전시의 열충격을 감쇄시킴으로써, 내전압, 내열성, 수명 등의 특성을 향상시키는 서지 압소버를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명의 1실시예에 따른 서지 압소버의 개략도,
도 2는 본 발명의 2실시예에 따른 서지 압소버의 개략도,
도 3은 본 발명의 3실시예에 따른 서지 압소버의 개략도,
도 4는 본 발명의 4실시예에 따른 서지 압소버의 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 서지 압소버 11 : 금속 플러그
12 : 밀폐공간 13 : 튜브
14 : 캡전극 15 : 골드 레이어
20, 30 : 절연성 스페이서 40 : 전극판
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 서지 압소버는, 양단이 개구된 튜브와, 상기 튜브의 양단에 삽입되어 가스가 존재하는 밀폐공간을 형성하고 그 선단부에는 캡전극이 형성된 한 쌍의 금속 플러그 및, 상기 밀폐공간에 개재된 절연성 스페이서를 포함하며, 상기 캡전극의 표면에는 골드 레이어가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 상기 캡전극의 표면에 전기 전도도가 매우 우수한 골드 레이어가 형성됨에 따라 서지 압소버는 우수한 전기 전도도를 유지할 수 있다. 또한, 상기 골드 레이어는 가스에 강한 내식성을 가지는 물질이므로, 가스에 의해 캡전극이 부식되는 것을 방지할 수 있다.
또, 상기 절연성 스페이서는 내열성이 우수한 세라믹 또는 글래스로 이루어짐에 따라, 방전시의 열충격에 의해 스페이서가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
상기한 구성에 의해, 서지 압소버의 전기 전도도가 향상되고, 캡전극이 부식되는 것을 방지하며, 방전시의 열충격에 의해 스페이서가 파손되는 것을 방지함에 따라, 서지 압소버의 방전시간 및 순간 피크 전압값을 최소로 유지시킬 수 있다.
그리고, 상기와 같은 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 서지 압소버는, 양단이 개구된 튜브와, 상기 튜브의 양단에 삽입되고 그 선단부에는 캡전극이 각각 형성된 한 쌍의 금속 플러그와, 상기 캡전극 사이에 개재되어 가스가 존재하는 다수의 밀폐공간을 형성하는 하나 이상의 전극판 및, 상기 다수의 밀폐공간에 각각 개재된 다수의 절연성 스페이서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 전극판에 의해 다수의 밀폐공간이 형성됨에 따라 각 밀폐공간에서의 방전 에너지는 서지 압소버의 전체 방전 에너지를 분할한 것이 되고, 이에 따라 각 밀폐공간에서의 방전시 열충격이 감소되어 서지 압소버의 내전압, 내열성, 수명등의 특성을 향상시킬 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 서지 압소버를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 1실시예 따른 서지 압소버(10)는, 글래스(glass) 재질의 튜브(13) 양단이 개구되어 있으며, 이 튜브(13)의 양단에는 한 쌍의 금속 플러그(11)가 삽입되어 밀폐공간(12)을 형성된다.
그리고, 상기 한 쌍의 금속 플러그(11)의 선단부에는 캡전극(14)이 각각 형성되며, 이 캡전극(14) 사이의 밀폐공간(12)에는 절연성 스페이서(20)가 밀폐공간(12)의 일부를 채운 상태로 개재된다.
또한, 상기 캡전극(14)의 표면에는 골드 레이어(15)가 형성되며, 이 골드 레이어(15)는 상기 절연성 스페이서(20)와 서로 접촉되는 구조를 이룬다. 여기서, 상기 골드 레이어(15)는 예컨데, 도금방식에 의해 형성된다.
상기와 같이 캡전극(14)의 표면에 전기 전도도가 매우 우수한 골드 레이어(15)가 형성됨에 따라, 과전압의 방전을 최대한 빠르게 유도할 수 있어, 파장이 극히 짧은 초단파의 과전압 또한 신속히 방전시킬 수 있다.
또한, 캡전극(14)의 표면에 형성된 골드 레이어(15)는 밀폐공간(12)에 채워진 가스에 강한 내식성을 가지는 물질이므로, 가스에 의한 캡전극(14)이 부식되는 것을 방지할 수 있다.
이때, 바람직하게는, 상기 골드 레이어(15) 사이의 이격거리 d는 0.1mm∼2mm를 유지한다.
그리고, 상기 절연성 스페이서(20)는 예컨데, 세라믹(ceramic) 또는 글래스 재질의 구체로 형성된다. 이때, 상기 절연성 스페이서(20)를 이루는 세라믹 또는 글래스는 1000℃∼1800℃ 의 온도에 대하여 내열성을 갖는다.
따라서, 상기 절연성 스페이서(20)는 방전시 발생되는 열충격에 장시간 견딜 수 있으므로, 열충격에 의한 파손을 방지할 수 있다.
상기한 바와 같이 본 발명의 1실시예에 의한 서지 압소버(10)는, 전기 전도도가 향상되고, 가스에 의해 캡전극(14)이 부식되는 것을 방지하며, 방전시 열충격에 의해 스페이서(20)가 파손되는 것을 방지할 수 있으므로, 방전시간 및 순간 피크 전압값을 최소로 유지할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 본 발명의 2실시예에 따른 서지 압소버(10)는, 도 1에 도시된 본 발명의 1실시예에 따른 서지 압소버(10)와 동일한 구조 및 작용효과를 가지며, 다만 절연성 스페이서(30)의 구성이 다르게 되어 있다.
상기 절연성 스페이서(30)는 일정 거리 이격된 한 쌍의 기판(31)과 이 한 쌍의 기판(31) 사이에 채워진 절연성 충진물(32)로 이루어져 있다.
이때, 바람직하게는, 절연성 스페이서(30)를 구성하는 기판(31)은 실리콘(Si)으로 이루어지며, 상기 절연성 충진물(32)은 세라믹 또는 글래스로 이루어진다.
상기와 같이 절연성 충진물(32)을 이루는 세라믹 또는 글래스는 1000℃∼1800℃의 온도에 대하여 내열성을 갖으므로, 상기 절연성 스페이서(30)는 방전시 발생되는 열충격에 장시간 견딜 수 있어 열충격에 의한 파손을 방지할 수 있다.
한편, 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 3실시예에 따른 서지 압소버(10)는, 글래스(glass) 재질의 튜브(13) 양단이 개구되어 있으며, 이 튜브(13)의 양단에는 한 쌍의 금속 플러그(11)가 삽입되어 있다.
그리고, 상기 금속 플러그(11)의 선단부에는 캡전극(14)이 형성되며, 이 캡전극(14) 사이에는 하나 이상의 전극판(40)이 개재되어 상기 전극판(40)에 의해 다수의 밀폐공간(12)이 형성되고, 상기 다수의 밀폐공간(12)에는 각각 절연성 스페이서(20)가 밀폐공간(12)의 일부를 채운 상태로 개재된다.
상기와 같이 전극판(40)에 의해 형성된 다수의 밀폐공간(12)이 형성됨에 따라, 각 밀폐공간(12)에 인가되는 전압(V1, V2, V3)의 합은 서지 압소버(10) 전체의 인가전압(Vs = V1+ V2+ V3)이 되고, 각 밀폐공간(12)에서의 방전 에너지(E1= α×V1×Is, E2= α×V2×Is, E3= α×V3×Is)의 합은 서지 압소버(10)의 전체 방전 에너지(E= α×Vs×Is)가 된다. 여기서, α는 상수이다.
즉, 각 밀폐공간(12)에 인가되는 전압(V1, V2, V3)은 서지 압소버(10) 전체의 인가 전압(Vs)을 밀폐공간(12)의 수만큼 분할한 전압이 되고, 각 밀폐공간(12)에서의 방전 에너지(E1, E2, E3)는 서지 압소버(10) 전체의 방전 에너지(E)를 밀폐공간(12)의 수만큼 분할한 에너지가 된다.
따라서, 각 밀폐공간(12)에서 방전시의 열충격 또한 감소되어 튜브(13)와, 캡전극(14), 금속플러그(11) 등에 가해지는 열충격이 감소되므로, 동일한 규격의 서지 압소버(10)로서, 내전압, 내열성, 수명등의 특성을 밀폐공간(12)의 수에 비례하여 향상시킬 수 있다.
이때, 도 3에서는 2개의 전극판(40)을 사용하여 3개의 밀폐공간(12)을 형성시킨 것을 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며 하나의 전극판을 사용하여 2개 이상의 밀폐공간(12)을 형성하여도 상기와 동일한 작용 효과를 가진다.
그리고, 상기 캡전극(14) 및 전극판(40)의 표면에는 골드 레이어(15)가 형성되며, 이 골드 레이어(14)는 상기 절연성 스페이서(20)와 서로 접촉되는 구조를 이룬다. 여기서, 골드 레이어(15)는 예컨데, 도금방식에 의해 형성된다.
상기와 같이 캡전극(14) 및 전극판(40)의 표면에 전기 전도도가 매우 우수한 골드 레이어(5)가 형성되므로, 과전압의 방전을 최대한 빠르게 유도할 수 있고, 파장이 극히 짧은 초단파의 과전압 또한 신속히 방전시킬 수 있다.
또한, 캡전극(14) 및 전극판(40)의 표면에 형성된 골드 레이어(15)는 밀폐공간(12)에 채워진 가스에 강한 내식성을 지닌 물질이므로, 가스에 의해 캡전극(14) 및 전극판(40)이 부식되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 상기 절연성 스페이서(20)는 세라믹(ceramic) 또는 글래스 재질의 구체로 형성된다. 이때, 상기 절연성 스페이서(20)를 이루는 세라믹 또는 글래스는 1000℃∼1800℃의 온도에 대하여 내열성을 갖는다.
따라서, 상기 절연성 스페이서(20)는 방전시 발생되는 열충격에 장시간 견딜 수 있으므로, 열충격에 의한 파손을 방지할 수 있다.
한편, 도 4에 도시된 본 발명의 4실시예에 의한 서지 압소버(10)는 도 3에 도시된 본 발명의 3실시예의 서지 압소버(10)와 동일한 구조 및 작용효과를 가지며, 다만 절연성 스페이서(30)의 구성이 다르게 되어 있다.
상기 절연성 스페이서(30)는 일정 거리 이격된 한 쌍의 기판(31)과 이 한 쌍의 기판(31) 사이에 채워진 절연성 충진물(32)로 이루어져 있다.
이때, 바람직하게는, 절연성 스페이서(30)를 구성하는 기판(31)은 실리콘(Si)으로 이루어지며, 상기 절연성 충진물(32)은 세라믹 또는 글래스로 이루어진다.
상기와 같이 절연성 충진물(32)을 이루는 세라믹 또는 글래스는 1000℃∼1800℃의 온도에 대하여 내열성을 갖으므로, 상기 절연성 스페이서(30)는 방전시 발생되는 열충격에 장시간 견딜 수 있어 열충격에 의한 파손을 방지할 수 있다.
상기에서는 본 발명의 특정한 실시예를 바탕으로 설명하였으나, 본 발명이 당업자에 의해 다양하게 변형되어 실시될 수 있다는 것은 자명한 일이다.
이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며 이와 같은 변형된 실시예들은 본 발명의 첨부된 특허청구의 범위안에 속한다 해야 할 것이다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 서지 압소버는 절연성 스페이서를 내열성이 우수한 세라믹 또는 글래스로 형성시키고, 캡전극의 표면에 전기 전도도가 매우 우수한 골드 레이어를 형성시킴에 따라, 서지 압소버의 내열성 및 전기 전도도를 향상시킬 수 있고, 가스에 의해 전극이 부식되는 것을 방지할 수 있으며, 방전시 열충격에 의해 스페이서가 파손되는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 서지 압소버의 방전시간을 최소로 유지시킬 수 있음은 물론 순간 피크 전압값 또한 최소로 유지시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 서지 압소버는 캡전극 사이에 스페이서와 전극판을 교번적으로 개재시켜 다수의 밀폐공간을 형성함에 따라, 서지 압소버에서의 전체 방전 에너지가 상기 밀폐공간의 수만큼 분할되어 각 밀폐공간에서의 방전 에너지가감소되므로, 서지 압소버의 내전압, 내열성, 수명등과 같은 특성을 향상시킬 수 있다.

Claims (6)

  1. 양단이 개구된 튜브와,
    상기 튜브의 양단에 삽입되어 가스가 존재하는 밀폐공간을 형성하고 그 선단부에는 캡전극이 형성된 한 쌍의 금속 플러그 및,
    상기 밀폐공간에 개재된 절연성 스페이서를 포함하며,
    상기 캡전극의 표면에는 골드 레이어가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 서지 압소버.
  2. 양단이 개구된 튜브와,
    상기 튜브의 양단에 삽입되고 그 선단부에는 캡전극이 각각 형성된 한 쌍의 금속 플러그와,
    상기 캡전극 사이에 개재되어 가스가 존재하는 다수의 밀폐공간을 형성하는 하나 이상의 전극판 및,
    상기 다수의 밀폐공간에 각각 개재된 다수의 절연성 스페이서를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 서지 압소버.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 캡전극 및 전극판의 표면에는 골드 레이어가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 서지 압소버.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연성 스페이서는, 한 쌍의 실리콘 기판 및,
    상기 한 쌍의 실리콘 기판 사이에 채워진 절연성 충진물로 이루어진 특징으로 하는 서지 압소버.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 절연성 충진물은 세라믹 또는 글래스 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 서지 압소버.
  6. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 절연성 스페이서는, 세라믹 또는 글래스 중 어느 하나로 형성된 구체인 것을 특징으로 하는 서지 압소버.
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