KR100479523B1 - 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈은, 모듈 구조체의 양측단부에 각각 설치되는 2개의 단자전극과, 그 단자전극 사이에 축방향으로 배열된 다수의 바리스터를 구비하는 피뢰기의 모듈에 있어서, 상기 2개의 단자전극중 일측 단자전극과 바리스터 사이에는 단자전극과 바리스터 간의 밀착성을 좋게 하기 위한 접시스프링과 오목디스크가 차례로 설치되고, 이와 같은 조립구조체는 브레이드 구조의 유리섬유로 전체적으로 감싸여지며, 유리섬유로 감싸여진 구조체의 몸체 외면에는 수지가 주입되어 경화 처리된다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 단자전극과 바리스터의 조립체를 브레이드 구조의 유리섬유로 감싸고, 그것에 다시 수지를 주입하여 경화시킨 구조로 되어 있어, 산화아연 바리스터가 과도한 책무에 의해 열화 또는 파손되어 피뢰기 내부에 지락전류가 흘렀을 경우에 내부의 압력을 충분히 외부로 방출시켜 폭발 및 비산되지 않도록 하는 한편 내부로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있으며, 그 결과 안전하고 장기적으로 신뢰성이 높은 피뢰기를 제공할 수 있다.

Description

브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈 및 그 제조방법{Module of polymer arrester using a braid and manufacturing method thereof}

본 발명은 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 산화아연 바리스터가 과도한 책무에 의해 열화 또는 파손되어 피뢰기 내부에 지락전류가 흘렀을 경우에 내부의 압력을 충분히 외부로 방출시켜 피뢰기 모듈이 폭발 및 비산되지 않도록 하는 한편, 모듈의 내부로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있는 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 피뢰기는 벼락 또는 회로의 개폐 등에 기인하는 과전압의 파고값이 어떤 값을 넘은 경우 방전에 의해 과전압을 제한하여 전기시설의 절연을 보호하고 또한 속류를 단시간에 차단해서 계통의 정상적인 상태를 와해시키지 않고, 원상으로 자동 복귀하는 기능을 갖는 장치를 말하는 것으로서, 피뢰기 모듈은 이러한 피뢰기의 성능을 발휘하게 하는 내부 구성요소이다.

도 1a 및 도 1b는 종래의 폴리머 피뢰기를 나타낸 것으로서, 도 1a는 폴리머 피뢰기의 전체적인 구조를 보여주는 도면이고, 도 1b는 도 1a의 피뢰기에서의 내압 절연실린더의 구조를 보여주는 도면이다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 종래의 피뢰기 모듈은 모듈 구조체의 양측단부에 각각 설치되는 2개의 단자전극(101a)(101b)과, 그 단자전극(101a)(101b) 사이에 축방향으로 배열된 다수의 바리스터(varistor)(102)와, 그 바리스터(102)를 내부에 수용하는 것으로, 몸체의 외면에는 다수의 방압용 개구부(103h)가 형성되어 있는 내압 절연실린더(103)로 구성되어 있다.

그런데, 이와 같은 종래 피뢰기 모듈은 산화아연 바리스터(102)가 책무를 초과하는 통전에 의해 파손되어, 피뢰기 내부에 지락 전류가 흘렀을 경우에는, 피뢰기 내부요소의 산화아연 바리스터(102)에 처음 흐르고 있던 전류가 아크에 의해 진전된다. 이때, 아크의 발생에 따라, 내압 절연실린더(103)의 내압이 상승하고, 방압용 개구부(103h)로부터 내압 절연실린더(103) 용기를 파열시켜 방압함으로써 피뢰기가 폭발하는 것을 방지하도록 되어 있다. 그러나, 이와 같이 제한된 위치에만 형성되어 있는 방압용 개구부(103h)에서는, 충분히 방압기능을 발휘할 수 없기 때문에 내압 절연실린더(103) 내부의 고압에 의해 단자전극(101a)(101b)이 빠져나가 바리스터(102) 또는 이의 파괴된 조각 등의 내부요소가 내압 절연실린더(103)로부터 튀어 나오거나 내압 절연실린더(103)가 파열될 가능성이 있다. 또한, 바리스터 (102)와 내압 절연실리더(103) 사이에 존재하는 공극 및 내압 절연실린더(103) 자체에 존재하는 기포에 의해 아크의 발생시 내압 절연실린더(103)에 작용하는 내압이 더욱 상승할 가능성이 있다. 또한 바리스터(102) 외부의 FRP(fiberglass reinforced plastics)에 존재하는 계면, 공극, 기포에 의해 바리스터(102)의 열화를 초래할 수 있는 수분 침투의 가능성이 높아 진다.

본 발명은 이상과 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 산화아연 바리스터가 과도한 책무에 의해 열화 또는 파손되어 피뢰기 내부에 지락전류가 흘렀을 경우에 내부의 압력을 충분히 외부로 방출시켜 피뢰기 모듈이 폭발 및 비산되지 않도록 하는 한편, 모듈의 내부로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있는 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈 및 그 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈은, 모듈 구조체의 양측단부에 각각 설치되는 2개의 단자전극과, 그 단자전극 사이에 축방향으로 배열된 다수의 바리스터를 구비하는 피뢰기의 모듈에 있어서,

상기 2개의 단자전극중 일측 단자전극과 바리스터 사이에는 단자전극과 바리스터 간의 밀착성을 좋게 하기 위한 접시스프링과 오목디스크가 차례로 설치되고, 상기 바리스터들 간의 연접 부위는 내열테이프로 테이핑 처리되며, 이와 같은 조립구조체는 브레이드 구조의 유리섬유로 전체적으로 감싸여지고, 상기 유리섬유로 감싸여진 구조체의 각 단자전극의 너클부에는 피뢰기 모듈의 내부 폭발에 의한 압력 상승으로 단자전극과 바리스터가 분리되는 것을 방지하기 위한 후프 와인딩이 각각 마련되며, 상기 유리섬유로 감싸여진 구조체의 몸체 외면에는 수지가 주입되어 경화처리된 점에 그 특징이 있다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈의 제조방법은,

그 양단에는 단자전극을 각각 두고, 단자전극 사이에는 다수의 바리스터를 배치하되, 일측 단자전극과 바리스터 사이에는 접시스프링과 오목디스크를 차례로 설치하고, 바리스터들 간의 연접 부위를 내열테이프로 테이핑 처리하는 단계;

상기 단자전극과 바리스터의 조립구조체의 몸체 외면을 브레이드 구조의 유리섬유로 감싸는 단계;

상기 브레이드 구조의 유리섬유로 감싸여진 구조체의 각 단자전극의 너클부에 각각 후프 와인딩처리하는 단계; 및

상기 후프 와인딩처리된 구조체의 몸체 외면에 수지를 주입하고 경화처리하는 단계를 포함하는 점에 그 특징이 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈의 제조방법에 따라 단자전극들 사이에 접시스프링과 오목디스크 및 바리스터를 일렬로 배열 조립한 상태를 보여주는 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈의 제조방법에 따라 그 양단에는 단자전극(201a)(201b)을 각각 두고, 그 단자전극 (201a)(201b) 사이에는 다수의 바리스터(202a∼202d)를 배치하되, 일측 단자전극 (201a)과 바리스터(202a) 사이에는 단자전극(201a)과 바리스터(202a) 간의 밀착성을 좋게 하기 위하여 도 3 및 도 4에 각각 도시된 바와 같은 접시스프링(210)과 오목디스크(220)를 차례로 설치한다. 그리고, 바람직하게는 상기 바리스터들(202a∼ 202d) 간의 연접부위를 내열테이프(230)로 테이핑 처리한다. 여기서, 이와 같이 내열테이프(230)로 테이핑 처리함으로써 바리스터들(202a∼202d)의 배열 및 조립이 용이해진다.

이렇게 하여 단자전극(201a)(201b)과 바리스터(202a∼202d)의 조립이 완료되면, 그 조립구조체의 몸체 외면을 도 5에 도시된 바와 같은 브레이드 구조의 유리섬유(240)로 도 6에서와 같이 전체적으로 감싼다. 여기서, 단위 유리섬유와 유리섬유 사이의 방압개소(간격)는 1∼10mm의 크기로 유지하는 것이 바람직하다. 이러한 방압개소는 상대적으로 기계적 강도가 약한 수지만 존재하는 부분으로서 산화아연 바리스터(202a∼202d)가 과도한 책무에 의해 열화 또는 파손되어 피뢰기 모듈 내부에 지락전류가 흘렀을 경우에 내부의 압력을 충분히 밖으로 방출시켜 피뢰기가 폭발 및 비산되지 않도록 하는 작용을 한다.

브레이드 구조의 유리섬유(240)에 의한 감싸기 작업의 완료 후, 바람직하게는 그 유리섬유(240)로 감싸여진 구조체의 단자전극(201a)(201b)의 너클부에 후프 와인딩(250) 처리를 한다. 여기서, 이와 같이 후프 와인딩(250) 처리를 하는 것은 피뢰기 모듈의 내부 폭발에 의한 압력 상승으로 단자전극과 바리스터가 분리되는 것을 방지하기 위한 것이다. 이때, 이 후프 와인딩(250)의 재료로는 유리섬유가 사용될 수 있다.

이상에 의해 후프 와인딩처리까지 완료되면, 그 후프 와인딩처리된 구조체의 몸체 외면에 수지를 주입하고 경화처리한다. 즉, 후프 와인딩처리된 구조체를 도 7에 도시된 바와 같이, 금형(260)에 장착하여 고정하고, 진공 상태에서 수지를 주입한 후 경화처리하는 것이다. 이와 같이 진공 상태에서 수지 주입이 이루어지므로, 피뢰기 모듈 내부에 공기 또는 기포가 존재하지 않게 되며, 이에 따라 아크가 발생할 때 내압이 상승하는 것을 억제하게 되고, 탁월한 기밀 및 내수 성능을 가지게 된다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 따른 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈은 단자전극과 바리스터의 조립체를 브레이드 구조의 유리섬유로 감싸고, 그것에 다시 수지를 주입하여 경화시킨 구조로 되어 있어, 산화아연 바리스터가 과도한 책무에 의해 열화 또는 파손되어 피뢰기 내부에 지락전류가 흘렀을 경우에 내부의 압력을 충분히 외부로 방출시켜 폭발 및 비산되지 않도록 하는 한편 내부로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있으며, 그 결과 안전하고 장기적으로 신뢰성이 높은 피뢰기를 제공할 수 있다.

그리고, 피뢰기 모듈의 제작에 있어서 내열테이프로 바리스터를 고정하므로 바리스터의 배열 및 조립이 용이하다.

또한, 모듈 구조체가 금형에 장착된 상태에서 금형에 진공이 걸리고 레진 트랜스퍼 몰딩에 의하여 수지가 주입되므로, 내부에 공기 또는 기포가 존재하지 않아 기밀 및 내수성능이 우수하다.

또한, 모듈의 기계적인 물성에 손상을 주지 않고 수 mm 간격으로 균일하게 분포된 수 많은 방압 개소가 존재하므로, 방압 성능이 탁월하다.

도 1a는 종래의 폴리머 피뢰기의 전체적인 구조를 보여주는 도면.

도 1b는 도 1a의 피뢰기에서의 내압 절연실린더의 구조를 보여주는 도면.

도 2는 본 발명에 따른 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈의 제조방법에 따라 단자전극들 사이에 접시스프링과 오목디스크 및 바리스터를 일렬로 배열 조립한 상태를 보여주는 도면.

도 3은 본 발명에 따른 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈의 단자전극에 조립되는 접시스프링의 구조를 보여주는 도면.

도 4는 본 발명에 따른 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈의 단자전극에 조립되는 오목디스크의 구조를 보여주는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈에 채용되는 브레이드 구조의 유리섬유를 보여주는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈의 제조방법에 따라 단자전극과 바리스터의 조립체 외면에 유리섬유를 브레이드 구조로 직조하여 감싼 후, 단자전극의 너클부에 후프 와인딩을 각각 한 상태를 보여주는 도면.

도 7은 도 6의 모듈 구조체를 금형에 장착하여 진공상태에서 수지를 주입하여 경화시키는 과정을 보여주는 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

101a,101b,201a,201b...단자전극 102,202a∼202d...바리스터

103...내압 절연실린더 103h...개구부

210...접시스프링 220...오목디스크

230...내열테이프 240...브레이드 구조의 유리섬유

250...후프 와인딩 260...금형

Claims (4)

1. 모듈 구조체의 양측단부에 각각 설치되는 2개의 단자전극과, 그 단자전극 사이에 축방향으로 배열된 다수의 바리스터를 구비하는 피뢰기의 모듈에 있어서,

   상기 2개의 단자전극중 일측 단자전극과 바리스터 사이에는 단자전극과 바리스터 간의 밀착성을 좋게 하기 위한 접시스프링과 오목디스크가 차례로 설치되고,상기 바리스터들 간의 연접 부위는 내열테이프로 테이핑 처리되며, 이와 같은 조립구조체는 브레이드 구조의 유리섬유로 전체적으로 감싸여지고, 상기 유리섬유로 감싸여진 구조체의 각 단자전극의 너클부에는 피뢰기 모듈의 내부 폭발에 의한 압력 상승으로 단자전극과 바리스터가 분리되는 것을 방지하기 위한 후프 와인딩이 각각 마련되며, 상기 유리섬유로 감싸여진 구조체의 몸체 외면에는 수지가 주입되어 경화처리된 것을 특징으로 하는 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈.
2. 삭제
3. 삭제
4. 그 양단에는 단자전극을 각각 두고, 단자전극 사이에는 다수의 바리스터를 배치하되, 일측 단자전극과 바리스터 사이에는 접시스프링과 오목디스크를 차례로 설치하고, 바리스터들 간의 연접 부위를 내열테이프로 테이핑 처리하는 단계;

   상기 단자전극과 바리스터의 조립구조체의 몸체 외면을 브레이드 구조의 유리섬유로 감싸는 단계;

   상기 브레이드 구조의 유리섬유로 감싸여진 구조체의 각 단자전극의 너클부에 각각 후프 와인딩처리하는 단계; 및

   상기 후프 와인딩처리된 구조체의 몸체 외면에 수지를 주입하고 경화처리하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 브레이드를 이용한 폴리머 피뢰기의 모듈의 제조방법.