KR100811416B1

KR100811416B1 - Fuse

Info

Publication number: KR100811416B1
Application number: KR1020070061986A
Authority: KR
Inventors: 김석철; 이대열; 최승길
Original assignee: 중원전기 주식회사
Priority date: 2007-06-25
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2008-03-07

Abstract

A back up current limiting fuse with a temperature sensing wire is provided to resume electricity supply promptly and to prevent explosion and a fire of a distributing board by rapidly blocking a second accident due to heat of the fuse. A back up current limiting fuse includes a silica sand(2) and an element(4) inside a sealed porcelain tube(1). On a side of the fuse, a striker wire(9) is connected to a spring(7). A striker pin(8) is attached to an end of the spring. A temperature sensing wire(6) is connected between the striker wire and the spring. The temperature sensing wire is the same as a bimetal and is melt and cut at a predetermined temperature.

Description

Backup current-limiting fuse with temperature sensing wire

도1은 본 발명에 따른 한류형 휴즈의 단면도.1 is a cross-sectional view of a current-type fuse according to the present invention.

도2는 한류형 휴즈의 동작 특성을 설명한 그래프이다.2 is a graph illustrating the operating characteristics of the current-limiting fuse.

* 도면 부호에 대한 설명* Description of reference numerals

1 : 절연애자(porcelain tube) 2 : 규사(SiO2) 1: porcelain tube 2: silica sand (SiO 2)

3 : 코어(core) 4 : 엘리먼트(element) 3: core 4: element

5 : 메탈 튜브(upper metal tube) 5: upper metal tube

6 : 온도감지 와이어 7 : 스프링(spring) 6: temperature sensing wire 7: spring

8 : 스트라이커 핀(striker pin) 8: Striker pin

9 : 스트라이커 와이어(striker wire) 9: Striker wire

본 발명은 전기, 전자기기에 부착되어 과전류에 의한 전기, 전자기기의 파손을 방지하는 휴즈에 관한 것으로, 보다 자세하게는 한류(限流:current limit)형 휴즈에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuse attached to an electric and electronic device to prevent damage of the electric or electronic device due to overcurrent, and more particularly to a current limit fuse.

원래, 한류형 휴즈란 단락보호용 휴즈로서, 밀봉된 절연통안에 휴즈와 함께 소호제 역할을 하는 규사를 넣어서 단락전류의 최고치까지 흐르지 못하도록 전류를 강제적으로 제한(한류)시켜 차단하는 휴즈를 말한다.Originally, a current-limiting fuse is a short-circuit-fuse fuse, which is a fuse which encloses a silica sand which acts as an anti-foaming agent together with a fuse in a sealed insulating cylinder and forcibly restricts (limits) the current so as not to flow to the maximum value of the short-circuit current.

즉, 과전류가 흐를 경우, 발열에 의하여 휴즈 일측에 설치된 스트라이커 핀 이 녹아 끊어지면서 스프링을 릴리즈(release)시키고, 상기 릴리즈된 스프링에 의하여 스트라이커 핀(striker pin)이 동작되면서 부하 개폐기(load break switch) 또는 유사기기 (차단기 등)를 개방, 사고를 미연에 방지하게 된다.That is, when an overcurrent flows, the striker pin installed on one side of the fuse melts and releases the spring by releasing heat, and the striker pin is operated by the released spring, thereby causing a load break switch. Or similar devices (breakers, etc.) are opened to prevent accidents.

한편, 본 발명이 적용되는 7.2/15/24 kV (또는 25.8 kV) 배전급 한류형 휴즈는 일반적으로 콤비네이션 타입(combination type) 부하개폐기 및 가스절연스위치기어(GIS : gas insulated switchgear), 축소형 팩키지 패널(package panel)에 부하개폐기와 콤비네이션으로 사용되고, 단독으로 사용 시 휴즈 베이스 홀더(fuse base holder)에 장착되어 사용된다.Meanwhile, the 7.2 / 15/24 kV (or 25.8 kV) distribution type current-limiting fuse to which the present invention is applied generally includes a combination type load switch and a gas insulated switchgear (GIS) and a reduced package. It is used as a load switch and combination in a package panel, and when used alone, it is mounted on a fuse base holder.

상기에 있어, 정격사항은 제조사별로 조금씩 다르나 일반적으로 정격전류 (In)는 1/2/6.3/10/16/20//25/31.5/40/50/63/80/100/125/160/200 A 이다.In the above, the ratings vary slightly by manufacturer, but in general, the rated current (In) is 1/2 / 6.3 / 10/16/20 // 25 / 31.5 / 40/50/63/80/100/125/160 / 200 A.

정격차단전류는 20kA 25 kA31.5kA 40 kA 50 KA 등이 있으며, 최소 차단전류는 정격전류(In)의 2배에서 6배 정도가 일반적이다.The rated breaking current is 20kA 25 kA31.5kA 40 kA 50 KA, and the minimum breaking current is generally 2 to 6 times the rated current (In).

한편, 상기와 같은 국내외 한류형 휴즈는 최대 차단전류와 최소차단전류 사이의 사고전류에 대하여는 제조사와 관계없이 차단할 수 없는 구조로 되어 있다.On the other hand, the domestic and foreign current-type fuses as described above has a structure that can not be blocked regardless of the manufacturer for the accident current between the maximum breaking current and the minimum breaking current.

즉, 일반적인 백업(back-up)용 한류형 휴즈는 최대 사고 전류(maximum breaking current I1 )로부터 최소 차단전류(minimum breaking current Imin.)까지만 전류를 제한하여 차단할 수 있다. That is, the general current-type fuse for back-up can limit the current by limiting the current only from the maximum breaking current I1 to the minimum breaking current Imin.

이는 반대로 정격전류(In)과 최소차단전류(I min.) 사이의 사고전류는 차단할 수 없는 치명적인 결함이 있음을 의미하는 것이다.This means that the fault current between the rated current (In) and the minimum breaking current (I min.) Has a fatal defect that cannot be blocked.

즉, 종래의 휴즈는, 휴즈가 차단할 수 없는 영역의 사고 전류가 흘렀을 경우 휴즈 내부의 엘리먼트는 한부분 또는 일부분만을 융단 시켜 아크를 발생시키면서 전류를 통전 시키게 되고, 이때 휴즈는 극도로 뜨거워져서 결국은 폭발하거나 주변에 화재를 일으키게 되는 것이다..That is, in the conventional fuse, when an accident current flows in an area that the fuse cannot block, the element inside the fuse melts one or a part of the fuse to generate an arc, whereby the fuse is extremely hot, and eventually the fuse is extremely hot. Explosion or fire around.

따라서, 종래에는 이를 방지하고자 휴즈 발열 시 발열을 용이하게 휴즈 주변 절연물의 연면 거리를 증대시킨다거나, 휴즈 외부에 규사(SiO2)를 삽입하여 열을 발산 시키는 2차적인 설계를 구성하고 있으나, 이는 실질적인 방지책이라기 보다는 보완 정도의 수준에 불과한 것이라 할 수 밖에 없는 것이다.Therefore, in order to prevent this, conventionally, the secondary design for increasing the creepage distance of the insulation around the fuse to easily generate heat during the heat generation of the fuse, or dissipating heat by inserting silica sand (SiO 2) outside the fuse, is practical. Rather than preventive measures, it is only a level of complementary.

이에 본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 한류형 휴즈가 차단할 수 없는 영역의 사고전류가 흘렀을 경우 휴즈가 발열하여 온도가 증가한다는 특성을 이용한 것이다.Accordingly, the present invention has been invented to solve the above-mentioned conventional problems, and uses the characteristic that the fuse generates heat when the accident current flows in a region that the current-limit fuse cannot block.

즉 본 발명은 휴즈의 내부 일측에 온도 감지 와이어를 설치토록 함으로서, 휴즈가 차단할 수 없는 영역의 사고 전류가 흘렀을 경우, 휴즈가 극도로 뜨거워지기 전에 휴즈 내부에 설치한 상기 온도 감지 와이어가 미리 녹아 휴즈의 스트라이커 핀을 동작시키도록 함으로서, 사고를 미연에 방지토록 한 것이다.In other words, the present invention is to install a temperature sensing wire on one side of the fuse, when the accident current flows in the area that the fuse can not block, the temperature sensing wire installed inside the fuse before the fuse is extremely hot melt fuse By operating the striker pin, the accident is prevented.

밀봉된 절연애자(1) 내측에 규사(2)와 엘리먼트(4)를 내장하고, 그 일측에 스트라이커 와이어(9)를 스프링(7)에 연결하되, 상기 스프링(7) 단부에는 스트라이커 핀(8)이 부착되어 있는 한류형 휴즈에 있어서, 상기 스트라이커 와이어(9)와 스프링(7) 사이에 온도 감지 와이어(6)를 연결토록 한 것을 특징으로 한 것이다.Inside the sealed insulator 1, the silica sand 2 and the element 4 are embedded, and a striker wire 9 is connected to the spring 7 at one side thereof, and a striker pin 8 at the end of the spring 7. In the current-type fuse to which a) is attached, the temperature sensing wire 6 is connected between the striker wire 9 and the spring 7.

이상과 같은 구성을 갖는 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention having the above configuration in more detail as follows.

먼저 본 발명의 가장 큰 특징은, 휴즈의 내부 일측에 온도 감지 와이어(6)를 설치토록 함으로서, 휴즈가 차단할 수 없는 영역의 사고 전류가 흘렀을 경우, 휴즈가 극도로 뜨거워져서 폭발하기 전에 휴즈 내부에 설치한 상기 온도 감지 와이어(6)가 미리 녹아 휴즈의 스트라이커 핀(8)을 동작시키도록 함으로서, 사고를 미연에 방지토록 한 것이다.First of all, the biggest feature of the present invention is to install a temperature sensing wire 6 on one side of the fuse, so that when an accident current flows in a region that the fuse cannot block, the fuse is extremely hot and before the explosion occurs inside the fuse. The temperature sensing wire 6 is melted in advance to operate the striker pin 8 of the fuse, thereby preventing accidents.

상기에 있어, 온도 감지 와이어(6)는 바이메탈과 같은 것으로서, 일정한 온도로 올라가면 녹아서 절단되는 특징이 있는 것이다.In the above, the temperature sensing wire 6 is the same as bimetal, and is characterized by being melted and cut when raised to a constant temperature.

원래, 일반적인 휴즈의 통전 엘리먼트로는 순은이 사용되며 960℃에서 녹는 특성이 있다. 따라서, 이러한 고온 용융 특성으로 인해 작은 사고전류 시에는 엘리먼트가 녹아 절연을 회복하는데는 시간이 길어질 수밖에 없다. Originally, pure silver is used as a current-carrying element of a general fuse and has a characteristic of melting at 960 ° C. Therefore, due to such high temperature melting characteristics, the element melts at a small fault current, and it takes a long time to recover insulation.

한편, 휴즈 과열을 야기 시키는 원인은 다음과 같다.Meanwhile, the cause of the fuse overheating is as follows.

* 휴즈의 과부하Fuse overload

* 최소 전류 이하의 사고전류* Fault current below the minimum current

* 휴즈 정격 선정의 잘못으로 인한 작은 용량의 휴즈 선정* Select fuse with small capacity due to wrong selection of fuse rating

* 휴즈 홀더의 접속 및 설치 잘못* Incorrect connection and installation of fuse holder

* 휴즈가 설치 된 공간의 공기 조건* Air condition of the space where the fuse is installed

* 휴즈 주변의 발열원* Heat sources around the fuse

* 잦은 사고(돌입)전류로 인한 휴즈의 조기 열화* Premature deterioration of the fuse due to frequent inrush current

마지막 원인의 경우 5개의 엘리먼트 중 2∼3개가 녹았다면 저항은 증가하게 되는데 녹지 않은 엘리먼트에 부하가 집중하게 되어 열이 증가하게 된다. 그러므로 이러한 사고에 노출 된 휴즈는 피해 정도를 주의 깊게 조사하여야 하며 안전한가를 판단하여 사용하여야 한다.The last cause is that if two or three of the five elements are melted, the resistance will increase, but the load will concentrate on the unmelted element, increasing heat. Therefore, fuses exposed to such accidents should be carefully investigated for their damage and used to determine if they are safe.

실험실 시험에서 얻어진 것으로써 최대발열은 정격전류치의 1.5∼2배 전류 부하 시에 발생하게 된다. 이러한 경우 엘리먼트는 약 15∼25분 사이에서 융단된다. 이 전류값은 변압기 전부하의 약 4배의 값이다. 휴즈의 정격전류값은 모터 또는 변압기 전부하전류의 2∼2.5배 정도이다.As obtained from laboratory tests, maximum heat generation occurs at a current load of 1.5 to 2 times the rated current value. In this case the element is fused between about 15 and 25 minutes. This current value is about four times the full load of the transformer. The rated current value of the fuse is about 2 to 2.5 times the full load current of the motor or transformer.

만약 변압기가 50%이상 과부하로 사용되더라도 휴즈를 통과하게 될 전류값은 정격전류값의 1.5/2.5=0.6배(60%)이다. 이와 같이 다른 변수가 양호할 경우 변압기가 150%의 부하전류가 흐를 경우에는 휴즈가 과열되든지 온도보호시스템이 동작되든지 하여야 한다.If the transformer is used over 50%, the current value that will pass through the fuse is 1.5 / 2.5 = 0.6 times (60%) of the rated current value. If the other parameters are good, the transformer should be overheated or the thermal protection system operated when 150% of the load current flows.

한편, 일반적인 한류형 휴즈의 작동 상태를 살펴보면, 정상전류 일 때는 아무런 반응이 없지만 이상 전류가 흘러 휴즈가 과열 될 경우 스트라이커 핀(8) 방출을 제어하는 스트라이커 와이어(9)가 융단 되면서 스프링(7)이 릴리즈(release) 되어 스트라이커 핀(8)을 동작 시키게 되고, 이때 발생 된 힘은 다른 개폐기를 개방시키는 에너지원이 되는 것이다.On the other hand, looking at the operating state of the general current-type fuse, when there is no reaction in the normal current, but the abnormal current flows the fuser wire (9) for controlling the release of the striker pin (8) when the fuse overheats the spring (7) This release releases the striker pin 8, and the generated force is the energy source that opens the other switch.

그러나, 휴즈가 차단할 수 없는 영역의 사고 전류가 흘렀을 때에는, 휴즈 내부의 엘리먼트(4)는 한부분 또는 일부분만을 융단 시켜 아크를 발생시키면서 전류를 통전 시키게 되고, 이때 휴즈는 극도로 뜨거워지므로 인하여 결국 폭발하거나 주변에 화재를 일으키는 문제점이 발생하게 된다.However, when an accident current flows in an area where the fuse cannot be blocked, the element 4 inside the fuse melts one or a part of the fuse to energize the current while generating an arc. Or cause a fire in the vicinity.

그러나 본 발명은, 휴즈의 내부 일측에 온도 감지 와이어(6)를 설치토록 함으로서, 휴즈가 차단할 수 없는 영역의 사고 전류가 흘렀을 경우, 휴즈가 극도로 뜨거워져서 폭발하기 전에 휴즈 내부에 설치한 상기 온도 감지 와이어가 미리 녹아 휴즈의 스트라이커 핀을 동작시키도록 함으로서, 사고를 미연에 방지할 수가 있는 것이다.However, in the present invention, by installing the temperature sensing wire 6 on one side of the fuse, when the accident current flows in the area that the fuse cannot be blocked, the temperature installed inside the fuse before the fuse becomes extremely hot and explodes. The sense wire is melted in advance to actuate the fuser's striker pin, preventing accidents.

한편, 온도 감지 와이어가 설치된 본 발명 백업(back-up)용 한류형 휴즈의 모든 기능 및 설치 칫수는 IEC 및 DIN에서 정한 규격을 만족하면서 휴즈의 최대 발열 온도를 제한할 수 있도록 하였는바,On the other hand, all the functions and installation dimensions of the current-limiting fuse for the back-up of the present invention with a temperature sensing wire is installed so as to limit the maximum heating temperature of the fuse while satisfying the standards set by IEC and DIN.

예를 들어, 스트라이커 핀 측면의 온도가 100∼145℃에 이르게 되면 스트라이커 핀이 동작하여 부하개폐기(또는 유사기기)를 강제로 개방시키게 된다.For example, when the temperature of the side of the striker pin reaches 100 to 145 ° C, the striker pin is operated to forcibly open the load switch (or similar equipment).

이는 휴즈 스트라이커부의 온도가 주위온도 20℃ 일때 80∼125 K 상승했음을 의미하며, 이때 휴즈 절연애자(porcelain tube) 표면의 열은 240∼250 ℃에 이르게 되는바, 일반적으로 사용되는 절연애자는 약 400℃까지 내성이 있으며 과열로부터 휴즈를 완벽하게 보호할 수 있다.This means that the temperature of the fuse striker is increased from 80 to 125 K when the ambient temperature is 20 ° C. At this time, the heat on the surface of the fuse insulator tube reaches 240 to 250 ° C. It is resistant up to ℃ and can perfectly protect the fuse from overheating.

한편, 이러한 본 발명 휴즈는 모든 특성이 백업(back-up)용 휴즈와 동일한바, 그 동작특성에 대한 전형적인 T-C 그래프는 도2에서 확인할 수 있다.On the other hand, the fuse of the present invention is all the same as the back-up fuse, the typical T-C graph for its operation can be seen in Figure 2.

* 최소차단전류 Imin 보다 큰 전류에서는 휴즈는 안전하게 동작한다.• At currents above the minimum breaking current Imin, the fuse operates safely.

* 최소차단전전류 Imin 보다 작은 전류에서는 휴즈는 안전하지 않다.* A fuse is not safe at a current less than the minimum interruption current Imin.

* 열보호는 위험한 지역의 최대부분인 도2 ABC에서 동작한다.Thermal protection works in Figure 2 ABC, the largest part of the hazardous area.

* 정확한 동작 지점은 동작 조건에 의해 결정 되지만, 기존의 한류형 휴즈에 비하여 최적의 보호가 가능하게 된다.* The exact operating point is determined by the operating conditions, but the optimum protection is possible compared to the existing current-type fuses.

즉, 변압기의 전부하( 150% 부하인 경우도 포함) 값과 휴즈 정격전류값 사이에는 항상 적절한 거리가 있다.That is, there is always a suitable distance between the full load (including 150% load) value of the transformer and the fuse rated current value.

따라서, 만약 부적절한 동작조건으로 인한 과대 발열이 발생되었다면 본 발명 온도 감지 와이어가 동작 될 것이다.Therefore, if excessive heat is generated due to inappropriate operating conditions, the temperature sensing wire of the present invention will operate.

결론적으로 본 발명 휴즈가 동작 하게 될 원인은 위에 서술한 바와 같이 충분하게 긴 발열 상태가 지속 될 때에만 이루어져 잦은 차단으로 인한 수용가 단전의 위험이 전혀 없는 것이 또 다른 특징이다.In conclusion, the cause of the fuse of the present invention is made only when a sufficiently long heating state as described above is another feature that there is no risk of consumer interruption due to frequent blocking.

또한 본 발명의 휴즈에 있어, 온도 감지 와이어는 은선과는 별개로 동작하는 것으로, 온도 보호 기능 휴즈가 발열을 차단함으로써 자동적으로 작은 공간에 설치된 휴즈로 패널(panel) 공간의 온도를 제한할 수가 있는 것이다.In addition, in the fuse of the present invention, the temperature sensing wire operates separately from the hidden wire, and the temperature protection fuse can automatically limit the temperature of the panel space with the fuse installed in a small space by blocking the heat generation. will be.

본 발명의 휴즈는, 휴즈 발열로 인한 2차 사고를 신속하게 차단함으로서 수용가의 전기 공급을 신속하게 재개할 수 있게 하며, 특히 수배전반의 폭발 및 화재를 미연에 방지할 수 있게 하여 고가의 주변기기를 안전하게 보호할 수 있으며 전기 작업자의 인명 손실방지 및 폭발로 인한 건물 화재 예방의 효과도 있는 것이다. The fuse of the present invention, by quickly shutting off the secondary accidents caused by the heat generated by the fuse can quickly resume the supply of electricity to consumers, in particular to prevent explosion and fire of the switchboard in advance to secure expensive peripherals safely It also protects against the loss of life of electrical workers and prevents building fires due to explosions.

Claims

Inside the sealed insulator 1, the silica sand 2 and the element 4 are embedded, and a striker wire 9 is connected to the spring 7 at one side thereof, and a striker pin 8 at the end of the spring 7. The current-limiting fuse having a temperature sensing wire installed in the current-limiting fuse to which a temperature sensing wire (6) is connected between the striker wire (9) and the spring (7).

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