KR101068258B1 - 피뢰기 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

피뢰기는 산화아연을 포함하는 특성소자, 특성소자의 양단에 연결되는 내부 전극, 특성 소자와 내부 전극을 수납하는 파이프, 파이프의 내부 공극을 충진하는 컴파운드 및 파이프를 수납하여 파이프와 밀착되는 하우징을 포함한다.
피뢰기, 파이프, 컴파운드, 하우징

Description

피뢰기 및 그 제조 방법{SURGE ARRESTER AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 피뢰기 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 내부 기밀 유지가 향상되는 피뢰기 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
피뢰기는 송전, 배전, 발전소, 변전소 및 전차선로에서 낙뢰 또는 회로 개폐에 의한 서지(Surge) 전압과 같은 일시적인 과전압을 제한함으로써, 전력 기기의 절연 파괴나 전기 및 전자 기기의 파손 및 수명 단축을 방지하는 보조 장치이다.
배전 선로에 사용되는 피뢰기는 절연체로 구성된 피뢰기 모듈과 피뢰기 모듈을 감싸는 하우징을 포함한다. 피뢰기 모듈은 비직선성이 우수한 산화아연소자를 적용하여 무공극 방전을 수행한다. 하우징은 자기(Porcelain) 또는 폴리머로 형성된다.
자기 하우징을 갖는 피뢰기는 자기 하우징이 열팽창 계수의 차이, 반복적인 냉열과 아크열에 의한 기계적 피로에 의해 균열과 침식이 발생한다. 이에 따라, 수분 유입으로 습기가 축적 및 응축되어 피뢰기 내부에서 섬락이 발생하여 피뢰기의 관통 파괴가 발생할 수 있다.
폴리머 하우징을 갖는 피뢰기는 하우징의 내부에 수납되는 피뢰기 모듈을 유리 섬유와 에폭시로 감싸 피뢰기의 연면 방전을 유발하고, 피뢰기 모듈의 표면 거칠기로 인해 하우징 성형시 공극을 발생시켜 기밀 유지가 어렵다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 피뢰기의 내부를 구성하는 특성 소자와 하우징의 기밀 유지 특성이 향상되고, 연면방전이 방지되는 피뢰기를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 피뢰기를 제조하기 위한 피뢰기의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상술된 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기는 산화아연을 포함하는 특성소자, 상기 특성소자의 양단에 연결되는 내부 전극, 상기 특성 소자와 상기 내부 전극을 수납하는 파이프, 상기 파이프의 내부 공극을 충진하는 컴파운드 및 상기 파이프를 수납하여 상기 파이프와 밀착되는 하우징을 포함한다.
상술된 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기의 제조 방법은 산화아연을 포함하는 특성 소자와, 상기 특성소자의 양단에 연결되는 내 부 전극을 파이프의 내부에 수납하여 피뢰기 모듈을 형성하는 단계, 상기 파이프의 내부 공극을 컴파운드로 충진하는 단계, 상기 피뢰기 모듈을 감싸도록 하우징을 형성하는 단계 및 상기 하우징의 양단에 리드선 단자를 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기는 내부의 기밀을 도모하여 강화된 내섬락 특성을 갖고, 취급 운반이 용이하며, 내부 및 외부의 충격으로부터 보호가 가능한 기밀을 유지할 수 있다. 또한, 피뢰기는 내부 섬락시 폭발에 의한 부품의 비산 가능성을 감소시켜 2차적 피해를 최소화하고, 운반 또는 작업 중에 발생하는 충격에 대해 유연성과 내충격 특성이 강화되어 안정성을 확보할 수 있다. 또한, 피뢰기는 고장으로 인한 배전 계통의 선로 고장을 미연에 방지하며, 설비의 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기의 제조 방법은 피뢰기의 제조 공정이 간단해지고, 균일한 품질을 갖는 피뢰기를 제조할 수 있으며, 제조 시간이 단축되어 피뢰기의 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기의 제조 방법은 피뢰기의 내부 섬락 시 폭발에 의한 부품의 비산 가능성을 방지하여 2차적 피해를 최소화하고, 운반 및 작업 중 발생하는 충격에 대해 유연성과 내충격 특성이 강화되는 피뢰기를 제조할 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 피뢰기 및 그 제조 방법의 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생 략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기(100)는 피뢰기 모듈(110), 하우징(160) 및 리드선 단자(170)를 포함한다.
피뢰기 모듈(110)은 적어도 하나의 특성 소자(120), 내부 전극(130), 파이프(140) 및 컴파운드(150)를 포함한다.
특성 소자(120)는 산화아연(ZnO)을 포함하여 형성된다. 특성 소자(120)는 하우징(160)의 길이 방향으로 복수개가 서로 연결될 수 있다. 특성 소자(120)는 보통은 절연 상태면서 과전압 진입 시에는 저항치가 낮아져 과전압 소멸 후에는 다시 원래의 절연 상태로 복귀하는 비선형 특성을 갖는다. 이러한 특성 소자(120)는 원판형 또는 원주상 형상을 갖지만 이에 한정되지 않는다.
내부 전극(130)은 알루미늄을 포함하여 일면이 특성 소자(120)에 접촉된다. 내부 전극(130)은 타면에 리드선 단자(170)와 연결되도록 결합홈(미도시)을 포함할 수 있다.
파이프(140)는 폴리이미드(polyimide) 등의 내열성을 갖는 고분자 절연 물질을 포함하여 하우징(160)의 길이 방향으로 형성된다. 파이프(140)는 특성 소자(120) 및 내부 전극(130)를 수납하여 피뢰기 모듈(110)을 형성한다. 파이프(140)는 외부의 영향으로부터 특성 소자(120)를 보호함으로써 피뢰기(100)의 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 파이프(140)는 특성 소자(120)를 보호하기 위한 유리 섬 유의 와인딩 공정을 대체할 수 있다. 파이프(140)는 하우징(160)과 밀착되어 하우징(160)의 내부 기밀 유지를 위해 매끄러운 표면을 갖는다. 예를 들어, 파이프(140)는 하우징(160)과 밀착되는 외면이 낮은 표면 조도를 갖는다. 파이프(140)는 특성 소자(120)와 내부 전극(130)의 기밀 유지가 가능하여 피뢰기 모듈(110)의 내구성을 향상시킨다. 파이프(140)는 내습 특성이 우수하고, 경량화 및 소형화가 가능하며, 안정성이 우수하다.
컴파운드(150)는 실리콘 등의 내열성 물질을 포함하고, 파이프(140)의 내부 공극을 충진한다. 예를 들어, 컴파운드(150)는 특성 소자(120)와 파이프(140) 사이의 빈 공간 및 특성 소자(120)와 내부 전극(130) 사이의 빈 공간에 충진된다. 컴파운드(150)는 특성 소자(120)와 파이프(140) 사이에 주입되어 파이프(140) 내부의 빈 공간을 제거한다. 여기서, 컴파운드(150)는 흡습 등에 의한 특성 소자(120)의 연면 방전의 발생을 방지하고, 특성 소자(120)의 비선형성 특성을 확보한다.
하우징(160)은 고분자 물질을 포함하여 피뢰기 모듈(110)의 길이 방향으로 연장된다. 하우징(160)은 피뢰기 모듈(110)과 밀착하여 피뢰기 모듈(110)을 수납한다. 하우징(160)은 접착제(155)에 의해 내면이 파이프(140)의 외면과 밀착된다. 파이프(140)와 접착제(155)로 접착된 하우징(160)은 내부 기밀을 유지할 수 있다. 하우징(160)은 측면에 내오선 특성 형상을 위하여 연면누설 거리를 최대한으로 연장하고, 연면섬락을 방지하기 위해 충분한 누설거리를 활보할 수 있도록 복수의 갓이 배치된다.
리드선 단자(170)는 하우징(160)의 양단에 결합되어 내부 전극(130)에 전기 적으로 연결된다. 리드선 단자(170)는 피뢰기 모듈(110)과 외부 장치를 전기적으로 연결한다. 예를 들어, 리드선 단자(170)는 내부 전극(130)과, 고압 및 특고압 가공선 선로에서 주상 변압기의 1차측에 연결되는 전선을 연결할 수 있다.
여기서, 리드선 단자(170) 각각은 내부 전극(130)에 직접 연결됨으로써 내부의 방전을 차단한다. 또한, 리드선 단자(170)는 하우징(160)과 일체로 결합되어 하우징(160) 내부의 빈 공간을 제거함으로써 하우징(160) 내부의 흡습 발생을 방지할 수 있다. 이를 위해, 리드선 단자(170)는 내부 전극(130)에 압착되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기는 내부의 기밀을 도모하여 강화된 내섬락 특성을 갖고, 취급 운반이 용이하며, 내부 및 외부의 충격으로부터 보호가 가능한 기밀을 유지할 수 있다. 또한, 피뢰기는 내부 섬락시 폭발에 의한 부품의 비산 가능성을 감소시켜 2차적 피해를 최소화하고, 운반 또는 작업 중에 발생하는 충격에 대해 유연성과 내충격 특성이 강화되어 안정성을 확보할 수 있다. 따라서, 피뢰기는 고장으로 인한 배전 계통의 선로 고장을 미연에 방지하며, 설비의 안정성을 확보할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
여기서는 도 1과 도 2를 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기의 제조 방법을 설명한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기의 제조 방법은 피뢰기 모듈(110)을 형성하는 단계(S10), 피뢰기 모듈(110)의 내부 공극을 컴파운드(150)로 충진하는 단계(S20), 하우징(160)을 형성하는 단계(S30) 및 리드선 단자(170)를 형성하는 단계(S40)를 포함한다.
단계 S10에서 산화아연을 포함하는 적어도 하나의 특성 소자(120)와 특성 소자(120)의 양단에 연결되는 내부 전극(130)을 파이프(140)의 내부에 수납하여 피뢰기 모듈(110)을 형성한다. 여기서, 파이프(140)는 특성 소자(120)를 보호하기 위한 유리 섬유의 와인딩 공정을 대체할 수 있다. 파이프(140)는 내열성 고분자 절연 물질을 포함하고, 내부에 특성 소자(120)와 내부 전극(130)을 수납하기 위한 공간이 형성된다. 또한, 파이프(140)는 매끄러운 표면을 갖는다. 파이프(140)는 특성 소자(120)와 내부 전극(130)의 기밀 유지가 가능하여 피뢰기 모듈(110)의 내구성을 향상시킨다. 파이프(140)는 내습 특성이 우수하고, 경량화 및 소형화가 가능하며, 안정성이 우수하다.
한편, 특성 소자(120)는 복수개를 파이프(140)의 길이 방향으로 배열하여 서로 연결할 수 있다. 내부 전극(130)은 특성 소자(120)의 양단부에 일정 이상의 압력을 가하여 결합시킬 수 있다.
단계 S20에서 파이프(140)의 내부 공극을 컴파운드(150)로 충진한다. 예를 들어, 파이프(140)와 특성 소자(120) 사이의 공극 및 특성 소자(120)와 내부 전극(130) 사이의 공극을 컴파운드(150)로 충진한다. 컴파운드(150)는 파이프(140)와 특성 소자(120) 및 내부 전극(130) 사이의 빈 공간을 제거하여 피뢰기 모듈(110)의 기밀을 유지시킨다. 여기서, 컴파운드(150)는 실리콘 등의 내열성 물질을 포함할 수 있다.
단계 S30에서 피뢰기 모듈(110)을 수납하는 하우징(160)을 형성한다. 이때, 하우징(160)은 파이프(140)의 외면에 접착제(155)를 바르고 사출 성형 방법으로 형성할 수 있다. 이를 위해, 상기 피뢰기 모듈(110)의 외면에 접착제(155)를 도포하여 사출 성형 금형에 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
여기서, 하우징(160)의 내면은 접착제(155)가 도포되어 매끄러운 계면을 갖는 파이프(140)의 외면과 완전히 밀착되어 하우징(160)의 내부 기밀을 유지하고, 피뢰기 모듈(110)의 흡습 문제를 해소할 수 있다.
단계 S40에서 하우징(160)의 상부 및 하부에 리드선 단자(170)를 형성한다. 리드선 단자(170)는 하우징(160) 내부의 빈 공간을 제거하도록 하우징(160)과 일체로 결합된다. 이를 위해, 리드선 단자(170)는 내부 전극(130)에 압착되어 형성될 수 있다. 또한, 구리를 포함하는 리드선 단자(170)는 알루미늄을 포함하는 내부 전극(130)과의 이질 금속에 의한 전식을 방지하기 위해 주석으로 도금 처리하여 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기의 제조 방법은 피뢰기의 제조 공정이 간단해지고, 균일한 품질을 갖는 피뢰기를 제조할 수 있으며, 제조 시간이 단축되어 피뢰기의 제조 비용을 절감할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기의 제조 방법은 피뢰기의 내부 섬락 시 폭발에 의한 부품의 비산 가능성을 방지하여 2차적 피해를 최소화하고, 운반 및 작업 중 발생하는 충격에 대해 유연성과 내충격 특성이 강화되는 피뢰기를 제조할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 피뢰기의 제조 방법을 나타내는 도면이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
110: 피뢰기 모듈 120: 특성 소자
130: 내부 전극 140: 파이프
150: 컴파운드 160: 하우징
170: 리드선 단자

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 산화아연을 포함하는 특성 소자와, 상기 특성소자의 양단에 연결되는 내부 전극을 내열성 고분자 절연 물질로 이루어진 파이프의 내부에 수납하여 피뢰기 모듈을 형성하는 단계;
    실리콘을 포함하는 내열성 물질로 이루어진 컴파운드로 상기 파이프의 내부 공극을 충진하는 단계;
    상기 피뢰기 모듈을 감싸도록 하우징을 형성하는 단계; 및
    상기 하우징의 양단에 리드선 단자를 형성하는 단계를 포함하되,
    상기 하우징을 형성하는 단계는 매끄러운 계면을 갖는 상기 파이프의 외면과 상기 하우징이 밀착되어 상기 하우징의 내부 기밀을 유지하도록 상기 피뢰기 모듈의 외면에 접착제를 도포하여 사출 성형 금형에 배치하는 단계를 더 포함하고,
    상기 하우징의 양단에 리드선 단자를 형성하는 단계에서 상기 하우징 내부의 빈 공간을 제거하도록 상기 리드선 단자를 상기 내부 전극에 압착하여 상기 하우징과 일체로 결합하여 형성하는 것을 특징으로 하는 피뢰기의 제조 방법.
  5. 삭제
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