KR101168974B1 - The filter of high-altitude electromagnetic pulse - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 핵폭발 시 생성되는 고고도 전자기파 펄스를 방어용 쉘터에 인입되기 전의 파워라인 상에 위치되어 필터링시켜 낮은레벨의 전압으로 경감시킬 수 있는 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스 필터에 관한 것이다.
The present invention relates to a cut-off sequential attenuation-type high altitude electromagnetic pulse filter which can reduce the high level electromagnetic pulses generated during nuclear explosion to a low level voltage by filtering on the power line before entering the defensive shelter.
헴프(HEMP : High-Altitude Electromagnetic Pulse)란 고고도(지표로부터 수십 km부터 수백 km까지)에서 핵무기에 의한 폭발 시 생성되는 전자기파 펄스이다. High-Altitude Electromagnetic Pulse (HEMP) is an electromagnetic pulse generated by an explosion by nuclear weapons at high altitudes (from tens of kilometers to hundreds of kilometers).
폭발지점과 지면의 시설사이의 거리가 너무 멀기 때문에 폭발에 의한 전자기 폭풍이나 전자기파의 복사가 대기와 상호작용에 의해서 크게 감쇄된다. Because the distance between the point of explosion and the ground facility is too far away, the electromagnetic storms or radiation from the explosion are greatly attenuated by the interaction with the atmosphere.
그러나 고고도 전자기파 펄스는 효과적으로 대기 속을 전파해서 전자기파에 노출된 전기/전자 장비에 높은 전류와 전압을 유발하므로 회로구성 소자들에 피해를 주거나 오동작을 일으키게 된다. However, high-intensity electromagnetic pulses effectively propagate in the atmosphere, causing high currents and voltages in electrical and electronic equipment exposed to electromagnetic waves, causing damage or malfunctioning circuit components.
따라서 전기/전자 장비들이 전자기파에 노출된 상태에서 견디고 장비가 정상동작을 할 수 있게 하는 고고도 전자기파 펄스 보호가 절대적으로 필요하게 된다.Therefore, there is an absolute need for high-level electromagnetic pulse protection that allows electrical / electronic equipment to withstand exposure to electromagnetic waves and allow equipment to operate normally.
하지만, 이러한 고고도 전자기파 펄스로부터 전기/전자 장비를 보호하기 위한 필터 연구가 미비하고, 선진국 기술 이전 금지 등으로 인하여 고고도 전자기파 펄스 방지용 필터 개발이 전혀 이루어지지 않은 상태에서 수입에만 의존하고 있다.However, research on filters to protect electrical / electronic equipment from such high-frequency electromagnetic pulses is insufficient, and due to the prohibition of technology transfer of advanced countries, the development of high-frequency electromagnetic pulse prevention filter has not been made at all, and only relies on imports.
기존의 수입된 고고도 전자기파 펄스 필터는 고고도 전자기파 펄스에 대한 전처리과정과 후처리과정이 없어, 고고도 전자기파 펄스의 높은 레벨로 인해 필터의 내부 전자부품이 파괴되어 망가지는 문제점이 발생되었다.Existing imported high altitude electromagnetic pulse filter has no pretreatment and post-processing for high altitude electromagnetic pulses, and the high level of high altitude electromagnetic pulses destroys the internal electronic components of the filter.
따라서, 북한의 핵테러 위협으로부터 대비하기 위해서라도 하루빨리 고고도 전자기파 펄스 필터의 국내 개발이 시급한 실정이다.
Therefore, in order to prepare for North Korea's threat of nuclear terrorism, it is urgent that domestic development of high-frequency electromagnetic pulse filter is quick.
현재 고고도 전자기파 펄스의 감쇄특성을 활용하는 기술에 대해서는 일부 개시된 바 있으며, 그 구체적인 예로서, 대한민국등록특허 10-0785910(등록일자 2007.12.07) '정보 보안과 강한 펄스에 대한 전자파 차폐용 환기구', 대한민국등록특허 10-1000610(등록일자 2010.12.06) '기존 지하벙커의 ＥＭＰ 방호시설 및 그 시공방법', 대한민국등록특허 10-1033864(등록일자 2011.05.02) '이엠피 방호실 시공방법', 대한민국등록특허 10-1036816(등록일자 2011.05.18) '이엠피 방호실', 대한민국등록특허 10-1046167(등록일자 2011.06.28) '이엠피 방호실용 본체' 등이 개시된 바 있다.Currently, some techniques for utilizing the high attenuation characteristics of electromagnetic wave pulses have been disclosed. As a specific example, Korean Patent Registration No. 10-0785910 (Registration Date 2007.12.07) 'Information security and shielding vent for strong pulse' , Republic of Korea Patent No. 10-1000610 (Registration date 2010.12.06) 'EMP protection facility and existing construction method of existing underground bunker', Republic of Korea Patent No. 10-1033864 (Registration date 2011.05.02) 'Construction method of EMP protection room', Republic of Korea Patent No. 10-1036816 (Registration date 2011.05.18) 'MPP protection room', Republic of Korea Patent No. 10-1046167 (Registration date 2011.06.28) 'MPP body' has been disclosed.
그러나, 기존 등록특허들에 개시되어 있는 기술들은 모두 감쇄특성을 활용하는 기술이며 또한 방호시설에 편향되어 있어 본 발명에서 제시하고자 하는 Cut off, 감쇄, 센싱기술이 복합적으로 이루어진 고고도 전자기파 펄스 필터에 관한 기술과는 관련성이 거의 없다.
However, all of the technologies disclosed in the existing patents utilize attenuation characteristics and are also deflected in a protection facility, so that the cut-off, attenuation, and sensing techniques proposed by the present invention are combined with a high-frequency electromagnetic pulse filter. There is little connection with the technology.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는 HEMP 파워라인 필터부에 고고도 전자기파 펄스가 인입되기전에 HEMP 바이패스부, 지연인덕터부를 통해 시간지연과 그라운드로 바이패스시켜 HEMP 파워라인 필터부의 전자부품파괴를 방지할 수가 있고, HEMP 바이패스부, 지연인덕터부, HEMP 파워라인 필터부, 써지 프로텍터 디바이스부의 순서대로 순차적으로 고고도 전자기파 펄스 전압을 감쇄시킬 수 있어, 고고도 전자기파 펄스 전압의 빠른 고주파수에 대한 컷오프와 상대적으로 높은 전압레벨을 고정시킬 수 있고, 이로 인해 HEMP 방어용 쉘터로 전달되는 파워라인을 고고도 전자기파 펄스 전압으로부터 안전하게 보호할 수가 있는 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
In order to achieve the above object, in the present invention, the HEMP power line filter unit bypasses the high-definition electromagnetic wave pulse to the time delay and the ground through the HEMP bypass unit and the delay inductor unit, thereby preventing the electronic component destruction of the HEMP power line filter unit. High-frequency electromagnetic pulse voltage can be attenuated sequentially in the order of HEMP bypass section, delay inductor section, HEMP power line filter section, and surge protector device section. The purpose is to provide a cutoff and sequential attenuation type high altitude electromagnetic pulse filter which can fix a relatively high voltage level, thereby protecting the power line delivered to the HEMP defense shelter from high altitude electromagnetic pulse voltage. have.
상기의 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스 필터는 In order to achieve the above object, the cut-off sequential attenuation type high altitude electromagnetic wave pulse filter
핵폭발시 발생되는 1000~8000 A(암페어)의 고고도 전자기파 펄스를 HEMP 방어용 쉘터에 인입되기 전에 필터링시켜 낮은레벨의 전압으로 경감시키는 고고도 전자기파 펄스필터(1)로 이루어지고,It consists of a high altitude electromagnetic pulse filter (1) to filter the high-intensity electromagnetic pulses of 1000 ~ 8000 A (amps) generated during the nuclear explosion before being introduced into the HEMP defense shelter to reduce the voltage to a low level voltage.
상기 고고도 전자기파 펄스필터(1)는The high altitude electromagnetic
고고도 전자기파 펄스를 병렬형 바이패스회로를 통해 1차, 2차로 그라운드 접지시키는 HEMP 바이패스부(10)와,HEMP
고고도 전자기파 펄스를 200μH~1000μH 값으로 시간 지연시키는 지연인덕터부(20)와,A
지연인덕터부(20)의 후단쪽 동일선상에 위치되고, MOV(Metal of Varistor)의 고유커패시턴스를 이용하여 HEMP 바이패스부와 지연인덕터부로부터 전달되는 고고도 전자기파 펄스를 저역통과시켜 여과시키는 HEMP 파워라인 필터부(30)와,HEMP power, which is located on the same line as the rear end of the
HEMP 파워라인 필터부에서 저역통과시켜 여과하고 남은 써지를 차단하여 HEMP 방어용 쉘터 내부의 장비를 보호하는 써지 프로텍터 디바이스부(40)가 포함되어 구성됨으로서 이루어진다.
It consists of a surge
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에서는 시간지연과 그라운드로 바이패스시켜 HEMP 파워라인 필터부의 전자부품파괴를 방지할 수가 있어 전자부품의 소모를 줄일 수 있고, 지연인덕터부, HEMP 바이패스부, HEMP 파워라인 필터부, 써지 프로텍터 디바이스부의 순서대로 순차적으로 고고도 전자기파 펄스 전압을 감쇄시킬 수 있어, 고고도 전자기파 펄스 전압의 빠른 고주파수에 대한 컷오프와 상대적으로 높은 전압레벨을 고정시킬 수 있으며, 부피를 줄여 슬림하게 제작할 수 있고, HEMP 방어용 쉘터로 전달되는 고고도 전자기파 펄스 펄스를 기존에 비해 70% 필터링시킬 수 있는 좋은 효과가 있다.
As described above, in the present invention, by bypassing the time delay and the ground, it is possible to prevent the destruction of the electronic components of the HEMP power line filter unit, thereby reducing the consumption of the electronic components, the delay inductor unit, the HEMP bypass unit, and the HEMP power. High-frequency electromagnetic pulse voltage can be attenuated sequentially in the order of the line filter part and the surge protector device part, so that the cutoff and fast voltage level of the high-frequency electromagnetic pulse voltage can be fixed at high frequency, and the volume is slim. It can be manufactured in a good way, and it has a good effect of filtering 70% of high-altitude electromagnetic pulse pulses delivered to the HEMP defense shelter.
도 1은 본 발명에 따른 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스필터의 구성요소를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스필터의 평면상태의 외형을 도시한 평면도,
도 3은 본 발명에 따른 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스필터의 장면상태의 외형을 도시한 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 HEMP 바이패스부(20)의 구성요소를 도시한 회로도,
도 5는 본 발명에 따른 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스필터의 구성요소를 도시한 회로도,
도 6은 핵폭발시 발생되는 1000~8000 A(암페어)의 고고도 전자기파 펄스를 HEMP 방어용 쉘터에 인입되기 전에 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스필터(1)가 구성되어 필터링시켜 낮은레벨의 전압으로 경감시키는 것을 도시한 일실시예도,
도 7은 파워라인의 정상파형, HEMP 전도된 파형, 스파크 갭을 통하여 방전이 개시된 후 그라운드로 HEMP 전도를 바이패스시킬 때의 파형, 가스튜브형 스파크 갭으로 전력이 HEMP 센싱 및 전원차단, HEMP 방어용 쉘터 내의 UPS 동작될 때의 파형, HEMP 방어용 쉘터 내의 UPS 동작 후의 전원파형을 도시한 그래프.1 is a block diagram showing the components of a cut-off sequential attenuation type high altitude electromagnetic wave pulse filter according to the present invention,
Figure 2 is a plan view showing the outline of the planar state of the cut-off sequential attenuation type high altitude electromagnetic wave pulse filter according to the present invention,
Figure 3 is a front view showing the appearance of the scene state of the cut-off sequential attenuation type high altitude electromagnetic wave pulse filter according to the present invention,
4 is a circuit diagram showing the components of the
5 is a circuit diagram showing the components of the cut-off sequential attenuation-type high altitude electromagnetic wave pulse filter according to the present invention;
6 is a cut-off sequential attenuation-type high-intensity electromagnetic wave pulse filter (1) before filtering the high-intensity electromagnetic wave pulses of 1000 to 8000 A (amps) generated during the nuclear explosion into the HEMP defense shelter to filter the filter to a low level voltage. In one embodiment, showing alleviation,
Figure 7 shows the waveforms when the HEMP conduction is bypassed through the steady-state waveform, HEMP-conducted waveform of the power line, and spark gap to ground, HEMP sensing and power-off by the gas tube-type spark gap, HEMP defense shelter A graph showing waveforms when the UPS is in operation and power waveforms after the UPS in the HEMP defensive shelter.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 첨부하여 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스 필터의 구성요소를 도시한 구성도에 관한 것으로, 이는 핵폭발시 발생되는 1000~8000 A(암페어)의 고고도 전자기파 펄스를 HEMP 방어용 쉘터에 인입되기 전에 필터링시켜 낮은레벨의 전압으로 경감시키는 역할을 한다.1 is a block diagram showing the components of the cut-off sequential attenuation-type high-altitude electromagnetic wave pulse filter according to the present invention, which is a HEMP defense shelter for the 1000-8000 A (ampere) high-frequency electromagnetic pulse generated during nuclear explosion This filter reduces the voltage to a low level by filtering before being introduced into the circuit.
상기 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스필터(1)는 HEMP 바이패스부(10), 지연인덕터부(20), HEMP 파워라인 필터부(30), 써지 프로텍터 디바이스부(40)로 구성된다.
The cut-off sequential attenuation type high altitude electromagnetic
먼저, 본 발명에 따른 HEMP 바이패스부(10)에 관해 설명한다.First, the HEMP
상기 HEMP 바이패스부(10)는 고고도 전자기파 펄스를 병렬형 바이패스회로를 통해 1차, 2차로 그라운드 접지시키는 역할을 한다.The HEMP
이는 제1 스파크 갭(21), 제2스파크 갭(22),제3 스파크 갭(23), 제4 스파크 갭(24)이 병렬로 연결되어 구성된다. The first spark gap 21, the second spark gap 22, the third spark gap 23, and the fourth spark gap 24 are connected in parallel.
본 발명에 따른 HEMP 바이패스부(10)는 4개의 스파크 갭 이외에도 8개, 16개,32개, 64, 128개와 같이 상황에 따라 확장시켜 구성할 수가 있다.
In addition to the four spark gaps, the HEMP
상기 제1 스파크 갭(21), 제2스파크 갭(22),제3 스파크 갭(23), 제4 스파크 갭(24)은 수은과 아르곤가스가 충전된 진공방전관으로 형성되고, (+)전극과 (-)전극이 포함되어 구성된다.The first spark gap 21, the second spark gap 22, the third spark gap 23, and the fourth spark gap 24 are formed of a vacuum discharge tube filled with mercury and argon gas, and have a positive electrode. And (-) electrode is included.
즉, 진공방전관의 경우 방전을 개시하기전까지는 그라운드에 대해서 무한대의 저항을 갖는다.That is, in the case of a vacuum discharge tube, there is an infinite resistance to ground until the start of discharge.
그러나 일정 전압 이상의 전압이 가해지면 방전을 개시하게 되고 이때 커다란 전류가 흐른다. 이후 방전전압은 낮아지면서 방전을 유지하게 된다.However, when a voltage above a certain voltage is applied, the discharge starts and a large current flows. Since the discharge voltage is lowered to maintain the discharge.
즉, 고고도 전자기파 펄스에 의해서 정상파에 높은 전압이 유기되면 진공방전관이 개시되고, 이후 전류는 진공방전관 방향으로 흐르고(즉 개시 이후 초기 부하 임피던스가 0에 가까운 상태로 변함), 시스템쪽(지연인덕터부(20), HEMP 파워라인 필터부(30), 써지 프로텍터 디바이스부(40))으로는 전류가 흐르지 않게 된다.
That is, when a high voltage is induced to the stationary wave by the high-intensity electromagnetic wave pulse, the vacuum discharge tube is started, and then the current flows in the direction of the vacuum discharge tube (that is, after the start, the initial load impedance changes to near zero), and the system side (the delay inductor No current flows through the
이후 방전 개시후 상용전압에 의해서 진공방전관 쪽으로 속류가 흐르면서 "0" 전압 근처에 이르면 소호(방전 흐름이 끊김)되어 다시 무한대 저항이 되고, 전류는 시스템쪽으로 전환된다.After the start of discharge, the current flows toward the vacuum discharge tube by the commercial voltage, and reaches near zero voltage (discharge flow is interrupted), thereby becoming infinite resistance again, and the current is switched to the system.
이런 원리를 이용하여, 본 발명에서는 고고도 전자기파 펄스를 차단할 수 있도록 하는 고고도 전자기파 펄스 필터가 구성되는 것을 특징으로 한다.
Using this principle, the present invention is characterized in that a high-altitude electromagnetic wave pulse filter is configured to block high-altitude electromagnetic wave pulses.
상기 제1 스파크 갭(21)은 파워라인으로 전달된 고고도 전자기파 펄스를 1차 위상 부정합으로 제거하면서 감소시키는 역할을 한다.
The first spark gap 21 serves to reduce the high-altitude electromagnetic wave pulses transmitted to the power line while eliminating the first phase mismatch.
상기 제2 스파크 갭(12)은 제1 스파크 갭(11)을 통과한 고고도 전자기파 펄스를 2차 위상 부정합으로 제거하면서 감소시키는 역할을 한다.
The
상기 제3 스파크 갭(13)은 제2 스파크 갭(12)을 통과한 고고도 전자기파 펄스를 3차 위상 부정합으로 제거하면서 감소시키는 역할을 한다.
The
상기 제4 스파크 갭(14)은 제3 스파크 갭(13)을 통과한 고고도 전자기파 펄스를 4차 위상 부정합으로 제거하면서 감소시키는 역할을 한다.
The
다음으로, 본 발명에 따른 지연인덕터부(20)에 관해 설명한다.Next, the
상기 지연인덕터부(20)는 고고도 전자기파 펄스를 200μH~1000μH 값으로 시간 지연시키는 역할을 한다.The
이는 200μH~1000μH 값을 갖는 제1a 인덕터, 제2a 인덕터가 구성된다.
This constitutes a first inductor and a second inductor having a value of 200 μH to 1000 μH.
다음으로, 본 발명에 따른 HEMP 파워라인 필터부(30)에 관해 설명한다.Next, the HEMP power
상기 HEMP 파워라인 필터부(30)는 지연인덕터부(20)의 후단쪽 동일선상에 위치되고, 인덕터와 캐패시터 저항을이용하여 HEMP 바이패스부와 지연인덕터부로부터 전달되는 고고도 전자기파 펄스를 저역통과시켜 여과시키는 역할을 한다.The HEMP power
이는 도 에서 도시한 바와 같이, 제1 인덕터부(31), 제2 인덕터부(32), 제3 인덕터부(33), 제4 인덕터부(34)으로 구성된다.
As shown in FIG. 1, the first inductor unit 31, the second inductor unit 32, the third inductor unit 33, and the fourth inductor unit 34 are configured.
상기 제1 인덕터부(31)는 하우징의 인입부에 연결된 파워라인과 연결되어 인입되는 고고도 전자기파 펄스를 1차 전압강하시킨 후, 자기장 형태로 에너지를 저장시키는 역할을 한다.The first inductor unit 31 serves to store energy in the form of a magnetic field after the first voltage drop of the high-intensity electromagnetic wave pulse is connected to the power line connected to the inlet of the housing.
이는 제1 인덕터와 제1 캐패시터로 구성된다.
It consists of a first inductor and a first capacitor.
상기 제2 인덕터부(32)는 제1 인덕터부와 병렬로 연결되어, 제1 인덕터부를 통과한 고고도 전자기파 펄스를 2차 전압강하시킨 후, 자기장형태로 에너지를 저장시키는 역할을 한다.The second inductor unit 32 is connected in parallel with the first inductor unit, and serves to store energy in the form of a magnetic field after the secondary voltage drop of the high-intensity electromagnetic wave pulse passing through the first inductor unit.
이는 제2 인덕터와 제2 캐패시터로 구성된다.
It consists of a second inductor and a second capacitor.
상기 제3 인덕터부(33)는 하우징의 인입부에 연결된 파워라인의 또 따른 일측과 연결되어 인입되는 고고도 전자기파 펄스를 3차 전압강하시킨 후, 자기장 형태로 에너지를 저장시키는 역할을 한다.The third inductor unit 33 serves to store energy in the form of a magnetic field after the third high voltage drop of the high-intensity electromagnetic wave pulse is connected to the other side of the power line connected to the inlet of the housing.
이는 제3 인덕터와 제3 캐패시터로 구성된다.
It is composed of a third inductor and a third capacitor.
상기 제4 인덕터부(34)는 제3 인덕터부와 병렬로 연결되어, 제3 인덕터부를 통과한 고고도 전자기파 펄스를 4차 전압강하시킨 후, 자기장형태로 에너지를 저장시키는 역할을 한다.The fourth inductor 34 is connected in parallel with the third inductor, and serves to store energy in the form of a magnetic field after the fourth high voltage drop of the high intensity electromagnetic wave pulse passing through the third inductor.
이는 제4 인덕터와 제4 캐패시터로 구성된다.
It is composed of a fourth inductor and a fourth capacitor.
다음으로, 본 발명에 따른 써지 프로텍터 디바이스부(40)에 관해 설명한다.Next, the surge
상기 써지 프로텍터 디바이스부(40)는 HEMP 파워라인 필터부에서 저역통과시켜 여과하고 남은 써지를 차단하여 HEMP 방어용 쉘터 내부의 장비를 보호하는 역할을 한다.The
이는 병렬로 연결된 바리스타로 구성된다.
It consists of baristas connected in parallel.
또한, 본 발명에 따른 고고도 전자기파 펄스필터는 하우징이 포함되어 구성된다.
In addition, the high-altitude electromagnetic wave pulse filter according to the present invention comprises a housing.
상기 하우징은 HEMP 바이패스부, 지연인덕터부, HEMP 파워라인 필터부, 써지 프로텍터 디바이스부를 포함하여 고고도 전자기파 펄스로부터 차폐시켜 내부 기기를 보호하는 역할을 한다.The housing includes a HEMP bypass unit, a delay inductor unit, a HEMP power line filter unit, and a surge protector device unit to protect internal devices by shielding from high-intensity electromagnetic wave pulses.
상기 하우징은 차폐 기능을 갖는 고분자 복합재료는 ABS수지 45 ~ 75wt%와, 그래파이트(Graphite) 5 ~ 35wt%와, 카본블랙(Carbon black) 1 ~ 20wt%를 혼합하여 조성된 Cabon black/Graphite/ABS 복합재료로서,The housing of the polymer composite material having a shielding function is Cabon black / Graphite / ABS composed of 45 ~ 75wt% ABS resin, 5 ~ 35wt% Graphite, 1 ~ 20wt% Carbon black As a composite material,
상기 고분자 복합재료는,The polymer composite material,
ABS(Acrylonitrile butadiene styrene)수지를 80 ~ 85℃를 유지하는 오븐(oven)에 넣어 3 ~ 5시간을 유지하여 건조하는 단계와,ABS (Acrylonitrile butadiene styrene) resin in the oven (80) to maintain a temperature (80 ~ 85 ℃) and drying for 3 to 5 hours to maintain,
상기 ABS수지를 혼합기에서 200 ~ 250℃에서 40 ~ 60rpm의 회전수로 하여 녹이는 단계와,Melting the ABS resin in a mixer at a speed of 40 to 60 rpm at 200 to 250 ° C.,
상기 혼합기에 그래파이트(Graphite)를 넣어 5 ~ 10분간 혼합한 다음, 카본블랙(Carbon black)을 넣어 5 ~ 10분간 혼합하는 단계를 거쳐 제조되며,Graphite is added to the mixer and mixed for 5 to 10 minutes, and then carbon black is prepared by mixing for 5 to 10 minutes.
상기 고분자 복합재료를 이용한 제1 페라이트 비드와 제2 페라이트 비드의 제조는 상기 Cabon black/Graphite/ABS 복합재료를 220℃의 온도를 유지하는 몰드에 주입 후, 2 ~ 10분 후에 1.0 ~ 2.0MPa압력을 2 ~ 10분간 가하고, 압력을 제거하지 않은 상태에서 냉각시켜 제조된다.
Preparation of the first ferrite beads and the second ferrite beads using the polymer composite material is 1.0 ~ 2.0MPa pressure after 2 ~ 10 minutes after injecting the Cabon black / Graphite / ABS composite material into a mold maintaining the temperature of 220 ℃ It is prepared by adding 2 to 10 minutes and cooling without removing the pressure.
상기 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)수지는 아크릴로니트릴(Acrylonitrile), 부타디엔(Butadiene), 스티렌(Styrene)의 3성분으로 되어 있는 열가소성수지로서, 인장강도, 탄성계수, 내충격성, 내용제성, 내열성 등의 특성을 갖는다.The ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) resin is a thermoplastic resin consisting of three components of acrylonitrile, butadiene, and styrene, and includes tensile strength, elastic modulus, impact resistance, solvent resistance, heat resistance, and the like. Has characteristics.
본 발명에서 사용하는 ABS수지는 아크릴로니트릴(Acrylonitrile) 25 ~ 30wt%, 부타디엔(Butadiene) 25 ~ 30wt%, 스티렌(Styrene) 20 ~ 45wt%의 혼합으로 조성된 것으로서, 비중(SpecificGravity) 1.02 ~ 1.10인 비결정성의 ABS수지를 사용한다.ABS resin used in the present invention is composed of a mixture of acrylonitrile 25 ~ 30wt%, Butadiene 25 ~ 30wt%,
상기 ABS수지의 사용량이 45wt% 미만인 경우에는 Cabon black/Graphite/ABS 복합재료를 이용한 제품의 성형성이 떨어지고, 75wt%를 초과하게 되는 경우에는 상대적으로 그래파이트(Graphite)와 카본블랙(Carbon black)의 사용량이 줄어들어 전자파 차폐 효과가 떨어지는 문제가 있으므로, 상기 ABS수지의 사용량은 전체 Cabon black/Graphite/ABS 복합재료에 대해 45 ~ 75wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
When the amount of the ABS resin is less than 45wt%, the moldability of the product using the Cabon black / Graphite / ABS composite material is decreased, and when the amount of the ABS resin exceeds 75wt%, the graphite and carbon black are relatively Since the amount of use is reduced, there is a problem that the electromagnetic shielding effect is reduced, the amount of the ABS resin is preferably limited to the range of 45 ~ 75wt% relative to the total Cabon black / Graphite / ABS composite material.
상기 그래파이트(Graphite)는 탄소 성분으로 이루어진 것으로서, 결정은 대부분이 육방정계이고 벤젠고리처럼 육각형으로 연결되어 있다. 탄소원자는 전자가 평면상에서는 3개가 강한 공유결합을 하고, 남는 하나의 전자가 위나 아래층과 결합되어 있다. 육각판상 한 층의 높이는 3.40Å 이고, 육각형 고리 내에 가장 인접한 탄소간의 거리는 1.42Å이다. 비중은 다이아몬드보다 낮은 비중을 갖는다.The graphite (Graphite) is made of a carbon component, the crystals are mostly hexagonal system and are connected in a hexagon like a benzene ring. Carbon atoms have three strong covalent bonds in the plane of electrons, and one remaining electron is bonded to the upper and lower layers. The height of one layer on the hexagonal plate is 3.40Å, and the distance between the nearest carbons in the hexagonal ring is 1.42Å. Specific gravity has a lower specific gravity than diamond.
본 발명에서 사용하는 그래파이트는 비중 2.09 ~ 2.23, 순도(Purity,%) 95, 직경(diameter,um) 180인 그래파이트를 사용한다.Graphite used in the present invention uses graphite having a specific gravity of 2.09 to 2.23, purity (% Purity, 95), and diameter (diameter, um) 180.
상기 그래파이트의 사용량이 5wt% 미만인 경우에는 고분자 복합재료의 차폐 성능의 향상을 기대하기 어렵고, 35wt%를 초과하게 되는 경우에는 상대적으로 ABS수지의 사용량이 줄어들어 제품 성형성이 떨어질 수 있으므로, 상기 그래파이트의 사용량은 전체 Cabon black/Graphite/ABS 복합재료에 대해 5 ~ 35wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.
When the amount of the graphite is less than 5wt%, it is difficult to expect the improvement of the shielding performance of the polymer composite material, and when the amount of the graphite exceeds 35wt%, the amount of the ABS resin may be relatively reduced, resulting in poor product formability. It is preferable to limit the amount used within the range of 5 to 35wt% based on the total Cabon black / Graphite / ABS composite material.
상기 카본블랙(Carbon black)은 입자 지름 1nm ~ 1mm의 구형에 가까운 입자로 입자가 몇 개씩 뭉쳐진 형태(particle aggregates)로 존재하며, 각각의 기본입자의 내부는 350pm ~ 380pm 간격의 층상구조가 표면에 대해 평행한 방향으로 배열되어 있는 모양을 하고 있다. 카본블랙은 대기 중에서 0.1-102S/cm 정도의 전도성을 가지며, 고분자 물질에 일정 농도 이상을 첨가하여 도전재로서 전도성 패키지 제작, 케이블의 반도전층 및 전지 제작 등에 널리 사용되고 있다.The carbon black is a spherical particle having a particle diameter of 1 nm to 1 mm and is present in the form of particle aggregates. Each of the basic particles has a layer structure of 350pm to 380pm intervals on its surface. It is a shape arranged in parallel with respect to. Carbon black has a conductivity of about 0.1-10 2 S / cm in the air, and is used in the manufacture of conductive packages, semi-conducting layers of cables, and batteries as conductive materials by adding a certain concentration or more to a polymer material.
본 발명에서 사용하는 카본블랙(Carbon black)은 순도(Purity, %) 99, 직경(diameter, um) 0.03 ~ 0.1, BET surface(㎡/g) 1,250인 카본블랙을 사용한다.Carbon black used in the present invention uses a purity (Purity,%) 99, diameter (diameter, um) 0.03 ~ 0.1, BET surface (㎡ / g) 1,250 carbon black.
상기 카본블랙의 사용량이 1wt% 미만인 경우에는 고분자 복합재료의 차폐 성능의 향상을 기대하기 어렵고, 20wt%를 초과하게 되는 경우에는 상대적으로 ABS수지의 사용량이 줄어들어 제품 성형성이 떨어질 수 있으므로, 상기 카본블랙의 사용량은 전체 Cabon black/Graphite/ABS 복합재료에 대해 1 ~ 20wt%의 범위 내로 한정하는 것이 바람직하다.When the amount of the carbon black is less than 1wt%, it is difficult to expect the improvement of the shielding performance of the polymer composite material, and when the amount of the carbon black exceeds 20wt%, the amount of the ABS resin may be relatively reduced, resulting in poor product formability. The amount of black used is preferably limited to the range of 1 to 20wt% based on the total Cabon black / Graphite / ABS composite material.
상기 차폐 기능을 갖는 고분자 복합재료의 보다 구체적인 예로는 ABS수지 55wt%, 그래파이트(Graphite) 35wt%, 카본블랙(Carbon black) 10wt%로 혼합하여 조성된 Cabon black/Graphite/ABS 복합재료이다.
More specific examples of the polymer composite material having the shielding function are Cabon black / Graphite / ABS composite material, which is mixed with ABS resin 55wt%, Graphite 35wt%, Carbon black 10wt%.
그리고, 상기 Cabon black/Graphite/ABS 복합재료의 제조를 위한 구체적인 예로는, 먼저 ABS(Acrylonitrile butadiene styrene) 수지를 80℃를 유지하는 오븐(oven)에 넣어 5시간을 유지하여 건조한다. 이와 같이 건조과정을 거친 수지를 혼합기에 넣은 후, 상기 ABS수지를 혼합기에서 220℃에서 60rpm으로 회전시켜 녹인다. 완전히 ABS가 녹은 것을 확인한 후, 혼합기에 그래파이트(Graphite)를 추가로 넣어 다시 10분간 혼합하고, 다시 카본블랙(Carbon black)을 넣어 10분간 혼합하여 Cabon black/Graphite/ABS 복합재료를 완성하며,As a specific example for manufacturing the Cabon black / Graphite / ABS composite material, first, the ABS (Acrylonitrile butadiene styrene) resin is put in an oven maintaining 80 ° C. and dried for 5 hours. After drying the resin after the drying process in this way, the ABS resin is melted by rotating at 60 ℃ 60 rpm in the mixer. After confirming that the ABS is completely dissolved, add graphite to the mixer and mix again for 10 minutes, and then add carbon black to mix for 10 minutes to complete Cabon black / Graphite / ABS composite material.
이와 같이 제조된 Cabon black/Graphite/ABS 복합재료를 이용하여 제품을 제작하고자 하는 경우에는 몰드의 온도를 220℃를 설정한 후 여기에 Cabon black/Graphite/ABS 복합재료를 붓고, 5분 후에 2.0MPa압력을 5분간 가하고, 압력을 제거하지 않은 상태에서 냉각시킨다.
In order to manufacture the product using the Cabon black / Graphite / ABS composite material thus prepared, the temperature of the mold is set to 220 ° C., and then the Cabon black / Graphite / ABS composite material is poured into it, and after 5 minutes, 2.0MPa Pressure is applied for 5 minutes and allowed to cool without removing pressure.
이하, 본 발명에 따른 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스필터의 구체적인 동작과정에 관해 설명한다.
Hereinafter, a specific operation process of the cutoff-sequential attenuation-type high altitude electromagnetic wave pulse filter according to the present invention will be described.
도 7의 그래프 A는 파워라인의 정상파형을 도시한 것이고, 그래프 B는 정상파에 HEMP전도된 파형을 도시한 것이며, 그래프 C는 2000V에서 동작하는 가스튜브형 HEMP 바이패스부의 스파크 갭을 통하여 방전이 개시된 후 그라운드로 HEMP 전도를 바이패스시킬 때의 파형을 도시한 것이고, 그래프 D는 가스튜브형 스파크 갭으로 전력이 HEMP 센싱 및 전원차단, HEMP 방어용 쉘터 내의 UPS 동작될 때의 파형을 도시한 것이며, 그래프 E는 HEMP 방어용 쉘터 내의 UPS 동작 후의 전원파형을 도시한 것이다.
7 shows a normal waveform of the power line, a graph B shows a waveform HEMP-conducted to the standing wave, and a graph C shows a discharge initiation through the spark gap of the gas tube-type HEMP bypass unit operating at 2000V. Figure 4 shows the waveforms when bypassing HEMP conduction to ground, and graph D shows the waveforms when power is applied to the HEMP sensing and shutdown, HEMP defensive shelter with gas tube type spark gap, and graph E Shows the power waveform after UPS operation in the HEMP defense shelter.
먼저, 핵폭발시 1000~8000 A(암페어)의 고고도 전자기파 펄스가 발생되면, HEMP 바이패스부를 통해 1차, 2차, 3차, 4차로 그라운드 접지시켜 바이패스시킨다.
First, when a high-intensity electromagnetic wave pulse of 1000 ~ 8000 A (amps) is generated during the nuclear explosion, the ground is bypassed in the first, second, third, and fourth directions through the HEMP bypass unit.
다음으로, 지연인덕터부를 통해 고고도 전자기파 펄스를 200μH~1000μH 값으로 시간 지연시킨다.
Next, the high-intensity electromagnetic wave pulse is delayed to a value of 200 μH to 1000 μH through the delay inductor.
다음으로, HEMP 파워라인 필터부에서 MOV(Metal of Varistor)의 고유커패시턴스를 이용하여 HEMP 바이패스부와 지연인덕터부로부터 전달되는 고고도 전자기파 펄스를 저역통과시켜 여과시킨다.
Next, the HEMP power line filter unit filters the high-altitude electromagnetic wave pulses transmitted from the HEMP bypass unit and the delay inductor unit by using a unique capacitance of a metal of varistor (MOV).
끝으로, 써지 프로텍터 디바이스부를 통해 HEMP 파워라인 필터부에서 저역통과시켜 여과하고 남은 써지를 차단하여 HEMP 방어용 쉘터 내부의 장비를 보호한다.Finally, the low-pass filter at the HEMP power line filter unit through the surge protector device unit filters the remaining surge to protect the equipment inside the HEMP defense shelter.
1: 고고도 전자기파 펄스필터
10: HEMP 바이패스부
11: 제1 스파크 갭
12: 제2 스파크 갭
20: 지연인덕터부
30: HEMP 파워라인 필터부
40: 써지 프로텍터 디바이스부1: high altitude electromagnetic pulse filter
10: HEMP bypass section
11: first spark gap
12: second spark gap
20: delay inductor
30: HEMP power line filter unit
40: Surge protector device section
Claims (4)
상기 고고도 전자기파 펄스필터(1)는
고고도 전자기파 펄스를 병렬형 바이패스회로를 통해 1차, 2차로 그라운드 접지시키는 HEMP 바이패스부(10)와,
고고도 전자기파 펄스를 200μH~1000μH 값으로 시간 지연시키는 지연인덕터부(20)와,
지연인덕터부(20)의 후단쪽 동일선상에 위치되고, 인덕터와 캐패시터 저항을이용하여 HEMP 바이패스부와 지연인덕터부로부터 전달되는 고고도 전자기파 펄스를 저역통과시켜 여과시키는 HEMP 파워라인 필터부(30)와,
HEMP 파워라인 필터부에서 저역통과시켜 여과하고 남은 써지를 차단하여 HEMP 방어용 쉘터 내부의 장비를 보호하는 써지 프로텍터 디바이스부(40)가 포함되어 구성되는 것을 특징으로 하는 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스필터.
In the high altitude electromagnetic pulse filter (1) which filters the high altitude electromagnetic pulse of 1000-8000 A (ampere) generated during the nuclear explosion before entering the HEMP defense shelter and reduces the voltage to a low level voltage.
The high altitude electromagnetic wave pulse filter 1
HEMP bypass unit 10 for grounding the high-intensity electromagnetic wave pulses to ground first and second through a parallel bypass circuit,
A delay inductor section 20 for time-delaying the high-intensity electromagnetic wave pulse to a value of 200 μH to 1000 μH,
The HEMP power line filter unit 30 positioned on the same line as the rear end of the delay inductor unit 20 and low-pass filtering high-intensity electromagnetic wave pulses transmitted from the HEMP bypass unit and the delay inductor unit using an inductor and a capacitor resistor 30. )Wow,
Cut-off sequential attenuation-type high-intensity electromagnetic wave pulses comprising a surge protector device part 40 for protecting the equipment inside the HEMP defense shelter by blocking the remaining surge by filtering low pass through the HEMP power line filter part filter.
파워라인으로 전달된 고고도 전자기파 펄스를 1차 위상 부정합으로 제거하면서 감소시키는 제1 스파크 갭(11)과,
제1 스파크 갭(11)을 통과한 고고도 전자기파 펄스를 2차 위상 부정합으로 제거하면서 감소시키는 제2 스파크 갭(12)과,
제2 스파크 갭(12)을 통과한 고고도 전자기파 펄스를 3차 위상 부정합으로 제거하면서 감소시키는 제3 스파크 갭(13)과,
제3 스파크 갭(13)을 통과한 고고도 전자기파 펄스를 4차 위상 부정합으로 제거하면서 감소시키는 제4 스파크 갭(14)이 포함되어 병렬로 구성되는 것을 특징으로 하는 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스필터.
According to claim 1, wherein the HEMP bypass unit 10
A first spark gap 11 which reduces and removes the high altitude electromagnetic wave pulses transmitted to the power line by primary phase mismatch;
A second spark gap 12 which reduces and removes the high altitude electromagnetic wave pulse passing through the first spark gap 11 by secondary phase mismatch;
A third spark gap 13 which reduces and removes the high altitude electromagnetic wave pulses passing through the second spark gap 12 by third-order phase mismatch;
Cut-off sequential attenuation-type high-intensity electromagnetic wave, characterized in that it comprises a fourth spark gap 14 for reducing and removing the high-intensity electromagnetic wave pulse passing through the third spark gap 13 by the fourth phase mismatch Pulse filter.
하우징의 인입부에 연결된 파워라인과 연결되어 인입되는 고고도 전자기파 펄스를 1차 전압강하시킨 후, 자기장 형태로 에너지를 저장시키는 제1 인덕터부(31)와,
제1 인덕터부와 병렬로 연결되어, 제1 인덕터부를 통과한 고고도 전자기파 펄스를 2차 전압강하시킨 후, 자기장형태로 에너지를 저장시키는 제2 인덕터부(32)와,
하우징의 인입부에 연결된 파워라인의 또 따른 일측과 연결되어 인입되는 고고도 전자기파 펄스를 3차 전압강하시킨 후, 자기장 형태로 에너지를 저장시키는 제3 인덕터부(33)와,
제3 인덕터부와 병렬로 연결되어, 제3 인덕터부를 통과한 고고도 전자기파 펄스를 4차 전압강하시킨 후, 자기장형태로 에너지를 저장시키는 제4 인덕터부(34)가 포함되어 구성되는 것을 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스필터.
The method of claim 1, wherein the HEMP power line filter unit 30
A first inductor unit 31 for storing energy in the form of a magnetic field after first dropping the high-intensity electromagnetic wave pulse connected to the power line connected to the inlet of the housing,
A second inductor unit 32 connected in parallel with the first inductor unit to drop the high-intensity electromagnetic wave pulse passing through the first inductor unit in a secondary voltage, and then store energy in the form of a magnetic field;
A third inductor unit 33 for storing energy in the form of a magnetic field after dropping a high voltage electromagnetic pulse, which is connected to another side of the power line connected to the inlet of the housing, to a third voltage drop;
The fourth inductor unit 34 connected in parallel with the third inductor unit to drop the high-intensity electromagnetic wave pulse passing through the third inductor unit and then store energy in the form of a magnetic field is included. Sequential Attenuation High Altitude Electromagnetic Pulse Filter.
상기 하우징은 아크릴로니트릴(Acrylonitrile) 25 ~ 30wt%, 부타디엔(Butadiene) 25 ~ 30wt%, 스티렌(Styrene) 20 ~ 45wt%으로 조성된 비중(SpecificGravity) 1.02 ~ 1.10의 ABS수지 45 ~ 75wt%;와,
비중 2.09 ~ 2.23, 순도(Purity,%) 95, 직경(diameter,um) 180인 그래파이트(Graphite) 5 ~ 35wt%;와,
순도(Purity, %) 99, 직경(diameter, um) 0.03 ~ 0.1인 카본블랙(Carbon black) 1 ~ 20wt%를 혼합하여 조성되되,
상기 ABS(Acrylonitrile butadiene styrene)수지를 80 ~ 85℃를 유지하는 오븐(oven)에 넣어 3 ~ 5시간을 유지하여 건조한 후, 상기 ABS수지를 혼합기에서 200 ~ 250℃에서 40 ~ 60rpm의 회전수로 하여 녹이고, 상기 혼합기에 그래파이트(Graphite)를 넣어 5 ~ 10분간 혼합한 다음, 카본블랙(Carbon black)을 넣어 5 ~ 10분간 혼합하여 조성된 Cabon black/Graphite/ABS 복합재료를 220℃의 온도를 유지하는 몰드에 주입 후, 2 ~ 10분 후에 1.0 ~ 2.0MPa압력을 2 ~ 10분간 가하고, 압력을 제거하지 않은 상태에서 냉각시켜 차폐기능을 갖는 것임을 특징으로 하는 컷오프?순차적 감쇄형 고고도 전자기파 펄스필터.According to claim 1, The high-intensity electromagnetic wave pulse filter is configured to include a housing,
The housing is 25 ~ 30wt% of acrylonitrile (Acrylonitrile), butadiene (Butadiene) 25 ~ 30wt%, Styrene 20 ~ 45wt% Composition of specific gravity (SpecificGravity) 1.02 ~ 1.10 ABS resin 45 ~ 75wt%; and ,
Graphite 5 ~ 35wt% of specific gravity 2.09 ~ 2.23, Purity (%), 95 (diameter, um) 180;
Purity (Purity,%) 99, diameter (diameter, um) 0.03 ~ 0.1 carbon black (Carbon black) with a mixture of 1 ~ 20wt%,
The ABS (Acrylonitrile butadiene styrene) resin was put in an oven maintaining 80 to 85 ° C. for 3 to 5 hours and dried, and then the ABS resin was rotated at a speed of 40 to 60 rpm at 200 to 250 ° C. in a mixer. After melting, add graphite to the mixer and mix for 5 to 10 minutes, and then add Carbon black to mix the Cabon black / Graphite / ABS composite material at a temperature of 220 ° C. for 5 to 10 minutes. Cut-off sequential attenuation-type high-intensity electromagnetic wave pulse, characterized in that it has a shielding function by applying 1.0 to 2.0 MPa pressure for 2 to 10 minutes after 2 to 10 minutes, and then cooling it without removing the pressure. filter.
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