KR101836494B1

KR101836494B1 - 회로 보호 장치와 함께 이용하기 위한 전극 및 플라즈마 건 구조

Info

Publication number: KR101836494B1
Application number: KR1020110092972A
Authority: KR
Inventors: 조지 윌리엄 로스코; 딘 아써 로바지; 로버트 조셉 카지아노; 세스 아담 커틀러; 탱가벨루 아소칸; 아드난 쿠투부딘 보호리
Original assignee: 제너럴 일렉트릭 캄파니
Priority date: 2010-09-16
Filing date: 2011-09-15
Publication date: 2018-03-08
Also published as: EP2432088A3; CN102404929A; JP5864973B2; US9036309B2; CN102404929B; KR20120029353A; JP2012064579A; US20120068602A1; EP2432088B1; EP2432088A2

Abstract

본 발명에 따른 회로 보호 장치(100)는 축을 따라 애블레이션 플라즈마(532)를 방출하도록 구성되는 플라즈마 건(500)과, 복수의 전극(258)을 포함하며, 각각의 전극(258)은 회로의 각자의 전도체에 전기적으로 연결되고, 각각의 전극(258)은, 각각의 전극(258)이 상기 축으로부터 실질적으로 등거리에 위치하도록 상기 축에 실질적으로 수직인 평면을 따라 실질적으로 배열된다.

Description

회로 보호 장치와 함께 이용하기 위한 전극 및 플라즈마 건 구조{ELECTRODE AND PLASMA GUN CONFIGURATION FOR USE WITH A CIRCUIT PROTECTION DEVICE}

여기서 개시되는 실시예는 일반적으로 파워 장비 보호 장치에 관한 것으로서, 특히, 아크 플래시 제거에 사용하기 위한 조정가능한 전극 조립체 및 애블레이션 플라즈마 건(ablative plasma guns)에 관한 것이다.

종래의 전력 회로 및 스위치기어는 일반적으로, 에어 또는 가스 또는 고체 유전체와 같은 절연체에 의해 분리되는 전도체를 갖는다. 그러나, 전도체들이 너무 가까이 위치할 경우, 또는, 전도체들 사이의 전압이 전도체들 사이의 절연체의 절연 성질을 넘어설 경우, 아크가 발생할 수 있다. 전도체들 사이의 절연체가 이온화될 수 있고, 이는 절연체를 전도성을 띄게 하여 아크 플래시가 형성되게 된다.

아크 플래시는 2개의 위상 전도체 사이에서, 또는, 위상 전도체와 중성 전도체 사이에서, 또는, 위상 전도체와 접지 전도체 사이에서 고장으로 인한 급속한 에너지 방출에 의해 야기된다. 아크 플래시 온도는 약 20,000℃에 달하거나 그보다 높을 수 있으며, 이는 전도체 및 인접 장비를 증기화시킬 수 있다. 더욱이, 아크 플래시는 전도체 및 인접 장비를 손상시키기에 충분한 열, 강렬한 광, 압력파, 및/또는 음파의 형태로 상당한 에너지를 방출할 수 있다. 그러나, 아크 플래시를 발생시키는 고장의 전류 레벨은 단락 회로의 전류 레벨보다 일반적으로 작아서, 회로 차단기가 아크 고장 조건을 처리하도록 특별히 설계되지 않는 한, 회로 차단기가 트리핑되지 않거나 지연 트립을 나타낼 수 있다. 개인 보호 피복 및 장비의 이용을 강제함으로써 아크 플래시 문제를 통제하는 방식 및 표준이 존재하지만, 아크 플래시를 제거하는 조정 수단에 의해 통제되는 장치가 존재하지 않는다.

퓨즈 및 회로 차단기와 같은 표준 회로 보호 장치는 아크 플래시를 완화시키기에 충분히 빠르게 반응하지 않는다. 충분히 빠른 반응을 나타내는 잘 알려진 한가지 회로 보호 장치는 전기 "크로우바(crowbar)"로서, 아크 플래시 포인트로부터 전기 에너지를 분산시키기 위해 전기적 "단락 회로"를 의도적으로 생성함으로써 기계적 및/또는 전기-역학적 프로세스를 이용한다. 이러한 의도적 단락 회로 고장은 그후, 퓨즈 또는 회로 차단기를 트리핑함으로써 없어진다. 그러나, 크로우바를 이용하여 생성되는 의도적인 단락 회로 고장에서는 상당한 수준의 전류가 인접 전기 장비를 통해 흘러, 여전히 장비에 손상을 가할 수 있다.

충분히 빠른 반응을 나타내는 다른 알려진 회로 보호 장치는 아크 억제 장치로서, 아크 플래시 포인트로부터 전기 에너지를 분산시키기 위해 억제된 아크를 생성된다. 이러한 알려진 장치는 일반적으로, 에어 갭에 의해 분리되는 2개 이상의 주전극을 포함한다. 더욱이, 각각의 주전극은 대응하는 전극 홀더 내로 집적 스레딩된다. 이러한 전극은 전극 홀더와의 인터페이스 포인트(즉, 스레드)에서 전기 에너지를 집중시키며, 이는 사용 중 고장을 일으킬 수 있는 구조적으로 약한 포인트를 생성한다. 더욱이, 인터페이스 포인트에서의 에너지 집중으로 인해, 전극이 전극 홀더에 용접되거나 용융되게 되며, 이는 사용 후 전극 및 전극 홀더의 교체를 요하게 된다. 추가적으로, 이러한 스레딩된 전극 제작의 허용공차 때문에, 일관된 결과를 얻도록 전극을 위치시키는 것이 어려울 수 있다.

작동 중, 바이어스 전압이 갭을 사이에 두고 주전극에 인가된다. 그러나, 적어도 일부의 알려진 전기 아크 장치의 경우 주전극들이 서로 가까이 놓여 요망 작동을 획득할 것을 필요로 한다. 오염물이나 갭 내 에어의 자연적인 임피던스마저도 원치않는 시기에 주전극들 사이에서 아크 형성을 일으킬 수 있고, 이에 따라 불필요한 시기에 회로 차단기가 트리핑될 수 있다. 따라서, 적어도 일부의 알려진 전기 아크 장치는 주전극들을 더욱 멀리 위치시켜서 이러한 고장 유발 결과들을 방지한다. 그러나, 이러한 장치는 플라즈마 건으로부터 플라즈마의 덜 효과적인 확산 때문에 일반적으로 신뢰도가 떨어진다. 예를 들어, 적어도 일부의 알려진 플라즈마 건은 주전극들 사이에서 에어 갭에 임피던스 감소와 유효 유전체 항복을 효과적으로 증진시키지 못하는 플라즈마 확산을 제공한다. 따라서, 이러한 플라즈마 건은 신뢰도가 낮은 수준에 머무를 수 있다.

본 발명은 아크 플래시 제거에 사용하기 위한 조정가능한 전극 조립체 및 애블레이션 플라즈마 건의 개량을 목적으로 한다.

일 형태에서, 회로 보호 장치는, 축을 따라 애블레이션 플라즈마를 방출하도록 구성되는 플라즈마 건과, 복수의 전극을 포함하며, 각각의 전극은 회로의 각자의 전도체에 전기적으로 연결되고, 상기 전극은 각각의 전극이 상기 축으로부터 실질적으로 등거리에 위치하도록 상기 축에 수직인 평면을 따라 실질적으로 배열된다.

다른 형태에서, 회로 보호 장치와 함께 사용하기 위한 아크 개시 시스템이 제공된다. 아크 개시 시스템은 회로의 아크 이벤트를 검출하고 회로 보호 장치 내에 아크를 개시하도록 구성되는 컨트롤러와, 상기 컨트롤러에 연결되고 축을 따라 애블레이션 플라즈마를 방출하도록 구성되는 플라즈마 건과, 복수의 전극을 포함한다. 각각의 전극은 회로의 각자의 전도체에 전기적으로 연결되고, 전극이 서로로부터 실질적으로 등거리에 놓이도록 상기 축에 실질적으로 수직인 평면을 따라 실질적으로 배열된다.

다른 형태에서, 회로 보호 장치를 조립하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 전기 회로의 서로 다른 부분에 복수의 전극 각각을 연결하는 단계와, 축을 따라 애블레이션 플라즈마를 방출하도록 구성되는 애블레이션 플라즈마 건을 배치하는 단계와, 각각의 전극이 상기 축으로부터 실질적으로 등거리에 위치하도록 상기 축에 실질적으로 수직인 평면을 따라 제 1 방향 및 대향된 제 2 방향 중 한 방향으로 각각의 전극의 위치를 조정하는 단계를 포함한다.

도 1은 예시적인 전기 회로 보호 장치의 사시도,
도 2는 도 1에 도시되는 회로 보호 장치에 사용될 수 있는 전기 절연 구조의 사시도,
도 3은 도 2에 도시되는 전기 절연 구조의 부분 전개도,
도 4는 도 2 및 도 3에 도시되는 전기 절연 구조의 평면도,
도 5는 도 1에 도시되는 회로 보호 장치에 사용될 수 있는 위상 전극 조립체의 사시도,
도 6은 도 5에 도시되는 위상 전극 조립체의 대안의 사시도,
도 7은 도 5 및 도 6에 도시되는 위상 전극 조립체에 사용될 수 있는 예시적인 전극 조립체의 도면,
도 8은 도 1에 도시되는 회로 보호 장치에 사용될 수 있는 예시적인 애블레이션 플라즈마 건의 단면도,
도 9는 도 1에 도시되는 회로 보호 장치에 사용될 수 있는 플라즈마 건의 대안의 실시예의 단면도,
도 10은 도 1에 도시되는 회로 보호 장치에 사용될 수 있는 플라즈마 건의 다른 대안의 실시예의 단면도,
도 11은 도 8에 도시되는 플라즈마 건의 사시도,
도 12는 도 11에 도시되는 플라즈마 건의 전개도,
도 13은 도 1에 도시되는 회로 보호 장치에 사용될 수 있는 예시적인 플라즈마 건 조립체의 사시도,
도 14는 도 13에 도시되는 플라즈마 건 조립체에 사용될 수 있는 예시적인 플라즈마 건 개구의 사시도,
도 15는 도 14에 도시되는 플라즈마 건 조립체의 전개도.

회로 보호 장치와 함께 사용하기 위한 조립 장치 및 방법의 예시적인 실시예들이 위에서 설명되었다. 이러한 실시예들은 아크 억제 장치와 같은 회로 보호 장치 내 전극들 사이의 거리 조정을 촉진시킨다. 전극들 사이의 거리 또는 에어 갭 조정은 조작자로 하여금, 회로 보호 장치가 사용될 환경에 가장 적합한 방식으로 회로 보호 장치를 셋업하게 할 수 있다. 예를 들어, 전극들 사이의 거리는 시스템 전압에 기초하여 설정될 수 있다. 더욱이, 여기서 설명되는 실시예는 사용 후 전극의 교체를 가능하게 하며, 이는 회로 보호 시스템의 최저 비용 요소 가운데 하나이다.

추가적으로, 이러한 실시예들은, 제 1 직경에 의해 규정되는 제 1 볼륨을 갖는 제 1 부분(하측부)과, 제 1 직경보다 큰 제 2 직경에 의해 규정되는 제 2 볼륨을 갖는 제 2 부분(상측부)을 갖는 챔버를 포함하는 애블레이션 플라즈마 건을 제공한다. 이러한 플라즈마 건 설계는 신뢰도를 높이고 아크 제거 시스템의 주전극들 사이의 플라즈마 항복 및 아크 생성을 개선시킨다. 예를 들어, 여기서 설명되는 실시예들은 주전극들 사이에서 아크가 생성된 후 더 큰 플라즈마 확산을 제공하며, 이는 주전극들 사이의 메인 갭 내에서 개선된 유전체 항복을 촉진시킨다. 추가적인 플라즈마 확산 및 유전체 항복은 아크 제거 시스템을 메인 갭 내의 더 넓은 임피던스 범위에서, 주전극들 사이의 더 넓은 범위의 바이어스 전압(200V만큼 낮은 바이어스 전압 포함) 하에 작동하게 한다.

도 1은 복수의 전도체(도시되지 않음)를 포함하는 회로(도시되지 않음)의 보호에 사용하기 위한 예시적인 회로 보호 장치(100)의 사시도다. 특히, 회로 보호 장치(100)는 배전 장비(도시되지 않음)의 보호에 사용될 수 있다. 도 1의 예시적인 실시예에서, 회로 보호 장치(100)는 외측 쉘(104)을 갖춘 억제부(102)와, 억제부(102)에 연결된 컨트롤러(106)를 포함한다. 여기서 사용되는 "컨트롤러"라는 용어는 일반적으로, 시스템 및 마이크로컨트롤러, RISC(Reduced Instruction Set Circuit), ASIC(Application Specific Integrated Circuits), PLC(Programmable Logic Circuits), 및 여기서 설명되는 기능들을 실행할 수 있는 임의의 다른 회로 또는 프로세서를 포함하는 임의의 프로그래머블 시스템을 의미한다. 상술한 예는 예시적인 사항일 뿐이며, 따라서, "컨트롤러"라는 용어의 정의 및/또는 의미를 어떤 방식으로든 제한하고자 하는 것이 아니다.

작동 중, 컨트롤러(106)는 장비 인클로저(도시되지 않음) 내의 아크 플래시를 검출하는데 사용되는 하나 이상의 센서(도시되지 않음)로부터 신호를 수신한다. 센서 신호는 회로의 하나 이상의 전도체를 통한 전류 측정치, 회로의 전도체들 간의 전압 측정치, 장비 인클로저의 하나 이상의 영역 내의 광 측정치, 회로 차단기 세팅 또는 상태, 감도 세팅, 및/또는, 배전 장비에 관련된 작동 상태 또는 작동 데이터를 표시하는 그외 다른 적정 센서 신호와 대응할 수 있다. 컨트롤러(106)는 센서 신호에 근거하여 아크 플래시가 발생하고 있는지 또는 막 발생할 것인 지를 결정한다. 아크 플래시가 발생하고 있거나 막 발생하려 할 경우, 컨트롤러(106)는 억제부(102) 내에 억제된 아크 플래시를 개시하여, 아크 플래시 위험에 놓인 회로에 전기적으로 연결된, 예를 들어, 회로 차단기에, 신호를 송신한다. 이 신호에 따라, 플라즈마 건은 복수의 전극(도 1에 도시되지 않음) 사이에서 실질적으로 축을 따라 애블레이션 플라즈마를 방출하여, 억제된 아크의 생성을 촉진시킨다. 억제된 아크는 과량의 에너지를 회로로부터 제거하여 회로 및 배전 장비를 보호할 수 있다.

도 2는 회로 보호 장치(100)의 전기 절연 구조(200)의 사시도이고, 도 3은 전기 절연 구조(200)의 부분 전개도이며, 도 4는 전기 절연 구조(200)의 평면도다. 예시적인 실시예에서, 전기 절연 구조(200)는 배전 장비(도시되지 않음)의 장비 인클로저(도시되지 않음) 내로 회로 보호 장치(100)를 삽입시키는 베이스판(202)을 포함한다. 더욱이, 전기 절연 구조(200)는 베이스판(202)에 연결되는 전도체 베이스(204)를 포함한다. 전도체 베이스(204)는 제 1 단부(206)와, 대향된 제 2 단부(208)를 포함한다. 전도체 베이스(204)는 베이스판(202)에 대해 위치하는 상측 표면(210) 및 하측 표면(212)을 또한 포함한다. 측벽(214)은 상측 표면(210)과 하측 표면(212) 사이에서 연장되고 상측 표면(216)을 포함한다. 더욱이, 내부 벽체(218)는 복수의 전기 절연 영역(220)을 규정하고, 각각의 전기 절연 영역(220)은 내부에 위상 스트랩(도 2 및 도 3에 도시되지 않음)을 위치시키고 위상 스트랩과 베이스판(202) 사이에 전기적 절연을 제공하는 크기를 갖는다. 각각의 절연 영역(220)은 나사나 볼트와 같은 연결 메커니즘을 수용하는 크기를 갖는 하나 이상의 중공 포스트(222)를 포함한다. 더욱이, 각각의 절연 영역(220)은 위상 스트랩을 전도체 베이스(204)에 고정하기 위한 하나 이상의 장착 포스트(224)를 포함한다. 장착 개구(226)는 각각의 장착 포스트(224)를 통해 연장되고, 나사나 볼트와 같은 연결 메커니즘을 수용하는 크기를 갖는다.

전기 절연 구조(200)는 전도체 베이스(204)에 연결된 전도체 커버(228)를 또한 포함한다. 특히, 전도체 커버(228)는 제 1 단부(230), 대향된 제 2 단부(232), 상측 표면(234), 및 하측 표면(238)을 갖는 측벽(236)을 포함한다. 전도체 커버(228)는 나사나 볼트와 같은 복수의 연결 메커니즘을 통해 전도체 베이스(204)에 연결되고, 각각의 연결 메커니즘은 각자의 중공 포스트(222)를 통해 연장되어 전도체 커버(228) 내에 고정된다. 전도체 커버(228)가 전도체 베이스(204)에 연결될 때, 하측 표면(238)은 상측 표면(216)과 실질적으로 동평면이다. 추가적으로, 전기 절연 구조(200)는 전도체 베이스(204) 및 전도체 커버(228)에 연결되는 수직 배리어(240)를 포함한다. 특히, 수직 배리어(240)는 전방 표면(242)과, 대향된 후방 표면(244)은 물론, 상측 표면(246)과, 대향된 하측 표면(248)을 포함한다. 수직 배리어(240)는 전도체 베이스(204)와 전도체 커버(228)에 연결되어, 수직 배리어 전방 표면(242)의 일부분이 전도체 베이스 제 2 단부(208) 및 전도체 커버 제 2 단부(232)와 접촉하도록 배치된다. 수직 배리어(228)는 후방 표면(244)에 형성되는 복수의 요홈(250)을 포함한다. 각각의 요홈(250)은 수직 라이저(vertical riser)를 내부에 배치시키고 수직 라이저들 사이에 전기적 절연을 제공하는 크기를 갖는다. 각각의 요홈(250)은 연장되는 개구(254)를 갖는 텅(252)을 포함한다. 개구(254)는 수직 라이저를 각자의 요홈(250) 내에 고정하기 위해 연결 메커니즘을 수용하는 크기를 갖는다.

예시적인 실시예에서, 회로 보호 장치(100)는 복수의 전극 조립체(256)를 또한 포함하며, 각각의 전극 조립체는 전극(258)과 전극 홀더(260)를 포함한다. 전도체 커버(228)는 복수의 절연 채널(262)을 포함하고, 각각의 절연 채널(262)은 각자의 전극 조립체(256)를 하우징하기 위한 크기를 가져서, 전극 조립체(256)들 사이에서 전기적 절연을 제공하게 된다. 각각의 절연 채널(262)은 복수의 측벽(264)에 의해 규정된다. 특히, 절연 채널(262)은 전극 홀더(260) 사이에서 전기적 절연을 제공한다. 더욱이, 절연 채널(262)은 전도체 커버(228)와 전도체 베이스(204) 사이에 위치하는 위상 스트랩과 주전극(258) 사이에서 전기적 절연을 제공한다. 더욱이, 전도체 커버(228)는 원형 측벽(268)에 의해 규정되는 플라즈마 건 개구(266)를 포함한다. 플라즈마 건 개구(266)는 플라즈마 건이 플라즈마 건 및 플라즈마 건 개구(266)의 중심축(도시되지 않음)을 따라 적어도 부분적으로 연장되도록 하는 크기를 갖는다. 예시적인 실시예에서, 플라즈마 건은 플라즈마 건의 중심축과 같은 축을 실질적으로 따라 애블레이션 플라즈마를 방출한다. 도 4에 도시되는 바와 같이, 주전극(258)은, 각각의 주전극(258)이 축으로부터 대칭으로 등거리에 있도록, 그리고, 각각의 주전극(258)이 서로로부터 등거리에 있도록, 배열된다. 예를 들어, 제 1 주전극과 제 2 주전극 사이의 제 1 거리가 제 2 주전극과 제 3 주전극 사이의 제 2 거리와 실질적으로 동일하다. 제 1 거리는 제 1 주전극과 제 3 주전극 사이의 제 3 거리와도 실질적으로 동일하다.

도 5는 회로 보호 장치(100)(도 1에 도시됨)와 함께 사용될 수 있는 위상 전극 조립체(300)의 사시도이고, 도 6은 위상 전극 조립체(300)의 대안의 사시도다. 예시적인 실시예에서, 위상 전극 조립체(300)는 복수의 전극 조립체(256)를 포함한다. 위상 전극 조립체(300)는 복수의 위상 스트랩(302)을 또한 포함한다. 예시적인 실시예에서, 각각의 위상 스트랩(302)은 구리와 같은 전기 전도성 물질을 포함한다. 그러나, 임의의 적절한 전도성 물질이 사용될 수 있다. 더욱이, 각각의 위상 스트랩(302)은 제 1 단부(304), 대향된 제 2 단부(306), 상측 표면(308), 대향된 하측 표면(310)과, 제 1 측표면(312) 및 제 2 측표면(314)을 포함하는 복수의 측표면을 포함한다. 측표면(312, 314)과 제 1 단부(304)는 전도체 베이스(204)(도 3에 도시됨)의 내부 벽체(218)(도 3에 도시됨)와 접촉하거나 인접하여 배치되어, 내부 벽체(218)가 위상 스트랩(302) 사이에서 전기적 절연을 제공한다. 위상 스트랩(302)은 전도체 베이스(204)에 연결하기 위한 수단을 또한 포함한다. 예를 들어, 하나 이상의 위상 스트랩(302)은 상측 표면(308)과 하측 표면(310) 사이에서 연장되는 중공 포스트 개구(316)를 포함한다. 중공 포스트 개구(316)는, 전도체 커버(228)가 사이에 위치한 위상 스트랩(302)을 이용하여 전도체 베이스(204)에 연결될 때 중공 포스트(222)(도 3에 도시됨)를 수용하도록 하는 크기를 갖는다. 더욱이, 하나 이상의 위상 스트랩(302)은, 전도체 커버(228)가 사이에 위치한 위상 스트랩(302)을 이용하여 전도체 베이스(204)에 연결될 때 중공 포스트(222)에 대해 위치하도록 하는 크기를 갖는 요홈(318)을 포함한다. 더욱이, 하나 이상의 위상 스트랩(302)은 전도체 베이스(204)의 각자의 절연 영역(220) 내에 위상 스트랩(302)을 고정시키도록 연결 메커니즘을 수용하는 크기를 갖는 하나 이상의 개구(320)를 포함한다. 각각의 전극 조립체(256)는 각자의 위상 스트랩(302)에 연결되어, 전극 홀더(260)가 위상 스트랩 제 1 단부(304)에서 위상 스트랩 상측 표면(308)과 실질적으로 동평면으로 배치되어, 위상 스트랩(302)으로부터 전극 조립체(256)로 전기 에너지의 전달을 촉진시킨다. 예시적인 실시예에서, 전도체 베이스(204)(도 2 및 도 3에 도시됨)는 위상 스트랩(302)과 베이스판(202)(도 2에 도시됨) 사이에서 전기적인 절연을 제공한다.

각각의 위상 스트랩(302)은 수직 라이저(322)에 연결된다. 예시적인 실시예에서, 각각의 수직 라이저(322)는 구리와 같은 전기전도성 물질로 구성된다. 그러나, 임의의 적절한 전도성 물질이 사용될 수 있다. 더욱이, 각각의 수직 라이저(322)는 전방 표면(324), 대향된 후방 표면(326), 상측 표면(330)을 갖는 상측 단부(328), 하측 표면(334)을 갖는 대향된 하측 단부(332)를 포함한다. 수직 라이저(322)는 위상 스트랩(302)에 연결되어, 수직 라이저 하측 표면(334)이 위상 스트랩 제 2 단부(306)에서 위상 스트랩 상부 표면(308)과 실질적으로 동평면이도록 위치하여, 수직 라이저(322)로부터 위상 스트랩(302)으로의 전기 에너지 전달을 촉진시킨다. 예시적인 실시예에서, 수직 라이저(322)는 전력 공급시 버스(도시되지 않음) 내로의 회로 보호 장치(100) 래킹(racking)을 촉진시키고, 전력 공급시 버스로부터 회로 보호 장치(100)의 언래킹(unracking)을 촉진시킨다. 대안의 실시예에서, 위상 전극 조립체(300)는 수직 라이저(322)를 포함하지 않는다. 이러한 실시예에서, 각각의 위상 스트랩(302)이 버스와 연결되며, 예를 들어, 버스와 직접 접촉하여 연결된다.

더욱이, 도 6에 도시되는 바와 같이, 클러스터 지지부(336)가 각각의 수직 라이저(332)의 후방 표면(326)에 연결된다. 특히, 클러스터 지지부(336)는 후방 표면(326)에 형성되는 각자의 요홈(338) 내의 수직 라이저(322)에 연결된다. 예시적인 실시예에서, 각각의 클러스터 지지부(336)는 구리와 같은 전기전도성 물질로 구성된다. 그러나, 임의의 적절한 전도성 물질이 사용될 수 있다. 더욱이, 스프링 클러스터(340)가 각각의 클러스터 지지부(336)에 (탈착가능하게) 연결된다. 스프링 클러스터(340)는 회로(도시되지 않음)의 전도체들 사이에서 전기적 연결을 제공한다. 에를 들어, 위상 전도체가 제 1 스프링 클러스터에 연결되어 제 1 전극에 전기 에너지를 제공하고, 접지 전도체는 제 2 스프링 클러스터에 연결되어 제 2 전극에서 접지 포인트를 제공하며, 중립 전도체는 제 3 스프링 클러스터에 연결될 수 있다. 복수의 위상 전도체가 각자의 스프링 클러스터에 연결되어, 서로 다른 전극에 서로 다른 위상으로 전기 에너지를 제공할 수 있음을 이해하여야 한다.

위상 전극 조립체(300)는 전도체로부터 전류 경로를 통해 각자의 주전극(258)에 전기에너지를 전달하게 한다. 예시적인 실시예에서, 전류 경로는 스프링 클러스터(340), 클러스터 지지부(336), 수직 라이저(322), 위상 스트랩(302), 전극 홀더(260), 및 주전극(258)을 포함한다. 대안의 실시예에서, 위상 전극 조립체(300)는 수직 라이저(322), 클러스터 지지부(336), 및/또는 스프링 클러스터(340)를 포함하지 않는다. 이러한 실시예에서, 전류 경로는 위상 스트랩(302), 전극 홀더(260) 및 전극(258)을 포함한다.

도 7은 위상 전극 조립체(300)(도 4 및 도 5에 도시됨)와 함께 사용될 수 있는 예시적인 조정가능형 전극 조립체(256)의 도면이다. 예시적인 실시예에서, 전극 조립체(256)는 기다란 형태를 갖는 주전극(258)을 포함한다. 더욱이, 주전극(258)은 전극 길이를 그들 사이에 규정하는 제 1 단부(402) 및 대향된 제 2 단부(404)를 갖는다. 제 2 단부(404)는 실질적으로 반구 형태를 갖는다. 주전극(258)은 외측 표면(406) 주위로 제 1 원주를 가져서, 제 1 원주가 전체 전극 길이에 대해 실질적으로 동일하다. 예시적인 실시예에서, 주전극(258)은 텅스텐 및 스틸의 합금과 같은 소모성 물질로 구성된다. 그러나, 주전극(258)이 대안으로서, 주전극(258)들 사이의 갭 내에서 아크 플래시를 개시시키는데 주전극(258)을 사용하게 하는 임의의 단일 물질 또는 임의의 복수의 물질의 합금으로 구성될 수 있다. 더욱이, 대안으로서, 주전극(258)은 주전극(258) 사이의 메인 갭 내에서 아크 플래시를 개시시키는데 주전극(258)을 다시 사용하게 하는 비-소모성 물질로 구성될 수도 있다.

예시적인 실시예에서, 전극 조립체(256)는 구리와 같은 전기전도성 물질로 구성되는 전극 홀더(260)를 또한 포함한다. 그러나, 전극 홀더(260)는 주전극(258)과 전극 홀더(260) 사이와 같은, 2개의 유사하지 않은 물질 사이의 열적 문제점들을 또한 방지하는 임의의 다른 전도성 물질로 구성될 수 있다. 전극 홀더(260)는 상측 표면(408) 및 대향된 하측 표면(410)을 포함한다. 전극 홀더(260)는 제 1 측표면(412) 및 대향된 제 2 측표면(414)을 포함하는 복수의 측표면과, 제 1 단부 표면(416), 대향된 제 2 단부 표면(418)을 또한 갖는다. 복수의 장착 개구(420)가 상측 표면(408)으로부터 하측 표면(410)을 통해 전극 홀더(260)를 통해 규정된다. 대응하는 장착 개구(420)를 통해 삽입되는 크기를 갖는 나사나 볼트(도시되지 않음)와 같은 연결 메커니즘을 이용하여, 전극 홀더(260)를 위상 스트랩 상측 표면(308)(도 4에 도시됨)에 장착한다. 특히, 전극 홀더(260)는 위상 스트랩(302)(도 4에 도시됨)에 연결되어, 전극 홀더 상측 표면(410)이 위상 스트랩 제 2 단부(306)(도 4에 도시됨)에서 위상 스트랩 상측 표면(308)과 실질적으로 동평면으로 위치하게 되어, 위상 스트랩(302)으로부터 전극 홀더(238)로 전기 에너지 전달을 촉진시킨다.

더욱이, 각각의 전극 홀더는 각자의 주전극(258)을 지지하도록 구성된다. 예를 들어, 각각의 전극 홀더(260)는 각자의 주전극(258)을 고정하는 클램프부(424)를 포함한다. 특히, 클램프부(424)는 주전극(258)의 위치를 제 1 방향(426)으로 조정시켜서, 예를 들어, 도 4에 도시되는 바와 같이, 주전극(258)들 사이에 큰 메인 갭을 생성하게 된다. 클램프부(424)는 제 2 방향(428)으로 주전극(258)의 위치를 또한 조정하여 주전극(258)들 사이에 작은 메인 갭을 생성한다. 더욱이, 클램프부(424)는 수리 또는 교체를 위해 위상 전극 조립체(300)로부터 주전극(258)을 제거할 수 있게 한다. 예시적인 실시예에서, 클램프부(424)는 갭(434)에 의해 분리되는 제 1 부분(430) 및 제 2 부분(432)을 포함한다. 클램프부(424)는 주전극(258)을 수용하기 위한 크기를 갖는 개구부(436)를 또한 포함한다. 개구부(436)는 주전극(258)의 제 1 원주보다 약간 큰 제 2 원주를 포함하여, 주전극(258)의 위치를 조정할 수 있게 하고, 주전극(258)을 전극 조립체(258)로부터 제거할 수 있게 한다. 클램프부(424)는 개구부(436) 내에 주전극(258)을 고정시키는 타이트닝 메커니즘(tightening mechanism)(438)을 또한 포함한다. 특히, 타이트닝 메커니즘(438)은 주전극(258)을 고정시켜서, 전극 외측 표면(406)이 개구부(436)의 내측 표면과 실질적으로 동평면을 이루어, 전극 홀더(260)로부터 주전극(258)으로 전기 에너지 전달을 촉진시킨다. 예시적인 실시예에서, 타이트닝 메커니즘(438)은 제 1 부분(430)을 통해 제 2 부분(432) 내로 연장되는 나사 또는 볼트(도시되지 않음)다. 나사 또는 볼트가 조여지면, 제 1 부분(430)이 제 2 부분(432)에 가깝게 되어, 갭(434)이 작아지고 개구부(436)의 제 2 원주가 작아지며, 따라서, 주전극(258)을 개구부(436) 내에 고정시킨다. 대안의 실시예에서, 타이트닝 메커니즘(438)은 클램프부(424)를 통해, 예를 들어, 제 1 부분(430)을 통해, 개구부(436) 내로 연장되는 세트 나사(도시되지 않음)다. 이러한 실시예에서, 나사는 전극 외측 표면(406)에 대해 직접 조여져서, 개구부(436) 내에 주전극(258)을 고정시킨다. 일부 실시예에서, 전극(258)은 개구부(436) 내에 고정되고, 예를 들어, 개구부(436) 내의 지정 위치에서 용접된다. 이러한 일 실시예에서, 전극 홀더(260)는, 그 후, 다른 전극(258)에 대해 그리고 플라즈마 건 개구(266)(도 3에 도시됨)에 대해, 요망 위치에 전극(258)을 배치시키도록 조정될 수 있다.

도 8은 회로 보호 장치(100)(도 1에 도시됨)와 함께 사용될 예시적인 애블레이션 플라즈마 건(500)의 단면도다. 플라즈마 건(500)은 내부에 형성되는 챔버(504)를 갖는 컵(502)을 포함한다. 컵(502)은 챔버(504)를 규정하기 위해 제 1 부분(506)과, 제 1 부분(506)에 대해 위치하는 제 2 부분(508)을 포함한다. 예를 들어, 예시적인 실시예에서, 제 2 부분(508)은 제 1 부분(506) 위에 위치한다. 더욱이, 제 1 부분(506)은 제 1 볼륨을 규정하는 제 1 직경(510)을 갖는다. 예시적인 실시예에서, 제 1 직경(510)은 대략 0.138인치다. 추가적으로, 제 2 부분(508)은 제 1 직경(510)보다 큰 제 2 직경(512)을 갖고, 제 2 직경(512)은 마찬가지로 제 1 볼륨보다 큰 제 2 볼륨을 규정한다. 예시적인 실시예에서, 제 2 직경은 대략 0.221 인치다. 플라즈마 건(500)을 여기서 설명되는 바와 같이 기능시킬 수 있다면 임의의 적절한 측정치가 제 1 직경(510) 및/또는 제 2 직경(512)용으로 사용될 수 있다. 더욱이, 예시적인 실시예에서, 제 1 부분(506) 및 제 2 부분(508)이 일체형으로 형성되고 챔버(504)가 내부에 규정된다. 대안의 실시예에서, 제 1 부분(506) 및 제 2 부분(508)은 개별적으로 형성되고 함께 연결되어 챔버(504)를 형성한다. 예시적인 실시예에서, 컵(502)이 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리옥시메틸렌, 폴리아미드, 폴리-메틸 메타크랄레이트(PMMA), 그외 다른 애블레이션 폴리머, 또는 이러한 물질들의 다양한 혼합물과 같은 애블레이션 물질로부터 형성된다.

더욱이, 플라즈마 건(500)은 커버(514) 및 베이스(516)를 포함한다. 예시적인 실시예에서, 커버(514)는 베이스(516) 상에 장착되고 컵(502)을 둘러싸는 크기를 갖는다. 구체적으로, 컵(502)은 베이스(516)와 커버(514) 사이에 위치한다. 추가적으로, 노즐(518)이 커버(514) 내에 형성된다. 노즐(518)은 컵(502)의 개구부(520) 위에 위치한다. 예시적인 실시예에서, 커버(514) 및/또는 베이스(510)가 컵(502)과 동일한 애블레이션 물질로부터 형성된다. 대안으로서, 커버(514) 및/또는 베이스(516)가 내화 물질 또는 세라믹 물질과 같은, 컵(502)과는 다른 하나 이상의 애블레이션 물질로부터 형성된다.

더욱이, 예시적인 실시예에서, 플라즈마 건(500)은 제 1 건 전극(522) 및 제 2 건 전극(524)을 포함하는, 복수의 건 전극을 포함한다. 제 1 건 전극(522)은 제 1 단부(526)를 포함하고, 제 2 건 전극(524)은 제 2 단부(528)를 포함하며, 각각의 단부(526, 528)는 챔버(504) 내로 연장된다. 예를 들어, 제 1 단부(526) 및 제 2 단부(528)는 챔버(504)의 중심축(도시되지 않음) 주위로 챔버(504)의 반경방향 대향 측부로부터 챔버(504)로 들어간다. 더욱이, 제 1 단부(526) 및 제 2 단부(528)는 챔버(504) 사이에서 대각선으로 대향되어, 아크(530)의 형성을 위한 갭을 규정한다. 전극(522, 524) 또는 적어도 제 1 단부(526) 및 제 2 단부(528)는, 예를 들어, 텅스텐 스틸, 텅스텐, 그외 다른 고온 내화 금속 또는 합금, 탄소 또는 그래파이트, 또는 아크(530)를 형성할 수 있는 그외 다른 적절한 물질로부터 형성될 수 있다. 전극(522, 524) 사이에 인가되는 전위 펄스는, 컵(502)의 애블레이션 물질의 일부분을 가열하고 애블레이션화하여 고압에서 반응성이 높은 플라즈마(532)를 생성하는, 아크(530)를 생성한다. 플라즈마(532)는 초음속에서 확산 패턴으로 노즐(518)을 빠져나간다. 속도, 이온 농도, 확산 면적과 같은 플라즈마(532)의 특성이 제 1 단부(526)와 제 2 단부(528) 사이의 이격 거리에 의해, 및/또는, 전극(522, 524)의 치수에 의해 제어될 수 있다. 이러한 플라즈마(532) 특성은 챔버(504)의 내부 치수, 컵(502) 형성에 사용되는 애블레이션 물질의 타입, 트리커 펄스 형태, 및/또는 노즐(518)의 형태에 의해 제어될 수도 있다.

작동 중, 플라즈마 건(500) 및 주전극(258)(도 2에 도시됨)은 컨트롤러(106)(도 1에 도시됨)에 연결되어 아크 개시 시스템을 형성한다. 예시적인 실시예에서, 컨트롤러(106)는 장비 인클로저(도시되지 않음) 내의 아크 플래시를 검출하는데 사용되는 하나 이상의 센서로부터 신호를 수신한다. 센서 신호는 회로의 하나 이상의 전도체를 통과하는 전류 측정치, 회로의 전도체들 간의 전압 측정치, 장비 인클로저의 하나 이상의 영역에서의 광 측정치, 회로 차단시 세팅 또는 상태, 감도 세팅, 및/또는 배전 장비에 관한 작동 상태 또는 작동 데이터를 표시하는 그외 다른 적절한 센서 신호에 대응할 수 있다. 컨트롤러(106)는 센서 신호에 근거하여 아크 플래시가 발생하고 있거나 아크 플래시가 막 발생할 것인 지를 결정한다. 아크 플래시가 발생하고 있거나 막 발생하기 시작할 경우, 컨트롤러(106)는 억제부(102)(도 1에 도시됨) 내에 억제된 아크 플래시를 개시하고, 신호를, 예를 들어, 아크 플래시의 위험시 회로에 전기적으로 연결되는 회로 차단기로 송신한다. 신호에 따라, 플라즈마 건(500)은 주전극(258)들 사이의 축을 실질적으로 따라 애블레이션 플라즈마(532)를 방출하여 아크(530) 생성을 촉진시킨다. 플라즈마(532)는 주전극(258) 사이의 메인 갭 내 에어의 유전 강도를 파괴하여 아크 플래시의 전류에 대한 저-임피던스 경로를 제공한다.

주전극(258)은 축 주위로 대칭으로 그리고 반경방향으로 위치하며, 축을 따라 플라즈마 건(500)에 의해 애블레이션 플라즈마가 방출된다. 더욱이, 주전극(258)은 플라즈마 건(500)의 상측 표면(또는 림(rim))으로부터 축방향으로 등거리에 위치한다. 특히, 예시적인 실시예에서, 주전극(258)은 플라즈마 건(500)의 상측 표면의 대략 0.1 인치 위에 위치한다. 그러나, 주전극이 플라즈마 건(500)의 상측 표면으로부터 대략 0.1 인치 위보다 약간 더 높게 위치할 수 있고, 약간 더 낮게 위치할 수도 있다. 더욱이, 주전극(258)은, 축에 대해 실질적으로 수직이면서 각각의 주전극(258)의 중심을 대략 통과하는 평면을 규정하도록 배향된다. 각각의 주전극(258)의 제 2 단부(404)(도 7에 도시됨)는 축으로부터 평면을 따라 실질적으로 등거리에 위치한다. 더욱이, 각각의 주전극(258)의 제 2 단부(404)는 나머지 주전극(258)의 제 2 단부(404)로부터 실질적으로 등거리에 위치한다. 예시적인 실시예에서, 각각의 주전극(258)의 제 2 단부(404)는 나머지 주전극(258)의 제 2 단부(404)로부터 대략 0.25 인치의 거리에 위치한다. 대안의 실시예에서, 각각의 주전극(258)의 제 2 단부(404)는 나머지 주전극(258)의 제 2 단부(404)로부터 대략 0.25 인치보다 큰 거리에 위치한다. 다른 대안의 실시예에서, 각각의 주전극(258)의 제 2 단부(404)는 나머지 주전극(258)의 제 2 단부(404)로부터 대략 0.25 인치보다 작은 거리에 위치한다. 대안의 실시예에서, 플라즈마 건(500)은 조정가능하다. 예를 들어, 주전극(258)에 의해 규정되는 평면에 대해 플라즈마 건(500)의 높이가 조정가능하다. 다른 예로서, 플라즈마 건(500)의 배향 각도가, 주전극(258)에 의해 규정되는 평면이 플라즈마 건(500)의 중심축에 수직이 아니도록 조정될 수 있다.

이러한 대칭 간격은 아크 플래시로부터 주전극(258) 내로 전달되는 전류의 음의 시퀀스를 감소시킨다. 더욱이, 여기서 설명되는 구조는 각각의 주전극(258)으로 하여금 실질적으로 동일한 양의 전류를 운반하게 한다. 각각의 주전극(258)이 동일 전류를 운반하고 다른 주전극(258)으로부터, 그리고 플라즈마 건(500)으로부터 등거리에 위치하기 때문에, 각각의 주전극(258)의 팁과 플라즈마 건(500)의 중심축 사이의 임피던스가 또한 실질적으로 동일하다. 아크(530)가 억제부(102) 내에 억제되어, 과량의 에너지를 회로로부터 제거하여 회로 및 임의의 배전 장비를 보호하게 된다.

더욱이, 각각의 주전극(258)의 제 2 단부(404)의 반구 형태는 주전극(258)의 자체 파괴 방지를 돕는다. 따라서, 주전극(258)은 하나 이상의 국가 및/또는 국제 표준에 비해 각 주전극(258)의 수평 및/또는 수직 위치를 게이징함으로써 배치될 수 있다. 예를 들어, 각각의 주전극(258)이 플라즈마 건(400)의 중심축으로부터 등거리에 놓이도록, 그리고, 주전극(258)이 회로 보호 장치(100)에 의해 모니터링되는 전기 회로 내의 복수의 전도체들 간의 전압에 근거하여 서로로부터 등거리에 놓이도록, 주전극(258)이 위치할 수 있다. 더욱이, 각각의 주전극(258)의 제 2 단부(404)가 플라즈마 건(400)에 의해 방출되는 애블레이션 플라즈마에 의해 둘러쌓이도록 주전극(258)이 위치한다.

도 9는 애블레이션 플라즈마 건(600)의 대안의 실시예의 단면도다. 도 9에 도시되는 바와 같이, 플라즈마 건(600)은 단일 애블레이션 물질로부터 일체형으로 형성된다. 플라즈마 건(600)은 제 1 부분(604) 및 제 2 부분(606)에 의해 규정되는 챔버(602)를 포함하고, 상기 제 2 부분(606)은 제 1 부분(604) 위에 위치하고 제 1 부분(604)과 일체형으로 형성된다. 더욱이, 제 1 부분(604)은 제 1 직경(608)을 갖고, 제 2 부분(606)은 제 2 직경(610)을 갖는다. 도 9의 예시적인 실시예에서, 제 2 직경(610)은 제 1 직경(608)보다 크다. 더욱이, 도 9에 도시되는 바와 같이, 챔버(602)는 노즐(614)을 형성하도록 제 2 부분(606) 간에 부분적으로 연장되는 개구부(612)를 포함한다.

도 10은 애블레이션 플라즈마 건(700)의 다른 대안의 실시예의 단면도다. 도 10에 도시되는 바와 같이, 플라즈마 건(700)은 내부에 형성되는 컵(704)을 갖는 베이스(702)를 포함한다. 커버(706)가 베이스(702)에 연결되어 챔버(708)를 규정한다. 커버(706)는 제 1 부분(710) 및 제 2 부분(712)을 포함한다. 제 1 부분(710)은 베이스(702)의 제 1 측부(714)에 연결되고, 베이스(702)의 상측 에지(716)를 따라 연장된다. 마찬가지로, 제 2 부분(712)은 베이스(702)의 제 2 측부(718)에 연결되고 상측 에지(716)를 따라 연장된다. 제 1 부분(710) 및 제 2 부분(712)의 에지(720, 722) 사이에 갭이 규정되어 노즐(724)을 형성한다.

도 11은 플라즈마 건(500)의 사시도이고, 도 12는 플라즈마 건(500)의 전개도다. 예시적인 실시예에서, 플라즈마 건(500)은 메인 본체부(534), 제 1 중공 레그(536), 제 2 중공 레그(538)를 포함한다. 림(rim)(540)이 메인 본체부(534)의 적어도 일부분 간에 제공된다. 노즐(518)은 림(540)을 통해 챔버(504)(도 8에 도시됨) 내로 연장된다. 더욱이, 메인 본체부(534)는 플라즈마 건 개구(266) 내 플라즈마 건(500)의 고정을 촉진시키는 적어도 하나의 장착 개구(542)를 포함한다.

건 전극 개구(544)는 메인 본체부(534)를 통해 연장되고 내부에 건 전극부에 맞는 크기를 갖는다. 특히, 제 1 건 전극 본체(546)의 제 1 단부(526)는 제 1 방향으로 건 전극 개구(544) 내로 삽입되어, 제 1 단부(526)가 챔버(502) 내로 적어도 부분적으로 연장된다. 마찬가지로, 제 2 건 전극 본체(548)의 제 2 단부(528)는 제 2 방향으로 건 전극 개구(544) 내로 삽입되어, 제 2 단부(528)가 챔버(502) 내로 적어도 부분적으로 연장되고, 챔버(502) 간에 제 1 단부(526)를 대향시킨다. 각각의 건 전극 본체(546, 548)는 연장되는 포스트 개구(550)를 포함한다.

제 1 중공 레그(536) 및 제 2 중공 레그(538)는 메인 본체부(534)에 연결되고, 내부에 각자 와이어 전극을 수용하기 위한 크기를 갖는다. 예를 들어, 제 1 중공 레그(536)는 내부에 제 1 와이어 전극(522)을 수용하기 위한 크기를 갖고, 제 2 중공 레그(538)는 내부에 제 2 와이어 전극(524)을 수용하기 위한 크기를 갖는다. 각각의 와이어 전극(522, 524)은 상측 단부(552) 및 하측 단부(554)를 갖고, 그 사이에서 본체(556)가 연장된다. 상측 단부(552)는 각자의 건 전극 본체(546, 548)의 포스트 개구(550) 내로 삽입되기 위한 크기를 갖는 포스트(558)를 형성한다. 하측 단부(554)는 전기 커넥터(도 11 및 도 12에 도시되지 않음) 내로 삽입하기 위한 실질적인 반구 형태이다.

도 13은 플라즈마 건 조립체(800)의 사시도이고, 도 14는 전도체 커버(228)의 플라즈마 건 개구(266)의 사시도이며, 도 15는 플라즈마 건 조립체(800)의 전개도다. 특히, 임의의 플라즈마 건(500, 600, 700)이 플라즈마 건 조립체(800)와 함께 사용될 수 있다. 예시적인 실시예에서, 플라즈마 건(500)은 플라즈마 건 개구(266)를 통해 적어도 부분적으로 연장된다. 플라즈마 건 개구(266)는 제 1 개구부(802) 및 제 2 개구부(804)를 포함한다. 플라즈마 건 개구(266)는 갭에 의해 분리되는 내측 벽체(806) 및 외측 벽체(808)를 또한 포함한다.

제 1 개구부(802)는 제 1 중공 레그(536)를 전도체 커버(228)를 통해 연장되게 하여 제 1 플라즈마 건 커넥터(810)에 연결되게 하는 크기를 갖는다. 마찬가지로, 제 2 개구부(804)는 제 2 중공 레그(538)를 전도체 커버(228)를 통해 연장되게 하여 제 2 플라즈마 건 커넥터(812)에 연결되게 하는 크기를 갖는다. 특히, 와이어 전극 제 2 단부(554)(도 12에 도시됨)가 제 1 플라즈마 건 커넥터(810) 및 제 2 프라즈마 건 커넥터(812) 내로 각각 삽입된다. 플라즈마 건 커넥터(810, 812)는 와이어 전극(522, 524)과 점화 회로(firing circuit)(도시되지 않음) 사이의 전기적 연결을 제공한다. 더욱이, 플라즈마 건 커넥터(810, 812)는 플라즈마 건 조립체(800)로부터 플라즈마 건(500)을 제거할 수 있다. 플라즈마 건 커넥터(810, 812)는 플라즈마 건 메인 본체부(534)의 장착 개구(542) 하에 위치하는 적어도 하나의 장착 개구(814)를 포함한다.

플라즈마 건 조립체(800)는 플라즈마 건(500)을 커버하는 크기를 갖는 플라즈마 건 커버(816)를 또한 포함한다. 커버(816)는 상측부(818) 및 하측부(820)를 포함한다. 상측부(818)는 플라즈마 건 메인 본체부(534)와 실질적으로 동일한 형상이다. 더욱이, 상측부(818)의 중앙 개구(822)는 림(540)을 적어도 부분적으로 연장되게 하는 크기를 갖는다. 예시적인 실시예에서, 하측부(820)는 상측부(818)와 일체형으로 형성된다. 더욱이, 하측부(820)는 내측 벽체(806)와 외측 벽체(808) 사이의 갭의 폭과 실질적으로 동일한 두께를 갖는다. 하측부(820)는 내측 벽체(806)의 직경과 외측 벽체(808)의 직경 사이에 있는 직경을 또한 갖는다. 추가적으로, 하측부(820)는 플라즈마 건 메인 본체부(534)의 장착 개구(542)의 위에 놓이도록 위치하는 장착 개구(824)를 포함한다. 핀이나 유사 패스닝 메커니즘이 장착 개구(814, 542, 824)를 통해 연장되고, 내측 벽체(806)에 제공되는 장착 개구(826) 내에 고정되어, 커버(816) 및 플라즈마 건(500)의 고정을 촉진시킨다.

배전 장비의 보호를 이한 장치에 사용하기 위한 장치의 예시적인 실시예들이 위에서 상세하게 설명되었다. 이 장치는 여기서 설명한 특정 실시예에 국한되지 않으며, 대신에, 방법의 작동 및/또는 시스템 및/또는 장치의 구성요소를, 다른 작동 및/또는 구성요소와 독립적으로 그리고 별개로 하여 이용할 수 있다. 더욱이, 설명되는 작동 및/또는 구성요소는 다른 시스템, 방법, 및/또는 장치에서 형성될 수도 있고, 다른 시스템, 방법, 및/또는 장치와 조합하여 사용될 수도 있으며, 여기서 설명되는 시스템, 방법, 저장 매체만으로 실시하도록 제한되지 않는다.

본 발명이 예시적인 배전 장비와 연계하여 설명되었으나, 본 발명의 실시예들은 다른 수많은 범용 또는 전용 배전 환경 또는 구조를 이용하여 작동된다. 배전 장비는 본 발명의 임의의 형태의 용도 또는 기능의 범위에 대하여 임의의 제한사항을 암시하도록 의도하는 것이 아니다. 더욱이, 배전 장비는 예시적인 작동 환경에서 설명되는 임의의 구성요소 또는 구성요소들의 조합에 관한 임의의 종속성 또는 요건을 갖는 것으로 해석되어서는 안된다.

여기서 설명되고 도시되는 발명의 실시예들 중 작동의 실행 또는 수행 순서는 달리 명시하지 않을 경우 본질적인 것이 아니다. 즉, 달리 명시하지 않을 경우 작동이 임의의 순서로 실행될 수 있고, 본 발명의 실시예는 여기서 개시되는 사항보다 많은 또는 적은 작동들을 포함할 수 있다. 특정 작동을, 예를 들어, 다른 작동 이전에, 다른 작동과 동시에, 또는 다른 작동 이후에, 실행하거나 수행하는 것이 본 발명의 형태의 범위 내에 있다고 간주된다.

본 발명의, 또는 그 실시예의, 형태의 요소를 도입할 때, "일", "하나", "이러한", "상기"는 요소들 중 하나 이상이 존재함을 의미하는 것으로 간주된다. "포함하는", "갖춘", "갖는"이라는 용어는 포괄적인 의미로서, 나열되는 요소들과는 다른 추가적인 요소들이 존재할 수 있음을 의미한다.

서면에 의한 본 설명이 예를 이용하여, 최적 모드를 포함한, 본 발명을 개시하고, 당 업자로 하여금 본 발명을 실시할 수 있게 하며, 임의의 장치 또는 시스템의 제작 및 이용과, 임의의 채택된 방법의 실행을 포함한다. 본 발명의 특허가능한 범위는 청구범위에 의해 규정되며, 당 업자에게 발생하는 다른 예들을 포함할 수 있다. 이러한 다른 예들은, 청구범위의 글자 그대로와는 다르지 않은 구조적 요소들을 가질 경우, 또는, 청구범위의 글자 그대로와는 실질적이지 않은 차이를 갖는 대등 구조적 요소를 포함할 경우, 청구범위의 범위 내에 포함되는 것으로 해석된다.

100 : 회로 보호 장치 102 : 억제부
104 : 외측 쉘 106 : 컨트롤러
200 : 전기 절연 구조 202 : 베이스판
204 : 전도체 베이스 228 : 전도체 커버
240 : 수직 배리어 256 : 전극 조립체
258 : 전극 260 : 전극 홀더

Claims

회로 보호 장치(100)에 있어서,
축을 따라 애블레이션 플라즈마(532)를 방출하도록 구성되는 플라즈마 건(500)으로서, 상기 플라즈마 건(500)은 제 1 볼륨을 갖는 제 1 부분(506)과, 상기 제 1 볼륨보다 큰 제 2 볼륨을 갖는 제 2 부분(508)을 포함하고, 상기 제 1 부분(506) 및 상기 제 2 부분(508)에 의해 챔버(504)가 규정되는, 상기 플라즈마 건(500)과,
복수의 전극(258)을 포함하며,
상기 복수의 전극(258)의 각각의 전극(258)은 회로의 각자의 전도체에 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 전극(258)은, 각각의 상기 전극(258)이 상기 축으로부터 등거리에 위치하도록 상기 축에 수직인 평면을 따라 배열되는
회로 보호 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 전극(258)은 상기 평면을 따라 서로로부터 등거리에 위치하는
회로 보호 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 회로 보호 장치(100)는 복수의 전극 홀더(260)를 더 포함하고, 상기 복수의 전극 홀더(260)의 각각의 전극 홀더(260)는 상기 복수의 전극(258)의 각자의 전극(258)을 지지하여, 각자의 상기 전극(258)의 위치가 상기 축에 대해 반경방향으로 조정가능하게 하도록 구성되는
회로 보호 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 챔버(504)는 상기 제 2 부분(508)을 가로질러 부분적으로 연장되는 개구부(520)를 포함하여, 상기 개구부(520)가 노즐(518)을 규정하고, 상기 복수의 전극(258) 각각은 상기 노즐(518)로부터 축방향으로 등거리에 위치하는
회로 보호 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 플라즈마 건(500)은 베이스(516)와, 상기 베이스(516)에 연결된 커버(514)를 포함하고, 상기 커버(514)는 노즐(518)을 규정하며, 상기 복수의 전극(258) 각각은 상기 노즐(518)로부터 축방향으로 등거리에 위치하는
회로 보호 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 전극(258) 각각은 제 1 단부(402) 및 제 2 단부(404)를 포함하고, 상기 제 1 단부(402) 및 상기 제 2 단부(404) 사이에 본체가 규정되며, 상기 제 2 단부(404)는 반구 형태인
회로 보호 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 전극(258)에 의해 규정되는 평면이 상기 축에 수직이지 않도록, 상기 플라즈마 건(500)의 위치가 조정가능한
회로 보호 장치.
회로 보호 장치(100)와 함께 사용하기 위한 아크 개시 시스템에 있어서,
회로 내 아크 이벤트를 검출하고 상기 회로 보호 장치(100) 내에서 아크를 개시하도록 구성되는 컨트롤러(106)와,
상기 컨트롤러(106)에 작동적으로 연결되고, 축을 따라 애블레이션 플라즈마(532)를 방출하도록 구성되는 플라즈마 건(500)으로서, 상기 플라즈마 건(500)은 제 1 볼륨을 갖는 제 1 부분(506)과, 상기 제 1 볼륨보다 큰 제 2 볼륨을 갖는 제 2 부분(508)을 포함하고, 상기 제 1 부분(506) 및 상기 제 2 부분(508)에 의해 챔버(504)가 규정되는, 상기 플라즈마 건(500)과,
복수의 전극(258)을 포함하며,
상기 복수의 전극(258)의 각각의 전극(258)은 상기 회로의 각자의 전도체에 전기적으로 연결되고, 상기 복수의 전극(258)은, 상기 전극(258)이 서로로부터 등거리에 놓이도록 상기 축에 대해 수직인 평면을 따라 배열되는
아크 개시 시스템.
제 8 항에 있어서,
각각의 상기 복수의 전극(258) 사이의 각자의 거리는 상기 플라즈마 건(500)으로부터 애블레이션 플라즈마(532)를 수용하는 크기를 갖는 갭을 규정하는
아크 개시 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 복수의 전극(258) 각각은 동일한 양의 전류를 운반하도록 구성되는
아크 개시 시스템.