KR102076297B1

KR102076297B1 - 서지 보호 시스템

Info

Publication number: KR102076297B1
Application number: KR1020150108733A
Authority: KR
Inventors: 츠요시 카와바타
Original assignee: 가부시키가이샤 산코샤
Priority date: 2014-10-31
Filing date: 2015-07-31
Publication date: 2020-02-11
Also published as: US9812858B2; JP2016092941A; EP3016115A1; CN105576625A; HK1219577A1; CN105576625B; US20160126728A1; EP3016115B1; JP6474230B2; KR20160051565A

Abstract

서지 보호 시스템은 배선용 받침대를 가지고 여러 선로측 전선과 접지선 사이에 연결되어있다. 받침대에는 여러 서지 보호 장치(Surge Protective Devicesz; SPD)와, 하나의 서지 검출기가 병렬로 배치되어 착탈 가능하게 끼워 장착되어있다. 받침대에는 복수 개 SPD와, 1 개의 서지 검출기를 연결하는 배선 브래킷을 가지고 있다. 낙뢰 서지 전류 i가 선로측 전선으로부터 서지 보호 시스템에 침입하면 낙뢰 서지 전류 i는 서지 보호 시스템의 SPD, 배선 브래킷 내의 제 1 받침대 접촉부, 연결부, 및 제 2 받침대 접촉부를 통해 서지 검출기로 흐른다. 서지 검출기에 흐른 낙뢰 서지 전류 i는 접지선를 통해 그라운드 GND로 방출된다. 이러한 구성에 의해, 서지 보호 시스템의 소형화가 가능하며, 공간이 좁은 배선반 등에 수납할 수 있다.

Description

서지 보호 시스템{SURGE PROTECTION SYSTEM}

본 발명은 전원선 또는 통신선로에서 접지선(ground wire)에 흐르는 낙뢰 서지 전류에 대해 보호 대상 기기를 보호하기 위한 서지 보호 시스템에 관한 것이다.

선행 기술의 서지 보호 시스템은 예를 들면, 일본 특개 2013-077483호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 전원선 또는 통신선로에서 접지선에 흐르는 낙뢰 서지 전류에 대해 보호 대상 기기를 보호하는 것이다. 서지 보호 시스템은 낙뢰 서지 전류를 접지선에 방류하는 서지 보호 장치(Surge Protective Device, 이하 "SPD"이라한다)를 가지고 있다. SPD 배선용 받침대에 착탈 가능(detachably)하게 끼워져서(to fit into to be attached) 장착되어 있다. 받침대의 접지선 측에는 낙뢰 서지 전류를 검출하여 표시하는 서지 검출기(surge detector)가 착탈 가능하게(detachably attached) 장착되어 있다.

전원선 또는 통신선로는 일반적으로 여러 개의 트랙으로 구성되어있다. 서지 보호 시스템은 여러 선로에 각각 설치된다.

그러나 선행 기술의 서지 보호 시스템은 다음의 (1)과 (2)와 같은 문제가 있다.

(1) 선행 기술의 서지 보호 시스템의 서지 검출기는 받침대의 접지선 측에 설치되어 있기 때문에 서지 검출기가 받침대에서 튀어나온 형상으로 되어있다. 따라서 선행 기술의 서지 보호 시스템은 수납용 플러그 보드(distribution frame) 또는 SPD반(SPD frame)의 공간(space)이 좁은 경우 소형화가 안되며 수납이 곤란하다.

(2) 선행 기술의 서지 보호 시스템은 하나의 SPD에 대해 하나의 서지 검출기를 받침대를 통해 연결하도록 구성되어있다. 여러 선로에는 그 선로의 해당 수만큼의 SPD와 서지 검출기가 설치된다. 따라서 선행 기술의 서지 보호 시스템은 부품의 수가 많아지고 소형화 못하고 좁은 공간의 배선반 또는 SPD 반에는 수납이 곤란하다.

일본공개특허 제2013-077483호(2013.04.25. 공개)

따라서, 본 발명의 목적은 선행 기술의 상기 과제를 해결하기 위해 구성 부품 수를 줄여 소형화하고, 좁은 공간의 배선반 또는 SPD 반에 수납 가능한 서지 보호 시스템을 제공할 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 서지 보호 시스템은 배선의 받침대와 병렬로 배치되고, 상기 받침대에 착탈 가능하게 끼워 장착되는 복수의 SPD와, 상기 SPD에 병렬로 배치되고, 상기 받침대에 착탈 가능하게 끼워 장착되는 서지 검출기를 구비하고 있다.

상기 받침대는 상부가 개구된 대략 상자 모양의 베이스(基台)와, 상기 베이스의 상부를 덮는 밑면부(基部), 및 상기 밑면부의 양 측면에서 위 방향으로 연장된 한 쌍의 제 1 측벽부 및 제 2 측벽부를 갖는 커버와, 상기 베이스 및 상기 커버 내에 수용되며, 상기 제 1 측벽부의 외 측면에서 삽입되는 복수의 선로 측 전선이 각각 연결되는 복수의 제 1 받침대 단자부와 상기 베이스 및 상기 커버 내에 수용되며, 상기 제 2 측벽부의 외측면에서 삽입되는 접지선이 연결되는 제 2 받침대 단자부와 상기 베이스에 수용된 배선 브래킷을 구비하고 있다. 상기 배선 브래킷은 제 1 받침대 접촉부와 제 2 받침대 접촉부와, 상기 제 1 받침대 접촉부 및 상기 제 2 받침대 접촉부 사이를 연결하는 연결부를 가지고 있다.

상기 각 SPD는 상기 제 1 측벽부 및 상기 제 2 측벽부 사이에 착탈 가능하게 끼워 장착되는 약자 상자 형태의 제 1 케이스와, 상기 제 1 케이스 내에 수용되며, 상기 각 제 1 받침대 단자부 측면에서 침입하는 낙뢰 서지 전류를 상기 제 1 받침대 접촉부측에 방전하는 피뢰기 회로를 갖고 있다.

상기 낙뢰 서지 검출기는 상기 제 1 케이스와 대략 같은 형상을 가지며, 상기 제 1 측벽부 및 상기 제 2 측벽부 사이에 착탈 가능하게 끼워 장착되는 제 2 케이스와, 상기 제 2 케이스에 수용되고, 상기 제 2 받침대 접촉부측으로부터 침입하는 상기 낙뢰 서지 전류를 상기 제 2 받침대 단자부측으로 방출함과 동시에, 상기 낙뢰 서지 전류의 전류값을 검출하여 낙뢰 서지 전류 감지 결과를 요구하는 검출부와, 상기 낙뢰 서지 전류 감지 결과를 외부에서 육안으로 확인 가능한 상태로 표시하는 표시부를 갖고 있다.

본 발명의 서지 보호 시스템에 의하면, SPD 및 서지 검출기가 받침대에 병렬로 배치되고, 상기 SPD에 침입 한 낙뢰 서지 전류를 상기 서지 검출기를 통해 접지선 측에 방류하도록 구성되어 있다. 따라서 본 발명의 서지 보호 시스템은 소형화하여 좁은 공간의 배선반 또는 SPD 반에 수납하는 것이 가능해진다. 또한, 본 발명의 서지 보호 시스템은 여러 SPD에 대해 하나의 서지 검출기를 연결하도록 되어있다. 따라서 부품 수가 적어지므로 서지 보호 시스템의 소형화가 가능하며, 공간이 좁은 배선반 또는 SPD 반에도 수납할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 있어서 서지 보호 시스템의 전체를 나타내는 개략적 회로 구성도.
도 2는 도 1에서의 서지 검출기를 개략적 회로 구성도.
도 3은 도 1의 서지 보호 시스템을 나타내는 외관 사시도.
도 4는 도 3의 받침대를 나타낸 사시도.
도 5는 도 4의 받침대를 왼쪽에서 본 사시도.
도 6은 도 4의 받침대를 분해한 상태를 나타내는 사시도.
도 7은 도 6의 배선 브래킷을 나타내는 확대 사시도.
도 8은 도 6의 제 1 받침대 단자부를 나타내는 확대 사시도.
도 9는 도 6의 제 2 받침대 단자부를 나타내는 확대 사시도.
도 10은 도 3에서의 SPD를 나타내는 사시도.
도 11는 도 10의 SPD를 아래에서 본 사시도.
도 12는 도 10의 SPD의 내부를 나타내는 투시 사시도.
도 13은 도 3의 서지 검출기를 나타내는 사시도.
도 14는 도 13의 서지 검출기를 오른쪽에서 본 사시도.
도 15는 도 14의 서지 검출기의 전지 덮개를 제거한 상태를 나타내는 사시도.
도 16은 도 13의 서지 검출기를 아래에서 본 사시도.
도 17는 도 13의 서지 검출기의 내부를 나타내는 투시 사시도.
도 18은 도 1의 서지 보호 시스템의 적용 예를 개략적 회로 구성도.
도 19는 본 발명의 제 2 실시 예에 있어서 서지 보호 시스템의 전체를 나타내는 개략의 회로 구성도.
도 20은 도 19의 서지 보호 시스템의 적용 예를 개략적 회로 구성도.

본 발명의 상기 및 기타의 목적과 신규한 특징은 다음의 바람직한 실시 예에 대한 설명을 첨부 도면과 대조해 보면 명백해질 것이다. 단, 첨부된 도면은 오로지 설명을위한 것으로서, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

(제 1 실시 예의 구성)

도 1은 본 발명의 제 1 실시예인 서지 보호 시스템(1)의 전체를 나타내는 개략의 회로 구성도이다. 서지 보호 시스템(1)은 전원선의 여러 선로(81)에 연결된 보호 대상 기기(82)를 낙뢰 서지 전류 i로부터 보호하기 위한 시스템이다. 여러 선로(81)는 예를 들어, 단상 3 선식이며, 접지상을 갖는 입력 전압(교류 200V)을 공급하는 전원선이다. 여러 선로(81)는 예를 들어, 3 개의 선로 81U, 81V, 81N을 가지고 있다. 서지 보호 시스템(1)은 3 개의 선로(81)의 분기점 N1, N2, N3에서 분기된 복수의 선로측 전선(83)에 연결되어 있다. 여러 선로측 전선(83)은 예를 들어, 3 개의 선로측 전선 83A, 83B, 83C를 가지고 있다.

서지 보호 시스템(1)은 배선용 받침대(plinth, 10)와, 여러 SPD(40)와, 하나의 서지 검출기(60)로 구성되어있다. 받침대(10)는 여러 SPD(40)와, 1 개의 서지 검출기(60)를 연결하는 배선 장치이다. 여러 SPD(40)는 낙뢰 서지 전류 i가 유입되면 도통하여 그 낙뢰 서지 전류 i를 서지 검출기(60)에 흐르게 하기 위한 장치이며, 받침대(10)에 착탈 가능하게 끼워 장착되어있다. 여러 SPD(40)는 예를 들어, 3 개의 SPD40A, 40B, 40C를 가지고 있다. 서지 검출기(60)는 낙뢰 서지 전류 i를 검출하고 검출 결과를 표시하는 장치이며, 3 개의 SPD(40)에 병렬로 배치되고, 받침대(10)에 착탈 가능하게 끼워 장착되어있다. 서지 보호 시스템(1)은 접지선(84)을 통해 그라운드(ground, GND)에 연결되어있다.

받침대(10)는 복수의 제 1 받침대 단자부(11)와 하나의 제 2 받침대 단자부(13)가 설치되어있다. 복수의 제 1 받침대 단자부(11)는 3 개의 선로측 전선(83)과 연결하기 위해 3 개의 선로(81) 측에 설치되어있다. 하나의 제 2 받침대 단자부(13)는 접지선(84)와 연결하기 위해 그라운드(GND) 측에 설치되어있다. 복수의 제 1 받침대 단자부(11)는 예를 들어, 3 개의 제 1 받침대 단자부 11A, 11B, 11C를 가지고 있다. 3 개의 제 1 받침대 단자부(11)는 3 개의 선로측 전선(83)을 통해 보호 대상 기기(82)에 연결되어있다. 3 개의 제 1 받침대 단자부(11)는 3 개의 SPD(40)의 일단에 각각 연결되어있다. 3 개의 SPD(40)의 타 단에는 배선 브래킷(12)을 통해 서지 검출기(60)의 일단이 연결되어있다. 배선 브래킷(12)은 받침대(10) 내에 수용되어 3 개의 SPD(40) 및 서지 검출기(60)를 연결하기 위한 것이다. 서지 검출기(60)의 타 단에는 제 2 받침대 단자부(13)가 연결되어있다. 제 2 받침대 단자부(13)는 접지선(84)을 통해 그라운드(GND)에 연결되어있다.

배선 브래킷(12)은 복수의 제 1 받침대 접촉부(14)(the 1st plinth contact part), 1 개의 제 2 받침대 접촉부(15)(the 2nd plinth contact part) 및 연결부(16)를 가지고 있다. 복수의 제 1 받침대 접촉부(14)는 3 개의 SPD(40)와 연결하기 위해 그라운드(GND) 측에 마련된 것이다. 복수의 제 1 받침대 접촉부(14)는 예를 들어, 3 개의 제 1 받침대 접촉부 14A, 14B, 14C를 가지고 있다. 제 2 받침대 접촉부(15)는 서지 검출기(60)와 연결하는 선로(81) 쪽에 마련된 것이다. 연결부(16)는 3 개의 제 1 받침대 접촉부(14)와 하나의 제 2 받침대 접촉부(15)를 연결하는 것이다.

각 SPD(40)는 제 1 컨택트(41)(the 1st contact) 및 제 2 컨택트(42)(the 2nd contact)를 가지고 있다. 제 1 컨택트(41)는 선로(81) 측에 설치된 받침대(10)의 제 1 받침대 단자부(11)에 연결되어있다. 제 2 컨택트(42)는 그라운드(GND) 측에 설치된 배선 브래킷(12)의 제 1 받침대 접촉부(14)에 연결되어있다. 제 1 컨택트(41)와 제 2 컨택트(42) 사이에는 피뢰 회로(43)가 연결되어있다.

피뢰 회로(43)는 제 1 컨택트(41)에서 침입하는 낙뢰 서지 전류 i를 서지 검출기(60)에 방류하기 위한 회로이다. 피뢰 회로(43)는 바리스터(43a)(varistor) 및 분리기구(43b)를 가지고 있다. 이 바리스터(43a) 및 분리기구(43b)는 제 1 컨택트(41)와 제 2 컨택트(42) 사이에 직렬로 연결되어있다. 바리스터(43a)는 낙뢰 서지 전류 i가 흐르는 단락 상태가 될 때 낙뢰 서지 전류 i를 도통시키는 비선형 저항 소자이다. 바리스터(43a)는 과도한 낙뢰 서지 전류 i에 의해 열화되면 누설 전류가 커지거나 혹은 소상될 수 있으므로 이 바리스터(43a)를 회로에서 분리하기 위해 분리기구(43b)가 설치되어있다. 분리기구(43b)와 바리스터(43a)는 규정 온도 이상으로 가열되면 용단(fusion cutting)되는 솔더 부재(solder component) 등으로 구성되어있다.

서지 검출기(60)는 제 3 컨택트(61), 제 4 컨택트(62), 검출부(63) 및 표시부(64)를 구비한다. 제 3 컨택트(61)는 선로(81) 측에 설치된 배선 브래킷(12)의 제 2 받침대 접촉부(15)에 연결되어있다. 제 4 컨택트(62)는 그라운드 GND 측에 설치된 받침대(10)의 제 2 받침대 단자부(13)에 연결되어있다. 검출부(63)는 낙뢰 서지 전류 i를 검출하기 위한 장치이다. 표시부(64)는 검출부(63)에서 검출된 낙뢰 서지 전류 감지 결과를 표시하기 위한 장치이다.

도 2는 도 1에서의 서지 검출기(60)를 표시하는 개략적 회로 구성도이다. 서지 검출기(60)는 제 3 컨택트(61), 제 4 컨택트(62), 검출부(63), 표시부(64), 연결바(65)(connection bar), 전지(66) 및 확인 버튼(67)(confirmation button)을 구비한다. 제 3 컨택트(61)와 제 4 컨택트(62) 사이는 연결바(65)에 의해 연결되어있다. 검출부(63)는 연결바(65)의 외주에 장착(wearing)된 검출 코일(63a)(detector coil)과 이 검출 코일(63a)에 연결된 제어부(63b)를 구비한다. 검출 코일(63a)은 연결바(65)를 흐르는 낙뢰 서지 전류 i를 검출하기 위해 그 낙뢰 서지 전류 i에 의해 유도되는 유도 전류를 출력하는 장치이다.

제어부(63b)는 서지 검출기(60)의 전체의 동작을 제어하는 장치이며, 예를 들면, 연산 제어부(63b1) 및 메모리(63b2)(memory)를 가지고 있다. 연산 제어부 (63b1)는 검출 코일(63a)로부터 출력되는 유도 전류를 전압으로 변환하여 검출 전압을 생성하고 이 검출 전압의 전압 파형을 시간축에 대해 지연 처리를 실시하고, 변형 처리 파형을 출력하고, 그 변형 처리 파형 전압 값에서 낙뢰 서지 전류 i의 전류 값을 산정하여 처리 횟수 n 및 최대 전류 값 im을 갖는 낙뢰 서지 전류 감지 결과를 요구하는 것이다. 메모리(63b2)는 낙뢰 서지 전류 감지 결과 중 처리 횟수 n 및 최대 전류 값 im을 기억하는 장치이다. 제어부(63b)는 표시부(64), 전지(66) 및 확인 버튼(67)이 연결되어있다. 배터리(66)는 전원 전력을 공급하기 위한 것이다. 확인 버튼(67)은 메모리(63b2)에 기억된 처리 횟수 n 및 최대 전류 값 im을 표시부 (64)에 표시하기 위한 스위치이다.

도 3은 도 1의 서지 보호 시스템(1)을 나타내는 외관 사시도이다. 서지 보호 시스템(1)의 받침대(10)는 상부가 개구된 대략 상자 모양의 베이스(17, 基台)를 가지며, 그 베이스(17)의 상부가 커버(18)(cover)로 덮여있다. 베이스(17) 및 커버(18)는 플라스틱 (plastic) 등의 절연 부재에 의해 형성되어있다. 커버(18)는 베이스(17)를 덮는 밑면부(18a, 基部)와, 이 밑면부(18a)의 양 측면에서 위 방향으로 연장되어 형성된 한 쌍의 제 1 측벽부(18b) 및 제 2 측벽부(18c)로 구성되어있다. 베이스(17)의 하단에는 걸림 손잡이(19)(metal fittings to lock)가 전진과 후퇴 가능하게 설치되어있다. 걸림 손잡이(19)는 장비 장착용 레일(85)(Mounting rails for devices, 예를 들어, DIN 레일)을 협지(to hold between)하여 걸림(to lock)하고 받침대(10)를 분리형으로 고정하는 기능을 제공하고 있다.

DIN 레일(85)은 DIN 규격에서 정한 예를 들어 35mm 폭의 기기 지지대이다. DIN 규격은 교류 1000V 이하 또는 직류 1500V 이하로 사용하는 개폐기 산업용 단자대 등의 전기 기기를 설치할 장비 장착 레일에 대해 규정되어있다.

제 1 측벽부(18b)는 복수의 선로측 전선(83)을 삽입하기 위한 도시하지 않은 제 1 개구부가 설치되어있다. 제 1 개구부에는 여러 선로측 전선(83)이 삽입되어 도 1의 복수의 제 1 받침대 단자부(11)에 연결되어있다. 제 1 측벽부(18b)의 윗면 (18d)에는 제 1 개구부에 삽입된 복수의 선로측 전선(83)을 고정하기 위한 복수의 나사 구멍(20)이 설치되어있다. 여러 나사 구멍(20)은 예를 들어 나사 구멍(20A)와 도시하지 않은 2 개의 나사 구멍 20B, 20C를 구비한다.

제 2 측벽부(18c)에 접지선(84)을 삽입하기 위한 복수의 제 2 개구부(21)가 설치되어있다. 복수의 제 2 개구부(21)는 예를 들어, 2 개의 제 2 개구부 21A, 21B를 가지고 있다. 제 2 개구부(21A)에 접지선(84)이 삽입(insert)되어 도 1의 제 2 받침대 단자부(13)에 연결되어있다. 제 2 개구부(21B)는 예비로 설치되어있는 것이다. 제 2 측벽부(18c)의 윗면(18e)에 접지선(84)을 고정하기 위한 복수의 나사 구멍(22)이 각각 설치되어있다. 여러 나사 구멍(22)은 예를 들어, 2 개의 나사 구멍 22A, 22B를 가지고 있다. 제 2 측벽부(18c)의 하단에는 SPD40 교환 식별용 단자(23)가 설치되어있다.

각 SPD40은 해당 SPD40 부품을 수납하는 대략 상자형의 제 1 케이스(44)(the 1st case)를 가지고 있다. 제 1 케이스(44)는 플라스틱 등의 절연 부재에 의해 형성되고, 이 제 1 케이스(44) 내에 도 1의 피뢰 회로(43)가 수납되어있다. 서지 검출기(60)는 이 서지 검출기(60)의 부품을 수납하는 대략 상자형의 제 2 케이스(68)(the 2nd case)를 가지고 있다. 제 2 케이스(68)는 플라스틱 등의 절연 부재에 의해 형성되고, 도 2의 검출부(63) 등이 수납되어있다.

도 4는 도 3의 받침대(10)를 나타내는 사시도이다. 또한, 도 5는 도 4의 받침대(10) 왼쪽에서 본 사시도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 받침대(10)의 밑면부(18a)는 3 개의 SPD(40)를 탑재(loading)하는 3 개의 적재면(18f) 및 서지 검출기(60)를 탑재하기 위한 하나의 적재면(18g)을 가지고 있다.

각 SPD(40)의 적재면(18f)에는 제 1 컨택트(41)와의 연결을 위한 복수 개 컨택홀(24)(contact hole)과, 제 2 컨택트(42)와의 연결을 위한 복수 개 컨택홀(25)과 복수 개 오(誤)삽입 방지홀(26)과, 복수 개 스위치홀(27)(switch hole)이 형성되어 있다. 복수 개 컨택홀(24)은 예를 들어, 3 개의 컨택홀 24A, 24B, 24C를 가지고 있다. 복수 개 컨택홀(25)은 예를 들어, 3 개의 컨택홀 25A, 25B, 25C를 가지고 있다. 복수 개 오삽입 방지홀(26)은 반대 방향의 삽입에 의한 SPD(40)의 연결 오류를 방지하기 위한 것으로, 예를 들어, 3 개의 오삽입 방지홀 26A, 26B, 26C를 가지고 있다. 3 개의 SPD(40)에는 복수 개 스위치홀(27)에 삽입되는 스위치 가압 부재(51)가 설치되어있다. 복수 개 스위치홀(27)에 스위치 가압 부재(51)가 삽입되면, 베이스(17) 내에 설치된 도시되지 않은 스위치가 온 상태가 된다. 복수 개 스위치홀(27)은 예를 들어, 3 개의 스위치홀 27A, 27B, 27C를 가지고 있다.

서지 검출기(60)의 적재면(18g)에는 2 개의 컨택홀(28,29)과, 오삽입 방지 홀(30), 스위치홀(31), 단자 구멍(32)(terminal hole)이 형성되어있다. 컨택홀(28)은 서지 검출기(60)의 제 3 컨택트(61)를 삽입하여 연결하기 위한 것이다. 컨택홀(29)은 서지 검출기(60)의 제 4 컨택트(62)를 삽입하고 연결하기 위한 것이다. 오삽입 방지홀(30)은 반대 방향의 삽입에 의한 서지 검출기(60)의 연결 오류를 방지하기 위한 것이다. 서지 검출기(60)는 스위치홀(31)에 삽입되는 스위치 가압 부재(76)가 설치되어있다. 스위치홀(31)에 가압 부재(76)가 삽입되면 베이스(17) 내에 설치된 도시되지 않은 스위치가 온 상태가 된다. 단자 구멍(32)은 전력 공급용 단자이다.

받침대(10)의 제 1 측벽부(18b)의 안쪽면은 도 3의 제 1 케이스(44) 및 제 2 케이스(68)의 외측면이 접하는 면이다. 제 1 측벽부(18b)의 내측면에는 상부측에 복수의 결합볼록부(33)와, 하부측에 복수의 안내부(34)가 설치되어있다. 복수의 결합볼록부(33)는 커버(18)에 제 1 케이스(44) 및 제 2 케이스(68)를 결합(to engage)하기 위한 돌기(projection)이다. 복수의 결합볼록부(33)는 예를 들어, 4 개의 결합볼록부 33A, 33B, 33C, 33D를 가지고 있다. 복수의 안내부(34)는 커버(18)에 제 1 케이스 (44) 및 제 2 케이스(68)를 삽입하거나 빼낼 때 제 1 케이스(44) 및 제 2 케이스(68)의 외측면을 슬라이딩(to slide)시키기 위한 것이다. 복수의 안내부(34)는 예를 들어, 4 개의 안내부 34A, 34B, 34C, 34D를 구비한다.

도 6은 도 4의 받침대(10)를 분해한 상태를 나타내는 사시도이다. 도 7은 도 6의 배선 브래킷(12)을 나타내는 확대 사시도이다. 도 8은 도 6의 제 1 받침대 단자(11)를 나타내는 확대 사시도이다. 또한, 도 9는 도 6의 제 2 받침대 단자부 (13)를 나타내는 확대 사시도이다.

도 6에 도시된 받침대(10)의 베이스(17)는 여러 칸막이(17a)가 설치되어있다. 여러 칸막이(17a)는 금속 3 개의 제 1 받침대 단자부(11), 배선 브래킷(12), 및 금속 제 2 받침대 단자부(13)를 구분하는 것이다. 3 개의 제 1 받침대 단자부(11)의 배선 브래킷(12) 및 제 2 받침대 단자부(13)는 여러 칸막이(17a)에 분리되어, 베이스(17)에 수용되어있다. 3 개의 제 1 받침대 단자(11)는 3 개의 선로측 전선(83)을 삽입하여 고정하기 위한 것이다. 배선 브래킷(12)은 SPD(40)에 침입한 낙뢰 서지 전류 i를 서지 검출기(60)에 방류하기 위한 것이다. 제 2 받침대 단자부(13)는 접지선(84)을 삽입하여 고정하기 위한 것이다.

도 7에 도시된 배선 브래킷(12)은 제 1 받침대 접촉부(14)와 제 2 받침대 접촉부(15)의 연결부로 되는 연결판(16)으로 구성되어있다. 연결판(16)은 제 1 받침대 접촉부(14)와 제 2 받침대 접촉부(15)를 연결하기 위한 도통용 미세한 판형의 부재이다.

제 1 받침대 접촉부(14)는 지지판(14a)과 복수의 제 1 받침대 컨택트(14b)로 구성되어있다. 지지판(14a)은 연결판(16)의 일단에 대략 직각 방향으로 연결되는 판형의 부재이다. 복수의 제 1 받침대 컨택트(14b)는 지지판(14a)에 고정되고, 수직 홈이 형성되고 상부가 개구된 대략 원통형의 형상을 하고 있으며, SPD의 제 2 콘택트(42)가 삽입되는 것이다.

제 2 받침대 접촉부(15)는 지지 부재(15a) 및 제 2 받침대 컨택트(15b)로 구성되어있다. 지지 부재(15a)는 연결판(16)의 타 단에서 지지판(14a)과 반대측의 대략 직각 방향으로 연결되어있다. 지지 부재(15a)는 제 2 받침대 컨택트(15b)를 고정하는 판 모양의 지지부(15a1)를 구비한다. 제 2 받침대 컨택트(15b)는 지지부( 15a1)에 고정되고, 수직적 홈이 형성되고 상부가 개구된 대략 원통형의 형상을 하고 있으며, 서지 검출기(60)의 제 3 컨택트(61)가 삽입되는 것이다.

도 8에 도시된 받침대 단자(11)는 지지 부재(11a), 받침대 컨택트(11b), 고정 프레임(11c) 및 나사(11d)(screw)로 구성되어있다. 지지 부재(11a), 이 하부에 설치된 단면 스탠드 L 자 모양의 지지판(11a1)과, 이 지지판(11a1) 상단으로 연장 (a extended)되도록 형성되는 단면 스탠드 U 자형의지지 프레임(11a2)을 구비하고 있다. 지지판(11a1)은 받침대 컨택트(11b)를 고정하기 위한 것이다. 지지 프레임(11a2)은 고정 프레임(11c)을 마련하기 위한 것이며, 나사(11d)를 통과하는 나사 구멍이 형성되어있다.

받침대 컨택트(11b)는 지지판(11a1)에 고정된 대략 원통형 부재이며, 이 대략 원통형 부재의 상부의 개구 부분에 여러 종적 홈(縱割溝, 종 방향으로 분할된 홈)이 형성되어 SPD(40)의 제 1 컨택트(41)를 착탈이 자유롭게 허용하도록 되어있다. 고정 프레임(11c)은 선로측 전선(83)을 고정하기 위한 단면이 대략 사각 프레임 모양의 부재이며, 이 단면이 대략 사각 프레임 모양의 부재가 지지 프레임(11a2)의 나사 구멍의 아래쪽에 배치되어 나사(11d)에 의해 상하 이동 가능하게 설치되어있다. 나사(11d)는 지지 프레임(11a2)의 나사 구멍에 스크류(to screw into) 체결되어 나사(11d)를 조이는 것에 의해 고정 프레임(11c)에 삽입된 선로측 전선(83)을 고정하도록 되어있다.

도 9에 도시된 제 2 받침대 단자부(13)는 지지 부재(13a), 받침대 컨택트(13b), 두 개의 고정 프레임(13c1, 13c2) 및 2 개의 나사(13d1, 13d2)로 구성되어있다. 지지 부재(13a), 이 하부에 설치된 단면 스탠드 L 자 모양의 지지판(13a1)과, 이 지지판(13a1) 상단에 연장된 단면이 대략 U 자 모양의 2 개의 지지 프레임 (13a2, 13a3)을 구비하고 있다. 지지판(13a1)은 받침대 컨택트(13b)를 고정하기 위한 것이다. 2 개의 지지 프레임(13a2, 13a3)은 2 개의 고정 프레임(13c1, 13c2)을 각각 마련하기 위한 것으로, 2 개의 나사(13d1,13d2)를 통과하는 나사 구멍이 각각 형성되어있다.

받침대 컨택트(13b)는 지지판(13a1)에 고정된 대략 원통형 부재이며, 이 대략 원통형 부재의 상부 개구 부분에 여러 종적 홈이 형성되고, 서지 검출기(60)의 제 4 컨택트(62)를 착탈 가능하게 수용할 수 있도록 되어 있다. 2 개의 고정 프레임(13c1, 13c2)은 접지선(84)을 고정하기 위한 단면이 대략 사각 프레임 모양의 부재이며, 이 단면이 대략 사각 프레임 모양의 부재가 두 개의 지지 프레임(13a2, 13a3)에서 2 개의 나사 구멍 아래쪽에 배치된 2 개의 나사(13d1, 13d2)에 의해 상하 이동 가능하게 설치되어있다. 2 개의 나사(13d1, 13d2)는 2 개의 지지 프레임 (13a2, 13a3)의 나사 구멍에 스크류 체결되어 나사(13d1, 13d2)를 조여서 고정 프레임(13c1, 13c2)에 삽입된 접지선(84)을 고정하도록 되어 있다.

도 10은 도 3 중 SPD(40)를 나타내는 사시도이다. 여러 SPD(40)의 제 1 케이스(44)에는 표시창(45a), 결합오목부(46), 파지부(47)(grip port) 및 안내부(48)가 설치되어있다. 표시창(45a)은 제 1 케이스(44)의 상면에 마련된 바리스터(43a)의 가열에 의한 분리기구(43b)의 분리 상태를 표시 색상 변경 등으로 통지하여야 한다. 결합오목부(46)는 제 1 케이스(44)의 전방 측면의 중앙부에 설치된 받침대(10)의 결합볼록부(33)에 결합되어 제 1 케이스(44)를 고정하기 위한 것이다. 파지부(47)는 제 1 케이스(44)의 전방 측면의 상부에서 결합오목부(46)로 연장되어 설치되어 있다. 파지부(47)를 가압(to press)하여 결합볼록부(33)와 결합오목부(46)의 결합을 분리할 수 있다. 안내부(48)는 제 1 케이스(44)의 전방 측면의 하부에 설치되어있다. 안내부(48)는 제 1 케이스(44)를 받침대(10)에 삽입할 때 그 받침대(10)의 안내부(34)에 맞물려 안내하는 돌기를 가지며, 제 1 케이스(44)를 받침대(10)에 삽입하고 안내하기 위한 것이다.

도 11은 도 10의 SPD(40)를 아래에서 본 사시도이다. 각 SPD(40)는 제 1 케이스(44)의 하부를 폐색(blockade)하는 바닥 뚜껑(49)을 가지고 있다. 바닥 뚜껑(49)은 대략 원기둥 형상의 제 1 컨택트(41), 대략 원기둥 형상의 제 2 컨택트(42), 오삽입 방지 부재(50) 및 대략 기둥 모양의 스위치 가압 부재(51)가 각각 돌출(to be projected)되어 있다. 제 1 컨택트(41)는 받침대(10)의 컨택 구멍(24)에 삽착(to attach by insertion, 삽입되어 안착)되어 제 1 받침대 단자부(11)에 연결하는 것이다. 제 2 컨택트(42)는 받침대(10)의 컨택홀(25)에 삽착하여 제 1 받침대 접촉부(14)에 연결하는 것이다. 오삽입 방지 부재(50)는 SPD(40)가 반대 방향으로 삽입되는 것을 방지하기 위한 것이다. 스위치 가압 부재(51)는 스위치 구멍(27)에 삽입하여 받침대(10) 내의 도시하지 않은 스위치를 ON 상태로 하기 위한 것이다.

도 12는 도 10의 SPD(40)의 내부를 나타내는 투시 사시도이다. SPD(40)는 여러 부재를 고정하기 위한 내부 프레임(52)(inner flame)을 가지고 있다. 내부 프레임(52)은 예를 들어, 녹색 절연 부재이며, 제 1 케이스(44)의 내부에서 바닥 뚜껑(49)에 수직 방향으로 설치되어있다. 바닥 뚜껑(49)에는 미세 판상의 연결편(53)이 내부 프레임(52)을 따라 위쪽으로 경사지게 설치(to install obliquely)되어 있다. 연결편(53)의 위쪽 끝은 분리기구(43b)가 배치(to allocate)되어 있다. 분리기구(43b)는 퓨즈(54)(fuse) 및 회동판(55)(moving rotationally plate)으로 구성되어있다. 퓨즈(54)의 일단은 연결편(53)의 위쪽 끝에 설치되어있다. 퓨즈(54)는 SPD(40) 후면에 설치된 도시하지 않은 바리스터(43a)의 가열에 의해 용단 (fusion cutting, 녹아서 끊어짐)하고 낙뢰 서지 전류 i의 제 2 컨택트(42)에 침입하는 것을 차단하기 위한 것이다.

회동판(55)은 대략 타원 접시 모양을 하고 있으며,이 오른쪽 방향으로 돌출부(salience part)를 가지며, 그 돌출부에 퓨즈(54)의 타 단이 설치되어있다. 회동판(55)은 퓨즈(54)가 용단하면 도 12의 화살표 L1 방향으로 회동(move rotationally)하도록 설치되어있다. 회동판(55)의 돌출부 끝은 표시부(45)가 설치되어있다. 표시부(45)는 표시창(45a) 및 색상판(45b)으로 구성되어있다. 색상판( 45b)은, 예를 들어 빨간색의 대략 부채꼴 판형의 부재이며, 위쪽으로 돌출 깊이 방향으로 연장된 돌출부를 가지고 있다. 색상판(45b)은 회동판(55)의 화살표 L1 방향의 회전에 따라 화살표 L2 방향으로 회전하도록 설치되어있다. 퓨즈(54)가 용단하기 전에 정상적인 상태에서는 내부 프레임(52)의 녹색 표시 색상이 표시창(45a)에 표시되어있다. 퓨즈(54)의 용단에 의해 회동판(55) 및 색상판(45b)이 회전하면 그 색상판(45b)의 붉은 색이 표시창(45a)에 표시되도록 되어있다.

도 13은 도 3의 서지 검출기(60)를 나타내는 사시도이다. 서지 검출기(60)의 제 2 케이스(68)는 표시부(64), 확인 버튼(67), 결합오목부(69), 파지부(70) 및 안내부(71)가 설치되어있다. 표시부(64)는 제 2 케이스(68)의 상면에 설치되고, 제어부(63b)의 메모리(63b2)에 기억된 처리 횟수 n 및 최대 전류값 im을 표시하는 표시창(64a)을 가지고 있다. 확인 버튼(67)은 대략 원기둥 형상의 푸시 버튼 스위치 (aggressiveness button switch)이며, 제 2 케이스(68)의 상면의 표시창(64a)의 근방(neighborhood)에 설치되고, 처리 횟수 n 및 최대 전류값 im을 표시창(64a)에 표시하기 위한 것이다.

결합오목부(69)는 제 2 케이스(68)의 전방 측면의 중앙부에 설치된 받침대 (10)의 결합볼록부(33)에 결합되어 제 2 케이스(68)를 고정하기 위한 것이다. 파 지부(70)는 제 2 케이스(68)의 전방 측면의 상부에서 결합오목부(69)로 연장되어있다. 파지부(70)를 가압함으로써 결합볼록부(33)와 결합오목부(69)의 결합을 분리 할 수 있다. 안내부(71)는 제 2 케이스(68)의 전방 측면의 하부에 설치되어있다. 안내부(71)는 제 2 케이스(68)의 받침대(10)에 삽입할 때 그 받침대(10)의 안내부 (34)에 맞물려 안내하는 돌기가 있고 그 제 2 케이스(68)를 받침대(10)에 삽입되도록 안내하는 것이다.

도 14는 도 13의 서지 검출기(60)를 오른쪽에서 본 사시도이다. 또한, 도 15는 도 14의 서지 검출기(60)의 배터리 덮개(73)를 제거한 상태를 나타내는 사시도이다.

도 15에 도시된 제 2 케이스(68)의 우측면에는 배터리(66)가 착탈 가능하게 수용되어있다. 이 배터리(66)를 덮도록 도 14에 표시된 서지 검출기(60)의 제 2 케이스(68)의 우측면에는 배터리 덮개(73)가 설치되어있다. 제 1 실시예에서, 배터리(66)를 제 2 케이스(68)의 우측면에 수용하는 구성으로 한 것은 다음의 이유에 의한 것이다.

예를 들어, 배터리(66)가 받침대(10)의 저면에 수용되면 그 배터리(66)를 교체할 때, 서지 보호 시스템(1)의 전체를 DIN 레일(85)에서 제거해야 하므로 불편하다. 또, 서지 보호 시스템(1)에 연결된 접지선(84)은 여분의 길이가 없는 경우가 많고, 브래킷으로 SPD 판에 고정되어있는 경우도 있다. 그 경우, 서지 검출기(60)에 연결되는 접지선도 제거해야 불편하다. 이러한 불편을 해소하기 위해 제 1 실시 예에서는 배터리(66)를 제 2 케이스(68)의 우측면에 수용하고 있다.

도 16은 도 13의 서지 검출기(60)를 아래에서 본 사시도이다. 서지 검출기(60)는 제 2 케이스(68)의 하부를 폐쇄하는 바닥 덮개(74)를 가지고 있다. 바닥 덮개(74)에는 대략 원통형의 제 3 컨택트(61), 대략 원통형의 제 4 컨택트(62), 오삽입 방지 부재(75), 대략 기둥 모양의 스위치 가압 부재(76) 및 2 개의 대략 원통형 연결 단자(77)가 각각 돌출되어있다. 제 3 컨택트(61)는 받침대(10)의 컨택홀(28)에 삽착하여 제 2 받침대 접촉부(15)에 연결하는 것이다. 제 4 컨택트(62)는 받침대(10)의 컨택홀(29)에 삽착하여 제 2 받침대 단자부(13)에 연결하는 것이다. 오삽입 방지 부재(75)는 서지 검출기(60)가 반대 방향으로 삽입되는 것을 방지하기 위한 것이다. 스위치 가압 부재(76)는 스위치홀(31)에 삽입되어 받침대(10) 내의 스위치를 ON 상태로 절환하기 위한 것이다. 또한, 연결 단자(77)는 단자 구멍(32)에 삽입하는 것이다.

도 17은 도 13의 서지 검출기(60)의 내부를 나타내는 투시 사시도이다. 서지 검출기(60)의 내부에는 막대 모양의 연결바(connection bar)(65)가 설치되어있다. 연결바(65)은 대략 역 U 자형(U자의 위아래를 회전시켜 놓은 모양) 돌출부를 가지며, 제 3 컨택트(61)와 제 4 컨택트(62) 사이를 연결하고 있다. 연결바(65)의 볼록한 부분의 외주에는 대략 직사각형의 한 쌍의 검출 코일(63a)이 장착되어있다. 연결바(65)의 위쪽으로는 제어부(63b)를 구성하는 전자 회로 등을 탑재하는 판상의 인쇄 회로 기판(printed circuit board)(78)이 설치되어있다. 인쇄 회로 기판(78)의 상부에는 표시창(64a)을 갖는 표시부(64)와, 확인 버튼(67)이 설치되어있다. 인쇄 회로 기판(78)의 뒷면에는 배터리(66)가 수용되어있다. 인쇄 회로 기판(78)의 후면 아래에는 연결 단자(77)가 배치되어있다.

(제 1 실시예의 서지 보호 시스템의 동작)

도 1 및 도 3에 도시된 서지 보호 시스템(1)에서 낙뢰 등에 의해, 예를 들어 제 1 받침대 단자부(11A)와 제 2 받침대 단자부(13) 사이에 낙뢰 서지 전압이 발생했을 경우의 동작을 설명한다.

도 1에 도시된 제 1 받침대 단자부(11A)와 제 2 받침대 단자부(13) 사이에 낙뢰 서지 전압이 발생하면 낙뢰 서지 전류 i는 선로(81U)에서 선로측 전선(83A) 및 제 1 받침대 단자부(11A)를 경유해 SPD(40A)에 흐른다. SPD(40A)에 흐른 낙뢰 서지 전류 i는 제 1 컨택트(41) 및 분리기구(43b)를 통해 바리스터(43a)에 흐른다. 바리스터(43a)는 낙뢰 서지 전류 i가 흐르면 단락 상태(short circuit state)로 되어 도통되고, 제 2 컨택트(42)를 경유하여 낙뢰 서지 전류 i를 배선 브래킷(12)으로 흐른다. 배선 브래킷(12)에 흐른 낙뢰 서지 전류 i는 제 1 받침대 접촉부(14), 연결판(16) 및 제 2 받침대 접촉부(15)를 통해 서지 검출기(60)에 흐른다. 서지 검출기(60)에 방류된 낙뢰 서지 전류 i는 제 3 컨택트(61), 도 2에 도시된 연결바(65), 및 제 4 컨택트(62)를 통해 제 2 받침대 단자부(13)에 흐른다. 그 후, 낙뢰 서지 전류 i는 접지선(84)을 경유하여 그라운드 GND에 방류된다. 따라서 보호 대상 기기(82)는 낙뢰 서지 전압으로부터 보호된다.

연결바(65)에 낙뢰 서지 전류 i가 흐르는 도 2에 도시된 검출 코일(63a)에 의해 낙뢰 서지 전류 i가 검출되고, 그 검출 코일 63a에 발생된 유도 전류가 제어부(63b)에 출력된다. 제어부(63b)는 입력된 유도 전류에서 낙뢰 서지 전류 i의 전류값을 산출한다. 제어부(63b)는 계산된 전류값이 소정값 이상이면 메모리(63b2)에 기억된 처리 횟수 n에 1을 가산한다. 제어부(63b)는 계산된 전류값이 메모리(63b2)에 기억된 최대 전류값 im보다 큰 경우 계산된 전류 값을 최대 전류값 im으로 메모리(63b2)에 기억된다. 확인 버튼(67)이 눌러지면 제어부(63b)는 메모리(63b2)에 기억된 처리 횟수 n 및 최대 전류값 im을 표시창(64a)에 표시한다. 그러면 서지 보호 시스템(1)이 처리한 처리 횟수 n 및 최대 전류값 im을 표시창(64a)을 통해 알 수 있게 된다.

(제 1 실시예의 서지 보호 시스템의 적용례)

도 18은 도 1의 서지 보호 시스템(1)의 적용예를 나타내는 개략적 회로 구성도이다. 이 적용예에는 도 1의 서지 보호 시스템(1)이 누전 차단기(earth leakage circuit breaker)(86)의 2 차측에 설치된 경우에 대해 설명한다.

서지 보호 시스템(1)은 여러 선로(81)에 연결된 보호 대상 기기(82)를 낙뢰 서지 전류 i로부터 보호하기 위한 시스템이다. 복수의 선로(81)에는 상류측에 누전 차단기(86)가 연결되어있다. 여러 선로(81)는 3 개의 분기점 N1, N2, N3 및 백업용 차단기(circuit breaker for backup)(87)를 통해 서지 보호 시스템(1)에 연결되어있다. 누전 차단기(86)는 단락 등에 의한 과전류(over current) 및 절연 불량(bad insulation) 등에 의한 누설 전류(leak current)를 감지하여 선로(81)를 차단하기위한 안전 장치이다. 백업용 차단기(87)는 배선용 차단기(molded-case circuit breaker) 또는 퓨즈(fuse)로 구성되어있다.

서지 보호 시스템(1)은 설계치를 초과하는 매우 과도한 낙뢰 서지 전류가 통전된 경우 바리스터(43a) 및 분리기구(43b)가 손상될 수 있다. 또한 바리스터(43a) 및 분리기구(43b)가 손상된 경우, 선로(81)에서 서지 보호 시스템(1)을 통해 그라운드 GND에 이상 전류가 계속 흐를 우려가 있다. 그 대책으로 누전 차단기(86)뿐만 아니라 선로(81) 및 서지 보호 장치(1) 사이에 백업용 차단기(87)를 마련하고 있다. 이에 따라, 상기 이상 전류에 대한 대책을 강화할 수 있기 때문에 선로(81)의 안전성을 향상시킬 수 있다.

(제 1 실시예의 효과)

제 1 실시예의 서지 보호 시스템(1)에 의하면 다음의 (A) ~ (D)과 같은 효과가 있다.

(A) 서지 보호 시스템(1)은 3 개의 SPD(40) 및 서지 검출기(60)가 병렬로 받침대(10) 상에 배치(arrange)되는 구성을 갖는다. 선로측 전선(83)에 연결되는 제 1 받침대 단자부(11)는 선로(81)쪽에 배치되어있다. 접지선(84)에 연결되는 제 2 받침대 단자부(13)는 그라운드 GND 측에 배치되어있다. 이러한 구성은 배선 브래킷 (12)을 설치함으로써 가능해진다. 따라서 배선반 또는 SPD반의 빈 공간이 좁은 경우에도 서지 보호 시스템(1)의 외부에 선로(81) 측으로부터 그라운드 GND 측에 연결되는 배선을 마련하지 않고 서지 보호 시스템(1)을 소형화하고 수납할 수 있다.

(B) 서지 보호 시스템(1)은 3 개의 SPD(40)에 대해 하나의 서지 검출기(60)가 연결되는 구성으로 되어있다. 그러면 서지 보호 시스템(1)의 부품 수를 줄일 수 있으므로, 서지 보호 시스템(1)의 소형화가 가능하며, 좁은 공간의 배선반 또는 SPD 반에 수납할 수 있다.

(C) 서지 보호 시스템(1)의 받침대(10)는 제 1 받침대 단자부(11)와 배선 브래킷(12)과 제 2 받침대 단자부(13)를 각각 고정하지 않고, 베이스(17)에 수용하고 있다. 그것에 의해 베이스(17), 제 1 받침대 단자부(11), 배선 브래킷(12) 및 제 2 받침대 단자부(13)가 온도 변화 등에 의해 변형되더라도 여러 SPD(40) 및 1 개의 서지 검출기(60)가 탈착되지 않는 것을 방지할 수 있다.

(D) 서지 검출기(60)의 제 2 케이스(68)의 우측면에는 배터리(66)를 수용하는 배터리 덮개(73)가 설치되어있다. 이로 인해 서지 보호 시스템(1)의 전체를 DIN 레일(85)로부터 분리하지 않고 배터리(66)를 쉽게 교환할 수 있다.

제2실시예

(제 2 실시예의 구성)

도 19는 본 발명의 제 2 실시 예로서 서지 보호 시스템(1B)의 전체를 나타내는 개략 회로 구성도이고, 제 1 실시예를 나타내는 도 1 중의 요소와 공통의 요소에는 동일한 참조 기호로 도시하였다.

서지 보호 시스템(1B)은 도 1에서 서지 검출기(60) 대신 이것과는 구성이 다른 서지 검출기(60B)를 구비한다. 서지 검출기(60B)는 제 3 컨택트(61)와 제 4 컨택트(62) 사이에 피뢰 소자(Lightning device)로서 어레스터(79)가 연결되어있는 점이 서지 검출기(60)와는 다르다. 어레스터(79, surge arrester)는 입력된 낙뢰 서지 전류 i를 방전하는 피뢰관(Lightning tube)이다. 서지 보호 시스템(1B)의 나머지 구성은 제 1 실시예의 서지 보호 시스템(1)의 구성과 동일하다.

(제 2 실시예 서지 보호 시스템의 동작)

도 19는 서지 보호 시스템(1B)에서 낙뢰 등에 의해, 예를 들어 제 1 받침대 단자(11A)와 제 2 받침대 단자부(13) 사이에 낙뢰 서지 전압이 발생했을 경우의 동작을 설명한다.

서지 보호 시스템(1B)에서 낙뢰 서지 전압이 발생했을 경우, 제 1 실시예의 서지 보호 시스템(1)의 경우와 마찬가지로, 낙뢰 서지 전류 i가 서지 보호 시스템(1B)에 침입한다. 침입한 낙뢰 서지 전류 i는 예를 들어, SPD(40A) 및 배선 브래킷(12)을 통해 서지 검출기(60B)에 흐른다. 서지 검출기(60B)에 흐른 낙뢰 서지 전류 i는 어레스터(79)에 의해 방전되고, 제 4 컨택트(62)를 통해 제 2 받침대 단자부(13)에 흐른다. 그 후, 낙뢰 서지 전류 i는 접지선(84)을 경유하여 그라운드 GND에 방류된다. 따라서 보호 대상 기기(82)는 낙뢰 서지 전압으로부터 보호된다.

(제 2 실시예 서지 보호 시스템의 적용례)

도 20은 도 19의 서지 보호 시스템(1B)의 적용예에 대한 개략적 회로 구성도이고, 제 1 실시예를 나타내는 도 18의 요소와 공통의 요소에는 공통의 부호가 첨부되어있다.

본 적용예는 도 19의 서지 보호 시스템(1B)이 누전 차단기(86B)의 1 차측에 설치된 경우에 대해 설명한다.

서지 보호 시스템(1B)은 제 1 실시예의 복수의 선로(81)와는 다른 전원선 복수 개 선로(81B)에 연결되어있다. 여러 선로(81B)는 예를 들어, 3 상 3 선식이며, 접지상없이 입력 전압(교류 200V)을 공급하는 전원선이며, 3 개의 선로 81R, 81S, 81T를 가지고 있다. 누전 차단기(86B)는 누전 차단기(86)와 마찬가지로 단락 등에 의한 과전류 및 절연 불량 등에 의한 누설 전류를 감지하여 선로(81B)를 차단하기위한 안전 장치이지만, 3 개의 분기점 N1, N2 , N3보다 보호 대상 기기(82)측에 연결되어있는 점이, 도 18에 도시된 제 1 실시예의 서지 보호 시스템(1)의 적용예와는 다르다. 서지 보호 시스템(1B)의 나머지 구성은 제 1 실시예의 서지 보호 시스템(1)의 구성과 동일하다.

제 2의 실시예 2의 경우 바리스터(43a)가 노화되더라도 어레스터(79)가 누설 전류를 막기 위히야 서지 보호 시스템(1B)으로부터 누설 전류가 흐르는 것은 아니다. 이와 같이, 서지 보호 시스템(1B)에서 누설 전류가 흐르지 않기 때문에 서지 보호 시스템(1B)을 누전 차단기(86B)의 1 차측에 설치해도 된다.

또한, 서지 보호 시스템(1B)은 제 1 실시예의 서지 보호 시스템(1)과 동일하게 설계값을 초과하는 매우 과도한 낙뢰 서지 전류가 흐른 경우 바리스터(43a), 분리기구(43b) 및 어레스터(79)가 손상될 수 있다. 바리스터(43a), 분리기구(43b) 및 어레스터(79)가 손상된 경우, 선로(81B)에서 서지 보호 시스템(1B)을 통해 그라운드(GND)에 이상 전류가 계속 흐를 우려가 있다. 그래서 제 2의 실시예에서는 선로(81B) 및 서지 보호 시스템(1B) 사이에 백업용 차단기(87)를 형성함으로써, 상기 이상 전류에 대한 대책을 마련해 선로(81B)의 안전성을 확보하고 있다.

제 2 실시예에서는 3 개의 분기점 N1, N2, N3와, 보호 대상 기기(82) 사이에 누전 차단기(86B)가 설치되어 있지만, 실제 필드(field)에서는 누전 차단기(86B)의 유무를 알 수 없는 경우도 있다. 그런 경우, 제 1 실시예의 서지 보호 시스템(1)이 아닌 제 2 실시예와 같은 어레스터(79)을 갖는 서지 보호 시스템 1B를 설치하는 것이 바람직하다.

(제 2 실시예 효과)

제 2 실시예의 서지 보호 시스템(1B)에 따르면 서지 검출기(60B)에 어레스터 (79)를 마련해 서지 보호 장치(40A)의 누설 전류를 저지하고 있다. 따라서 더 많은 보호 대상 기기(82)에 대해 서지 보호 시스템(1B)을 적용할 수 있게 된다.

제 1 실시예 및 제 2 실시예의 다른 변형 예

본 발명은 상기 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 한정되지 않고, 기타 다양한 이용 형태 및 변형이 가능하다. 이러한 이용 형태 및 변형 예는 예를 들어, 다음 (a) ~ (e)와 같은 것이 있다.

(a) 제 1 실시예 및 제 2 실시예에서는 각 서지 보호 시스템(1,1B)의 서지 보호 장치(40)를 각각 3 개 설치한 구성에 대해 설명했지만, 선로의 형태에 따라 서지 보호 장치(40)를 각각 1 개, 2 개 또는 4 개 이상 설치한 구성으로 변경될 수 있다. 이렇게 변경해도, 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(b) 도 7의 배선 브래킷(12)의 연결판(16)은, 미세 판상으로 구성했지만, 미세 막대 등 다른 형태로 변경될 수 있다. 이렇게 변경해도, 제 1 실시예 및 제 2 실시예와 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(c) 도 2의 서지 검출기(60)는 다른 회로 구성으로 변경될 수 있다.

(d) 도 1, 도 3, 도 18 및 도 19에 도시된 선로(81)는 단상 3 선식의 전원 선이고, 도 20에 나타낸 선로(81B)는 3 상 3 선식의 전원 선이지만, 이러한 전원 선은 단상 2 선식 등 다른 전원 선으로 사용하여도 좋다. 또한 선로(81,81B)는 통신선로라도 가능하다.

(e) 도 13 등에 표시된 서지 검출기(60)의 표시창(64a)에는 서지 보호 시스템(1,1B)의 처리 횟수 n 및 최대 전류값 im 정보를 표시하고 있지만 다른 정보를 표시하여도 좋다. 서지 보호 시스템(1,1B)은 처리 횟수가 늘어가면, 바리스터(43a) 및 어레스터(79)의 성능이 저하되기 때문에, 열화 되기 전에 교체(replace)하는 것이 바람직하다. 그래서 예를 들어, 서지 보호 시스템(1,1B)의 처리 횟수가 소정값 이상이 되면 서지 검출기(60)의 표시창(64a)에 서지 보호 시스템(1, 1B)을 교체하라는 램프를 점등시키도록 해도 좋다. 그러면 서지 보호 시스템(1,1B)을 최적의 시기에 교환하는 것이 가능하게 됨과 동시에, 보호 대상 기기(82)를 확실하게 보호할 수 있게 된다.

1: 서지 보호 시스템
10: 배선용 받침대 11: 제 1 받침대 단자부
11a: 지지 부재 11a1: 지지판
11a2, 13a: 지지 프레임 11b: 받침대 컨택트
11c, 13c1, 13c2: 고정 프레임 11d, 13d1, 13d2: 나사
12: 배선 브래킷 13: 제 2 받침대 단자부
13a: 지지 부재 13a2, 13a3: 지지 프레임
14: 제 1 받침대 접촉부 14a: 지지판
14b: 제 1 받침대 컨택트
15: 제 2 받침대 접촉부 15a: 지지 부재
15a1: 지지부 15b: 제 2 받침대 컨택트
16: 연결부 17: 베이스
17a: 칸막이
18: 커버 18a: 밑면부
18b: 제 1 측벽부 18c: 제 2 측벽부
18d: 제 1 측벽 부(18b)의 윗면 18e: 윗면
18f, 18g: 적재면 19: 걸림 손잡이
20, 20A, 20B, 20C: 나사 구멍 21, 21A, 21B2: 제 2 개구부
23: 교환 식별용 단자
24, 24A, 24B, 24C, 25, 25A, 25B, 25C, 28, 29: 컨택홀
26, 26A, 26B, 26C, 30: 오(誤)삽입 방지홀
27, 27A, 27B, 27C, 31: 스위치홀
32: 단자 구멍 33, 33A, 33B, 33C, 33D: 결합볼록부
34, 34A, 34B, 34C, 34D, 48: 안내부
40: SPD 41: 제 1 컨택트
42: 제 2 컨택트 43: 피뢰 회로
43a: 바리스터 43b: 분리기구
44: 제 1 케이스 45a: 표시창
45b: 색상판 46, 69: 결합오목부
47, 70: 파지부 51, 76: 스위치 가압 부재
52: 내부 프레임 49: 바닥 뚜껑
53: 연결편 54: 퓨즈
55: 회동판 60: 서지 검출기
61: 제 3 컨택트 62: 제 4 컨택트
63: 검출부 66: 전지
67: 확인 버튼 63a: 검출 코일
63b: 제어부 63b1: 연산 제어부
63b2: 메모리 64: 표시부
65: 연결바 66: 배터리
68: 제 2 케이스 71: 안내부
73: 배터리 덮개 74: 바닥 덮개
78: 인쇄 회로 기판 79: 어레스터
81: 선로 82: 보호 대상 기기
83: 선로측 전선 84: 접지선
85: 장비 장착용 레일 86: 누전 차단기
87: 백업용 차단기

Claims

배선용 받침대와,
병렬로 배치되고, 상기 받침대에 착탈 가능하게 끼워 장착되는 복수의 서지 보호 장치와,
상기 서지 보호 장치에 병렬로 배치되고, 상기 받침대에 착탈 가능하게 끼워 장착되는 서지 검출기를 구비하는 서지 보호 시스템이며,
상기 받침대는
상부가 개구된 상자 모양의 베이스와,
상기 베이스의 상부를 덮는 밑면부 및 상기 밑면부의 양 측면에서 위 방향으로 연이어 형성되는 한 쌍의 제 1 측벽부 및 제 2 측벽부를 갖는 커버와,
상기 베이스 및 상기 커버 내에 수용되며, 상기 제 1 측벽부의 외측면에서 삽입되는 복수의 선로측 전선이 각각 연결되는 복수의 제 1 받침대 단자부와,
상기 베이스 및 상기 커버 내에 수용되며, 상기 제 2 측벽부의 외측면에서 삽입되는 접지선이 연결되는 제 2 받침대 단자부와,
상기 베이스 내에 수용되는 제 1 받침대 접촉부와 제 2 받침대 접촉부와, 상기 제 1 받침대 접촉부 및 상기 제 2 받침대 접촉부 사이를 연결하는 연결부를 갖는 배선 브래킷을 구비하고,
상기 각 서지 보호 장치는
상기 제 1 측벽부 및 상기 제 2 측벽부 사이에 착탈 가능하게 끼워 장착되는 상자 형태의 제 1 케이스와,
상기 제 1 케이스 내에 수용되며, 상기 각 제 1 받침대 단자부 측으로부터 침입하는 낙뢰 서지 전류를 상기 제 1 받침대 접촉부측에 방전하는 피뢰기 회로를 구비하며,
상기 서지 검출기는
상기 제 1 케이스와 동일한 형상을 가지며, 상기 제 1 측벽부 및 상기 제 2 측벽부 사이에 착탈 가능하게 끼워 장착되는 제 2 케이스와,
상기 제 2 케이스 내에 수용되며, 상기 제 2 받침대 접촉부 측으로부터 침입하는 상기 낙뢰 서지 전류를 상기 제 2 받침대 단자부 측으로 방출함과 동시에, 상기 낙뢰 서지 전류의 전류값을 검출하여 낙뢰 서지 전류 검색 결과를 요구하는 검출부와,
상기 낙뢰 서지 전류 감지 결과를 외부에서 육안으로 확인 가능한 상태로 표시하는 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서지 보호 시스템.
제1항에 있어서,
상기 받침대에서
상기 복수의 제 1 받침대 단자부는 상기 제 1 측벽부의 외측면에 형성된 제 1 개구부에서 삽입되는 상기 복수의 선로측 전선이 각각 연결되고,
상기 제 2 받침대 단자부는 상기 제 2 측벽부의 외측면에 형성된 제 2 개구부에서 삽입되는 상기 접지선이 연결되고,
상기 제 1 받침대 접촉부는 상기 복수의 제 1 받침대 단자부에 대향 배치되고,
상기 제 2 받침대 접촉부는 상기 복수의 제 1 받침대 단자부 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 서지 보호 시스템.
제2항에 있어서,
상기 배선 브래킷에서
상기 연결부는
미세한 판상의 연결판이며,
상기 제 1 받침대 접촉부는
상기 연결판의 끝에서 직각 방향으로 연결된 미세 판상의 지지판과,
상기 지지판에 배열되어 고정되고, 상단이 개구된 원통형의 복수의 제 1 받침대 컨택트를 가지고
상기 제 2 받침대 접촉부는
상기 연결판의 타 단에 있어서, 상기 지지판에 반대측의 직각 방향으로 연결된 지지 부재와,
상기 지지 부재에 고정되고, 상단이 개구된 원통형의 제 2 받침대 컨택트를 구비하는 것을 특징으로 하는 서지 보호 시스템.
제3항에 있어서,
상기 배선 브래킷에서
상기 연결부는
상기 베이스 내에서 상기 제 1 케이스 및 상기 제 2 케이스에 병렬로 수용되고,
상기 제 1 받침대 접촉부는
상기 베이스 내에서 상기 제 2 받침대 단자부측에 있어서, 상기 복수의 제 1 받침대 단자부에 대향하는 위치에 수용되고,
상기 제 2 받침대 접촉부는
상기 베이스 내에서 상기 복수의 제 1 받침대 단자부측에 수용되는 것을 특징으로 하는 서지 보호 시스템.
제4항에 있어서,
상기 각 서지 보호 장치는
상기 제 1 케이스와,
상기 제 1 케이스 바닥에 돌출되어 상기 제 1 받침대 단자부에 삽착되는 제 1 컨택트와,
상기 제 1 케이스 바닥에 돌출되어 상기 제 1 받침대 컨택트에 삽착되는 제 2 컨택트와,
상기 제 1 케이스 내에 수용되며, 상기 제 1 컨택트 측으로부터 침입하는 상기 낙뢰 서지 전류를 상기 제 2 컨택트 측에 방전하는 상기 피뢰 회로를 구비하며,
상기 서지 검출기는
상기 제 2 케이스와,
상기 제 2 케이스 바닥에 돌출되고, 상기 제 2 받침대 컨택트에 삽착되는 제 3 컨택트와,
상기 제 2 케이스 바닥에 돌출되고, 상기 제 2 받침대 단자부에 삽착되는 제 4 컨택트와,
상기 제 3 컨택트 및 상기 제 4 컨택트 간을 연결하고, 상기 제 3 컨택트 측으로부터 침입하는 상기 낙뢰 서지 전류를 상기 제 4 컨택트 측으로 방출하는 연결 바와,
상기 제 2 케이스 내에 수용되어 상기 연결바 흐르는 상기 낙뢰 서지 전류의 상기 전류값을 검출하여 상기 낙뢰 서지 전류 감지 결과를 요구하는 상기 검출부와,
상기 제 2 케이스의 외부 측에 설치된 상기 표시부를 포함하는 것을 특징으로 하는 서지 보호 시스템.
제5항에 있어서,
상기 서지 검출기는
상기 연결바에 접속되는 피뢰 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서지 보호 시스템.
제1항 내지 제6항 중에서 선택된 어느 한 항에 있어서,
상기 서지 검출기는 구동 전원을 공급하는 배터리를 구비하며,
상기 배터리는 상기 제 2 케이스에 있어서, 상기 제 1 케이스에 대향하는 측면에 착탈 가능하게 수용되는 것을 특징으로 하는 서지 보호 시스템.