KR20010069475A - 피뢰기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피뢰기에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 2개의 단자전극 사이에 축방향으로 배열된 원통형 바리스터 더미와, 상기 2개의 단자전극과 원통형바리스터를 압착시키는 압착수단과, 상기 원통형 바리스터와 2개의 단자전극에 포장되는 절연 하우징을 포함하여 구성되는 피뢰기에 있어서, 상기 단자전극 외주면의 사면에 축방향으로 형성된 홈과, 상기 홈의 소정부분에 형성된 돌출핀과, 상기 단자전극의 홈에 삽입되는 너비와 상기 원통형 바리스터 더미가 수용되는 길이를 가지며, 양측단부에 상기 단자전극의 돌출핀이 삽입되는 통공이 형성된 바로 구성된 압착수단과; 양면에 원주와 반대방향의 부채꼴 모양 요철무늬가 원의 중심을 향하여 복수배열되어 거미줄모양을 이루는 스페이서를; 특징으로 하는 피뢰기에 관한 것이다.

이에 따라 상기 바리스터의 조립배열시에 안정한 조립가이드가 마련되고, 상기 바리스터는 안정한 지지력을 받게 되며, 상기 바리스터배열 사이의 절연물침투가 효과적으로 차단되는 이점이 있다.

Description

피뢰기{SURGE ARRESTER}

본 발명은 피뢰기에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 2개의 단자전극 사이에 축방향으로 배열된 원통형 바리스터 더미와, 상기 2개의 단자전극과 원통형바리스터를 압착시키는 압착수단과, 상기 원통형 바리스터와 2개의 단자전극에 포장되는 절연 하우징을 포함하여 구성되는 피뢰기에 있어서, 상기 단자전극 외주면의 사면에 축방향으로 형성된 홈과, 상기 홈의 소정부분에 형성된 돌출핀과, 상기 단자전극의 홈에 삽입되는 너비와 상기 원통형 바리스터 더미가 수용되는 길이를 가지며, 양측단부에 상기 단자전극의 돌출핀이 삽입되는 통공이 형성된 압착바로 구성된 압착수단과; 양면에 원주와 반대방향의 부채꼴 모양 요철무늬가 원주를 따라 원의 중심을 향하여 복수배열되어 거미줄모양을 이루는 스페이서를; 특징으로 하는 피뢰기에 관한 것이다.

일반적으로 피뢰기는 도1과 같은 구조로 구성된다.

도1에서 종래의 피뢰기는 2개의 단자전극(1) 사이에 축방향으로 배열된 바리스터더미(2)와 상기 바리스터 더미를 포장 수용시키는 내압절연실린더(3)와 상기 내압절연실린더의 외벽면을 절연 수용시키는 절연하우징(4)으로 구성되어 있다.

상기의 종래 피뢰기는, 통상의 번개서어지가 발생되는 경우에는 바리스터(2)의 특성에 의하여 번개서어지만을 통과시키고, 송전전압상태에서 절연상태를 회복시킴으로써 정전사고를 방지하나, 소정치 이상의 과대한 번개서어지가 발생되는 경우에는 바리스터(2)에서 침투단락고장이나 점동섬락고장이 발생되어 고온 및 고압의 아아크가 내압절연실린더(3)의 안쪽에 발생되어 피뢰기가 폭발하여 산산조각이 난다.

특히 이 과정에서 발생되는 바리스터(2)의 폭발 비산은 그 위험성이 매우 커, 인명이나 재산피해의 예방조치 필요성이 대두되었다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 미 특허 5,912,611 또는 미 특허 5,608,597과 같은 발명이 출원되었는데, 상기 발명들의 기본적인 기술적 사상은 도2에 도시된 도면으로 설명된다.

도2는 상기 종래기술방식을 개선시킨 종래기술방식의 조감도로써, 도2a는 종래기술방식의 조립도이고, 도2b는 종래기술방식의 사시도이며, 도2c는 종래기술방식의 단면도이다.

도2에 도시된 바와 같이 상기 발명은 도1의 종래기술방식인 피뢰기의 내압절연실린더(3)부분을 생략하고, 피뢰기의 바리스터를 압착시키는 압착수단을 부가하고 있다.

상기 발명의 기술적요지는, 종래기술방식인 피뢰기의 폭발은 상기 바리스터가 내압절연실린더에 의하여 밀폐됨에 따라, 피뢰기의 이상고장시에 바리스터에서 발생되는 고온 고압의 아아크를 견디지 못하여 상기 바리스터가 비산되어 발생됨에 착안하여, 피뢰기의 이상고장시에 상기 바리스터의 고온 고압의 아아크가 외부로 안내되도록 아아크 가이드를 마련함으로써, 아아크로 인한 피뢰기의 고장이 발생되어도 상기 바리스터의 폭발, 비산은 발생되지 않도록 하는 것이다.

여기서 상기 아아크 가이드란, 상기 내압절연실린더(3)가 상기 바리스터에 적절한 압착력이 제공시키는 압착수단으로 대체됨으로써 바리스터가 외부로 노출되는 공간을 의미하는 것으로, 피뢰기의 이상고장시 아아크방전에 따른 내부압력을외부에 노출됨에 따라 작은 아아크 방전에서 상기 절연하우징의 터짐이 유도되어 피뢰기의 안전한 고장이 발생되도록 한다.

도2에서 개선된 종래방식인 피뢰기는 2개의 단자전극(5)사이에 축방향으로 배열된 바리스터더미(7)와 상기 단자전극(5)에 마련된 링가이드(5-1)와 상기 링가이드(5-1)에 안내되고 피뢰기의 바리스터(7)가 수용되는 압착링(6)과 상기 압착링(6)과 바리스터더미(7)가 수용되는 절연하우징(미도시)으로 구성되어 있다.

여기서 상기 절연하우징은 고무 또는 고분자계 절연물로써 이루어지는데, 상기 바리스터더미(7)와 압착링(6)이 내부에 수용되는 공정에서 고압의 충진과정을 거침에 따라 상기 바리스터와 바리스터의 배열사이에 상기 절연물이 침투되므로, 이를 방지하기 위하여 원판형 격자 스페이스(8)를 상기 바리스터(7) 사이에 삽입시킨다.

상기 스페이서(8)의 양면은 상기 절연하우징의 성형시 절연물의 침투를 효과적으로 저지시키기 위하여 원형홈이 형성되어 있다.

도2a에서 상기 압착링(6)은 단자전극(5)의 링가이드(5-1)에 끼워지고, 상기 바리스터(7)는 상기 링가이드(5-1)위에 상기 스페이서(8)와 교대로 배열조립되며, 배열조립이 완료되면 나머지 압착링(6)을 상기 단자전극(5)의 링가이드(5-1)에 끼움으로써 피뢰기의 내부조립이 일차적으로 완성되고, 이를 절연물로 포장시켜 절연하우징(미도시)을 성형시키는 2차작업이 완료되면 피뢰기가 완성된다.

여기서 상기 단자전극과 압착링의 최초결합은 상기 바리스터(7)와 스페이서(8)가 배열조립될 수 있도록 가이드를 형성시킨다는 데 주목할 만 하다.

이상 설명된 도2의 종래기술방식에 의할 경우에 상기 압착링(6)은 도2a에 도시된 바와 같이 바리스터(7)의 배열조립에 있어서 바닥의 저면에 하나의 압착링(6)을 상기 단자전극(5)의 링가이드(5-1)에 끼워 바리스터(7)의 배열가이드를 형성시키므로 바리스터 조립시에 바리스터(7)가 흘려내리는 문제점이 있다.

또한 상기 압착링(6)은 상기 단자전극(5)과 결합력을 가지고 결합되는 것이 아니므로, 그 길이가 유지되기 힘들어 상기 바리스터의 배열조립에 불편을 초래하는 문제점이 있다.

그리고 상기 일차적인 조립이 완료된 후에도 바리스터(7)와 압착링(6)의 결합이 불안정하여 취급이 조심스러우며, 쉽사리 분해되는 문제점이 있다.

또한 도2c에 도시된 바와 같이 상기 압착링(6)은 사각형기둥으로 형성되어 사각의 모서리부가 바리스터(7)의 원주 외주면에 접촉됨에 따라 불안한 지지력이 제공되는 문제점이 있다.

그리고 상기 스페이서(8)에 있어서는 상기 절연하우징의 성형시 절연물 침투를 방해하기 위한 원형요철홈이 마련되어 있으나 원형의 방향이 성형시 압력방향과 같음에 따라 절연물침투가 소정량 발생되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 상기 바리스터의 배열조립시에 안정한 가이드를 형성시키고, 상기 바리스터의 외주면에 안정하게 접촉압착되는 압착수단과, 상기 절연하우징의 성형작업시에 절연물의 침투를 더 효율적으로 차단시키는 스페이서로 구성되는 피뢰기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 종래기술방식인 피뢰기의 구성도

도2는 또 다른 종래기술방식인 피뢰기의 구성도

도3은 본 발명에 따른 피뢰기의 조립도

도4는 본 발명에 따른 피뢰기의 사시도

도5는 본 발명에 따른 피뢰기의 단자전극의 조감도

도6은 본 발명에 따른 피뢰기의 압착바의 조감도

도7은 본 발명에 따른 피뢰기의 스페이서 조감도

도8은 본 발명에 따른 피뢰기의 스페이서의 또다른 실시예가 도시된 평면도

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 : 단자전극 12 : 돌출핀

13 : 홈 20 : 바리스터

30 : 스페이서 31 : 거미줄무늬

40 : 압착바 41 : 통공

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 2개의 단자전극 사이에 축방향으로 배열된 원통형 바리스터 더미와, 상기 원통형 바리스터 사이에 삽입되는 원판형 격자인 스페이서와, 상기 2개의 단자전극과 원통형바리스터를 압착시키는 압착수단과, 상기 원통형 바리스터와 2개의 단자전극에 포장되는 절연 하우징을 포함하여 구성되는 피뢰기에 있어서, 상기 단자전극 외주면의 사면에 축방향으로 형성된 홈과; 상기 홈의 소정부분에 형성된 돌출핀과; 상기 단자전극의 홈에 삽입되는 너비와 상기 원통형 바리스터 더미가 수용되는 길이를 가지며, 양측단부에 상기 단자전극의 돌출핀이 삽입되는 통공이 형성된 바로 구성되는 압착수단을 특징으로 하는 피뢰기를 기술적 요지로 한다.

여기서 상기 바는 너비방향으로 상기 원통형 바리스터의 외주면과 밀착되는 곡면이 형성되는 것을 특징으로 하는 피뢰기로 되는 것이 바람직하다.

또한 상기 피뢰기의 스페이서는 양면에 원주와 반대방향의 부채꼴 모양 요철무늬가 원의 중심을 향하여 복수배열되어 거미줄모양을 이루는 것을 특징으로 하는 피뢰기로 되는 것 역시 바람직하다.

그리고 상기 피뢰기의 스페이스는 양면에 원의 중심과 동일중심을 가지며 모양은 같고 크기가 다른 다각형도형이 요철된 무늬가 복수배열된 것을 특징으로 하는 피뢰기로 되는 것도 고려할 만 하다.

이에 따라 상기 바리스터의 조립배열시에 안정한 조립가이드가 마련되고, 상기 바리스터는 안정한 지지력을 받게 되며, 상기 바리스터배열 사이의 절연물침투가 효과적으로 차단되는 이점이 있다.

이하 첨부한 도면을 참고로하여 본 발명의 상세한 설명을 하기로 한다.

도3은 본 발명에 따른 피뢰기의 조립도이다.

도3에서 본 발명은 크게 단자전극(10)과 바리스터(20)와 상기 바리스터를 지지 압착시키는 압착바(40)로 구성되어 있다.

여기서 상기 단자전극(10)은 일측단부에 머리(11)가 형성된 원통형 구조물로써 상기 원통 외주면의 대칭사면에 축방향으로 홈(13)이 형성되고, 상기 홈의 중간부에는 돌출핀(12)이 형성되어 있다.

또한 상기 압착바(40)는 상기 단자전극(10)의 홈에 삽입되는 너비와, 상기 바리스터를 소정갯수 수용시키는 길이를 가지고, 양측단부에는 상기 단자전극의 돌출홈(12)에 끼워지는 통공(41)이 형성되어 있다.

특히 상기 압착바(40)의 너비방향은 상기 바리스터(20)의 외주면에 접촉되는 곡면으로 형성되어 바리스터의 배열조립시에 상기 압착바(40)와 바리스터(20)는 밀착되는 것을 주목할 만하다.

상기 피뢰기의 조립에 있어서 상기 압착바(40)는 상기 바리스터(20)의 배열시에 배열가이드를 형성시키는 데, 상기 배열가이드란 도3의 조립도에 도시된 바와 같이 상기 압착바(40) 3개를 상기 단자전극(10)에 조립하면 상기 단자전극(10)과 3개의 압착바(40)가 형성시키는 공간으로써, 상기 바리스터(20)가 수용되는 공간을 의미한다.

상기 배열가이드부에 상기 바리스터(20)와 원통형 격자인 스페이서(30)가 교대로 배열된 후에 나머지 압착바(40)를 남은 단자전극(10)의 홈(13)과 돌출핀(12)이 조립되면 상기 바리스터더미의 조립이 완료된다.

상기 압착바(40) 방식의 조립공정의 이점은, 첫째로 상기 압착바(40)는 단자전극(10)의 홈(13)과 돌출핀(12)에 삽입결합됨으로써, 자체적으로 길이가 결정되고, 둘째로 압착에 의한 결합력이 제공되며, 셋째로 3개의 압착바(40)의 결합으로 바리스터(20)의 수용공간이 마련되므로 바리스터(20)의 배열조립이 쉽다는 데 있다.

이는 종래기술방식인 도2의 압착링(6) 방식과 비교해 볼 때, 첫째로 상기 압착링(6) 방식은 압착링(6)이 단자전극(5)에 형성된 링가이드(5-1)에 끼워져 자체적인 힘으로 길이가 바리스터의 배열조립 완성시까지 유지되기 힘들고, 둘째로 압착 결합력이 없어서 모양만 유지하고 있으며, 셋째로 하나의 압착링(6) 체결후 바리스터(7) 조립이 실행되어야 하는데 바리스터의 수용공간이 없어서 바리스터(7)의 배열조립이 힘들다는 단점과 대조된다.

특히 바리스터의 배열이 완료된 후의 체결상태에 있어서도 본 발명의 압착바(40) 형식은 바리스터를 밀착지지 시키는 곡면너비를 가지고 있어 안정한 조립상태를 유지시키는 데 비하여, 상기 종래기술방식인 압착링 방식은 사각형단면의 압착링 모서리만이 상기 바리스터에 밀착지지되므로 불안한 조립상태가 유지되고 2개의 압착링(6)이 체결되더라도 바리스터(7)의 외부에 절연하우징(미도시)이 성형되기 전까지는 결합력을 제공시키지 못하고 모양만이 유지되는 단점과 비교되고 있다.

도4는 본 발명에 따른 피뢰기의 압착바(40)가 완전히 결합된 모습의 사시도이다.

도4에서 도시된 바와 같이 상기 압착바(40)가 체결완료됨에 따라, 상기 압착바의 결합력만으로도 바리스터의 배열조립이 결합력을 가지면서 모양을 유지함에 주목할 만 하다.

도4의 상태에서 상기 바리스터더미의 외부에 절연물을 성형포장시켜 절연하우징을 형성시킨다.

여기서, 도3에서 도시된 바와 같이 상기 바리스터(20)의 배열조립시에는 바리스터(20)와 바리스터의 사이에는 원판형 격자인 스페이서(30)가 삽입되는 데, 상기 스페이서(30)의 역활은 상기 바리스터(20) 더미의 외부에 포장되는 절연하우징(미도시)의 포장작업시에 절연물이 상기 바리스터(20) 사이로 침투되지 못하게 하는 차단막 작용한다.

여기서 상기 스페이서(30)의 양면에는, 원의 중심을 향하여 원주와 반대방향의 원주를 가진 부채꼴모양의 홈이 원주상으로 복수배열되어 거미줄모양(31)을 이루는 요철홈 또는 V자홈이 형성되어 있다.

따라서 상기 스페이서의 거미줄모양의 홈은 상기 절연하우징의 성형시에 침투되는 절연물의 침투방향과 반대방향을 가짐으로써 절연물의 침투를 효율적으로 차단시키게 된다.

도5는 본 발명에 따른 압착수단의 구성요소인 단자전극의 형상이 도시된 조감도로써, 도5a는 상기 단자전극의 사시도이고, 도5b는 상기 단자전극의 상측 투상도이고, 도5c는 상기 단자전극의 측면 투상도이다.

도5에 도시된 상기 단자전극(10)의 특징은 상기 단자전극의 원통형 외주면에 형성된 5개의 홈(13)과 상기 홈의 중앙부에 형성된 돌출핀(12)이다.

상기 단자전극의 홈(13)과 돌출핀(12)의 기능은 앞서 상세히 설명한 바와 같다.

도6는 본 발명에 따른 압착바의 모양이 도시된 도면으로 도6a는 정면도이고 도6b는 평면도이다.

도6a에서 상기 압착바는 상기 바리스터의 외주면과 같은 원주를 가지는 곡면으로 됨에 주목할 만하며, 도6b에 도시된 바와 같이 상기 압착바의 양단부에는 상기 단자전극의 돌출핀에 삽입되는 통공(41)이 형성되어 있다.

도7은 본 발명에 따른 피뢰기의 바리스터 사이에 삽입되는 스페이서(30)가 도시된 것으로 도7a는 평면도이고, 도7b는 측단면도이다.

도7a에서 도시된 바와 같이 상기 스페이서는 거미줄모양의 홈이 형성되어 있고, 도7b에 도시된 바와 같이 상기 홈은 V자형을 이루고 있다.

여기서 상기 홈은 요철홈으로 되는 것 역시 고려할 만하다.

도8은 상기 피뢰기 스페이스의 또다른 실시예가 도시된 평면도이다.

상기 피뢰기의 스페이스(30)는 양면에 원의 중심과 동일중심을 가지며 모양은 같고 크기가 다른 다각형도형(32)이 요철 또는 V자홈으로 되어 복수배열되어 있다.

도7과 도8에 도시된 스페이서의 홈에 의하여 상기 바리스터(20) 더미의 외부에 포장되는 절연하우징(미도시)의 포장작업시에 절연물이 상기 바리스터(20) 사이로 침투되지 못하게 된다.

여기서 상기 절연물이 침투되는 방향과 상기 스페이서에 형성된 홈의 방향이 역방향 또는 직각방향으로 형성되어 절연물의 침투를 효과적으로 차단시키게 된다.

이상 설명한 본 발명을 요약하면, 피뢰기의 단자전극(10)의 외주면에 축방향으로 형성된 홈(13)과 상기 홈에 형성된 돌출핀(12)과 상기 홈과 돌출핀에 삽입되어 결합되는 압착바(40)로 구성되는 압착수단을 제공하며, 피뢰기의 바리스터(20) 배열시에 상기 바리스터 사이에 삽입되는 격자인 스페이스(30)에 성형되는 거미줄모양(31)의 홈을 제공하는 것이다.

이상 설명한 본 발명에 따르면, 피뢰기의 조립에 있어서 바리스터의 배열이 편리하여 작업효율이 향상되는 이점이 있다.

또한 상기 바리스터의 배열조립이 완성된 후 절연하우징을 성형하기 위한 준비단계에서 모양이 유지되는 힘이 강하여 생산효율이 향상되는 이점이 있다.

그리고 상기 스폐이서의 거미줄모양의 홈에 의하여 절연하우징의 성형시에 절연물의 침투가 차단되는 이점이 있다.

Claims (4)

1. 2개의 단자전극 사이에 축방향으로 배열된 원통형 바리스터 더미와, 상기 원통형 바리스터 사이에 삽입되는 원판형 격자인 스페이서와, 상기 2개의 단자전극과 원통형 바리스터를 압착시키는 압착수단과, 상기 원통형 바리스터와 2개의 단자전극에 포장되는 절연 하우징을 포함하여 구성되는 피뢰기에 있어서,

   상기 단자전극 외주면의 사면에 축방향으로 형성된 홈과;

   상기 홈의 소정부분에 형성된 돌출핀과;

   상기 단자전극의 홈에 삽입되는 너비와 상기 원통형 바리스터 더미가 수용되는 길이를 가지며, 양측단부에 상기 단자전극의 돌출핀이 삽입되는 통공이 형성된 바로 구성되는 압착수단을 특징으로 하는 피뢰기.
2. 제1항에 있어서 상기 바는

   너비방향으로 상기 원통형 바리스터의 외주면과 밀착되는 곡면이 형성되는 것을 특징으로 하는 피뢰기.
3. 제1항에 있어서 상기 피뢰기의 스페이서는

   양면에 원주와 반대방향으로 된 부채꼴 모양의 요철무늬가 원의 중심을 향하여 복수배열되어 거미줄모양을 이루는 것을 특징으로 하는 피뢰기.
4. 제1항에 있어서 상기 피뢰기의 스페이스는

   양면에 원의 중심과 동일중심을 가지며 모양은 같고 크기가 다른 다각형도형이 요철된 무늬가 복수배열된 것을 특징으로 하는 피뢰기.