KR20010070924A - Surge protector for power source - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 써지 보호장치에 관한 것으로, 낙뢰나 송배전 선로의 지락 등으로 인한 혼촉, 아크 또는 유도전력 이나 주변의 구조물(철탑 등) 또는 피뢰침에 낙뢰 시 지전위의 상승으로 인한 충격전압의 재해를 방지하기 위한 것으로 교류전원을 사용하는 기기는 물론 이러한 기기와 접속된 통신장비 등의 2차적인 피해를 막기위한 것이다.The present invention relates to a surge protection device, and prevents accidents caused by a lightning strike or a ground fault of a transmission and distribution line, an arc or induced electric power, or an impact voltage caused by an increase in the ground potential when lightning strikes a nearby structure (such as a steel tower) or a lightning rod. This is to prevent secondary damage of the equipment using AC power as well as the communication equipment connected to such equipment.
종래의 써지 보호장치는 번개, 지락 등의 사유로 충격전압 유입시 기기의 안전 전압 이하로 저감시켜 기기의 손상을 방지하기 위하여 방전관, 바리스터 등을 이용하여 써지전류의 전량을 흡수 방전시켜 기기에 인가되는 전압을 감소시키는 방법으로 약한 써지에는 별다른 문제점이 없으나 써지전류가 클 때에는 전류에 비례하여 소자양단의 전압상승 및 소자의 소손이 일어나므로 방전소자 자체의 용량에 한계점이 있으며, 대전류의 방전시 접속하는 전선의 규격 및 접지선의 써지에 대한 임피던스 관계로 기술적인 문제점이 있다.Conventional surge protection device absorbs and discharges the entire amount of surge current by using discharge tube, varistor, etc. in order to reduce the device's safety voltage when the impact voltage is inflowed due to lightning, ground, etc. to prevent damage. There is no problem in weak surge as a method of reducing the voltage. However, when the surge current is large, there is a limit in the capacity of the discharge element itself because the voltage rises across the element and burns out in proportion to the current. There is a technical problem due to the impedance of the wire specification and the earth wire surge.
그러므로 보호장치의 제조는 물론 설치기술과 설치환경에 따라 성능이 좌우되는 결함이 있으며 회선과 대지간의 써지는 접지로 방전시키는데 대전류가 순간에 흐르므로 지전위의 상승은 필연적이다. 따라서 방전전류에 비례하여 지전위가 상승하므로 이로 인하여 제2의 피해를 발생시킨다.Therefore, there is a defect that the performance depends on the installation technology and the installation environment as well as the manufacture of the protective device. As a large current flows in a moment to discharge to the earth written between the line and the ground, the rise of the ground potential is inevitable. Therefore, the potential rises in proportion to the discharge current, thereby causing a second damage.
예를 들면 전원으로 유입된 써지를 전원측에는 완벽하게 보호되었다 하여도 접지저항으로 인하여 접지선 및 기기전체가 써지전압과 같은 전위가 되므로 이 전류는 통신선 등의 도선을 통하여 외부로 흐르게 된다. 따라서 통신회로의 피해는 물론 도선으로 접속된 근거리의 기기에도 피해를 주게된다. 또 피뢰침 등 주변 구조물의 낙뢰, 지락 등으로도 지전위가 상승되는 경우가 있는데, 가령 낙뢰발생시 피뢰접지 저항이 2Ω일때 낙뢰전류 3,000A가 흐른다고 가정하면 피뢰침과 접지선은 물론 접지된 부근과 접지된 전기통신기기의 전위는 6,000V로 상승된 결과가 된다.For example, even though the surge introduced into the power source is completely protected on the power supply side, the grounding resistance and the whole device become the same potential as the surge voltage due to the grounding resistance, so this current flows to the outside through the conductor such as the communication line. Therefore, not only the damage of the communication circuit but also the short distance devices connected by the wires are damaged. In addition, there is a case where the ground potential rises due to lightning strikes and ground faults of nearby structures such as lightning rods.For example, when lightning strike resistance is 2Ω when lightning strike occurs, lightning current 3,000A flows, The potential of the telecommunication equipment has risen to 6,000V.
따라서 이 전류는 기기에서 외부와 접속된 전기, 통신 회선을 통하여 3,000A의 전류가 흐르게 되므로 이러한 피해는 1차적으로는 기기에서 외부로 접속된 부분의 취약점에서 피해가 오며 이 부분을 기존의 보호장치로 보호하였다 하여도 이 전류는 회선을 통하여 흐르므로 2차적으로는 도선으로 접속된 근거리에 위치한 타 시설물에 피해를 발생시킨다.Therefore, this current flows 3,000A through the electric and communication lines connected to the outside of the device, so this damage is primarily caused by the weakness of the connected part of the device. Even though it is protected by, the current flows through the line, causing secondary damage to other facilities located in close proximity to the conductor.
그러므로 종래와 같이 써지전류의 전부를 바리스터를 통한 방전만으로는 용량의 규격 및 설치환경 조건의 한계점과 2차적인 재해에도 문제점으로 되고있다.Therefore, as in the prior art, all of the surge current is discharged through the varistor, which is a problem even in the limit of capacity specification, installation environment condition, and secondary disaster.
바람직한 써지보호기는 사용목적의 전원전류에 관계없이 써지전류만을 소멸시키며 방전전류를 최소화하여 지전위 상승으로 인한 제 2의 피해가 없는 특성의 보호장치가 필요하다.The desired surge protector requires a protection device that eliminates only the surge current regardless of the intended supply current and minimizes the discharge current so that there is no second damage caused by the rise of the ground potential.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 창작된 것으로 써지는 매우 짧은 시간의 고전압, 대전류, 임펄스라는 특성을 이용하여 보호할 기기 전원의 흐름에는 지장 없이 써지에 대한 종합적인 저항을 크게 하여 써지전류를 감소시킨 후 안전전압 이하로 안정시키는 방법이다.The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, using the characteristics of high voltage, high current, and impulse of a very short time to increase the comprehensive resistance to surge without disturbing the flow of power to the device to be protected. It is a method of stabilizing below the safety voltage after decreasing.
회선간에 인가되는 써지는 코일(L1, L2)로 흐르는 전류와 바리스터(V1, V5)로 흐르는 전류로 상쇄, 분산시키고 회선과 대지간에 인가되는 써지는 코일의 리액턴스 값에 의하여 써지전류를 감소시키는 방식의 회로를 구성하면,A method of canceling and dispersing the current flowing through the coils L1 and L2 applied between the lines and the current flowing through the varistors V1 and V5 and reducing the surge current by the reactance value of the surge coil applied between the line and the ground. When you configure the circuit of
첫째, 저가이면서 저용량의 바리스터로 안정된 동작 및 수명연장이 가능하게 하며,First, low cost and low capacity varistors enable stable operation and long life.
둘째, 지전위의 상승을 막을 수 있어 도선으로 접속된 근거리의 타 설비에 2차적인 피해를 주지 않는다는 장점이 있으며,Second, it is possible to prevent the rise of the ground potential, so that it does not cause secondary damage to other facilities in the short distance connected by wires.
셋째, 주변의 요인에 의하여 지전위가 상승하여도 안정된 동작이 가능하며 2차 피해가 발생하지 않는 써지 보호회로를 제공하는 것이다.Third, stable operation is possible even if the ground potential rises due to surrounding factors, and a surge protection circuit that does not cause secondary damage is provided.
도 1은 본 발명을 설명하기 위한 기본 회로도이며,1 is a basic circuit diagram for explaining the present invention,
도 2는 본 발명을 설명하기 위한 사시도 이다.2 is a perspective view for explaining the present invention.
<도면의 주요 부호의 설명><Description of Major Codes in Drawings>
T1, T2 : 회선측 입력단자.T1, T2: Line input terminal.
T3, T4 : 기기측 출력단자.T3, T4: Output terminal for device.
G : 접지 단자.G: ground terminal.
L1, L2 : 제어용 코일.L1, L2: control coil.
V1, V2, V3, V4, V5 : 쌍방향 바리스터.V1, V2, V3, V4, V5: Two-way varistor.
C1, C2, C3 : 콘덴서.C1, C2, C3: condenser.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 써지 보호회로는 써지주파수를 잘 흐르지 못하게 하는 코일(L1, L2)과, 코일을 통하여 흐른전류를 상쇄시키는 바리스터(V1, V5)와 제어된 써지전압을 안전전압 이하로 안정시키는 바리스터 (V2, V3, V4), 및 콘덴서(C1, C2, C3)로 구성되며 이하 본 발명의 기본회로에 구성 및 작용에 대하여 첨부된 도면에 의거 상세히 설명한다.The surge protection circuit of the present invention for achieving the above object is a coil (L1, L2) that does not flow the surge frequency well, the varistor (V1, V5) and the controlled surge voltage to cancel the current flowing through the coil It is composed of varistors (V2, V3, V4), and condensers (C1, C2, C3) to stabilize below a safety voltage, and the construction and operation of the basic circuit of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
1) 써지전류의 흐름에 저항할 목적으로 같은 회수로 권선한 2개의 코일에 회선측 단자 T1과 T2가 동위상이 되도록 저주파용 철심코어로 결합하면 공통모드의 저주파 초크코일이 된다.1) The common mode low frequency choke coil is combined with the low frequency iron core core so that the circuit terminals T1 and T2 are in phase with the two coils wound with the same number of times to resist the flow of surge current.
이 코일은 저주파인 교류전원이 회선측에서 기기측으로 흐를 때 T1에서 T3로 흐르는 전류와 T2에서 T4로 흐르는 전류는 같은량의 역위상 전류이므로 저주파 철심코어가 코일(L1, L2)의 자속을 상쇄시켜 코일의 리액턴스의 값은 0Ω이 되므로 교류전원의 흐름은 코일의 직류적인 저항 값에만 영향을 받는다. 다시 말해서 저주파용 코어에 의하여 교류전원의 리액턴스값이 없어지는 것이다.When the low-frequency AC power flows from the line side to the device side, the current flowing from T1 to T3 and the current flowing from T2 to T4 have the same amount of reverse phase current, so the low frequency iron core core cancels the magnetic flux of the coils L1 and L2. Since the reactance of the coil is 0Ω, the flow of AC power is only affected by the DC resistance of the coil. In other words, the reactance value of the AC power supply is lost by the low frequency core.
2) 회선과 접지간으로 인가되는 써지는 두 코일(L1, L2)의 리액턴스와 바리스터(V1, V5)의 종합 합성값으로 제어되는데 코일특성상 코일의 전류위상은 90°지연되어 흐르므로 바리스터(V1, V5)로 흐른 전류와 코일(L1, L2)로 흐른 전류는 분산되어 써지전류의 순시치가 감소되며 이 전류에 해당하는 써지전압은 회로의 회선측과 기기측간에 걸리며 감쇄된 전류는 바리스터(V3, V4)와 콘덴서(C2, C3)를 통하여 접지(G)로 흐른다.2) It is controlled by the combined value of the reactance of two coils (L1, L2) and varistors (V1, V5) applied between the line and ground.The coil's current phase is delayed by 90 °, so the varistor (V1 , The current flowing through V5) and the current flowing through the coils L1 and L2 are distributed, and the instantaneous value of the surge current is decreased. The surge voltage corresponding to this current is applied between the circuit side and the device side of the circuit, and the attenuated current is the varistor (V3). , V4) and capacitors C2 and C3 flow to ground (G).
3) 저주파인 전원전류가 코일(L1, L2)에 흐를 때에는 위의 설명과 같이 리액턴스가 0Ω이 되지만 날카로운 파형의 고주파 임펄스인 써지전류가 흐를 때에는 저주파용 철심코어는 자기저항 등의 종합적인 자성특성 관계로 코어 본연의 역할을 다하지 못하는 관계로 큰 써지전류의 흐름에서는 2개의 코일(L1, L2)이 각기 동작하여 대부분의 써지전압은 코일 양단에 걸린다.3) When the low-frequency power current flows through the coils L1 and L2, the reactance becomes 0 같이 as described above. However, when the surge current, which is a high-frequency impulse with a sharp waveform, flows, the low-frequency iron core core has a comprehensive magnetic characteristic such as magnetoresistance. Due to the fact that the core does not play its role, in the large surge current flow, two coils L1 and L2 operate respectively, and most of the surge voltages are applied to both ends of the coil.
4) 이 전압은 전압상쇄용 바리스터(V1, V5)를 십자형(cross)으로 접속하여 코일(L1, L2)을 통해 흐른 전류와 바리스터로 흐른 전류는 서로 상쇄되는데 바리스터로 흐르는 전류보다 코일을 통하여 흐른 전류가 90°늦게 흐르므로 전류의 흐름은 분산되어 흐르게 된다.4) This voltage crosses the voltage canceling varistors V1 and V5 so that the current flowing through the coils L1 and L2 and the current flowing through the varistor cancel each other. Since the current flows 90 ° late, the current flows in a distributed manner.
상쇄되는 원리를 구체적으로 설명하면 코일(L1, L2)의 써지저항 값과 바리스터(V1, V5)의 써지저항 값이 같을 때, 회선측 단자 T1과 T2로 써지가 유입되면 T3과 T4의 전압은 0V가 되어야 한다. 그러나 실제로는 소재의 특성 및 위상관계 등의 사유로 0V는 되지 않지만 기기측 단자(T3, T4) 양단의 써지전압은 대부분 감소되어 바리스터(V2)와 콘덴서(C1)에 흐르는 써지전류 극히 미약해 지므로 기기측의 안정된 전압을 기대할 수 있다. 또 바리스터(V1, V5)는 회선측 단자(T1, T2)의 양단과 및 접지(G)사이의 과전압 상승을 방지하여 아크로 인한 소손 또는 화재를 예방하는 목적도 있다.The principle of offsetting is explained in detail. When the surge resistance value of the coils L1 and L2 and the surge resistance values of the varistors V1 and V5 are the same, when the surge flows into the line-side terminals T1 and T2, the voltage of T3 and T4 becomes It should be 0V. However, due to the characteristics of the material and the phase relationship, the voltage is not 0V, but the surge voltage across the terminals T3 and T4 is mostly reduced, so that the surge current flowing through the varistor V2 and the capacitor C1 is extremely weak. A stable voltage on the side can be expected. The varistors V1 and V5 also have the purpose of preventing overvoltage rise between both ends of the line-side terminals T1 and T2 and the ground G to prevent burnout or fire due to an arc.
5) C1, V2는 선간으로 유입된 써지가 코일과 바리스터(V1, V5)에서 상쇄 및 분산으로 감소된 잔류써지 및 코일 권선의 층간으로 누설된 써지전류를 흡수하여 출력전압을 안정시키며 C2, C3, 및 V3, V4는 회선과 접지간으로 인가된 써지가 V1, L1 또는 L2, V5에서 통하여 감소된 써지전류를 안전전압 이하로 감소되도록 하기 위하여 접지로 흐르게 한다.5) C1, V2 stabilizes the output voltage by absorbing the residual surge and the leakage current leaked between the coil windings and the varistors (V1, V5). , And V3, V4 cause the surge applied between line and ground to flow to ground to reduce the reduced surge current through V1, L1 or L2, V5 below the safety voltage.
상기와 같이 구성되어 작용하는 본 발명의 써지 보호회로는 정상적인 전원전류는 손실없이 써지전류에만 저항하여 써지의 방전전류를 감소시켜 값싼 저용량의 바리스터를 사용하면서 써지로부터 보다 안전한 보호는 물론 지전위의 상승을 막으므로서 2차적인 피해를 예방하며 외부요인으로 인한 지전위 상승 시에도 2차적인 피해를 예방하는 유용한 발명이다.The surge protection circuit of the present invention configured and operated as described above reduces the discharge current of the surge by only resisting the surge current without loss of normal power supply, while using a low-cost varistor, which is inexpensive, as well as safer protection from surge, and rise of the ground potential. It is a useful invention that prevents secondary damage while preventing the secondary damage even when the earthquake rises due to external factors.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100950338B1 (en) * | 2008-11-27 | 2010-03-31 | 주식회사 케피코 | Electrostatic protection apparatus of high voltage cell voltage measuring device |
KR101219500B1 (en) * | 2010-09-28 | 2013-01-22 | 김선호 | Surge protective device and method for manufaturing the surge protective device |
KR20150002538U (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-30 | 서울메트로 | Arc Reducing Circuit for Rolling Stock Relay |
WO2019212258A1 (en) * | 2018-05-02 | 2019-11-07 | 울산과학기술원 | Isolated type active emi filter having no additional elements on power line |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100907657B1 (en) * | 2008-10-22 | 2009-07-14 | 주식회사유성계전 | Contactless type relay apparatus using switching semiconductor |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4563720A (en) * | 1984-04-17 | 1986-01-07 | General Semiconductor Industries, Inc. | Hybrid AC line transient suppressor |
US4802055A (en) * | 1987-10-26 | 1989-01-31 | Joseph L. Brooks Manufacturing Corp. | Transient voltage surge suppressor |
US5139205A (en) * | 1991-07-12 | 1992-08-18 | Denis Gallagher | Segregated waste disposal system |
JPH09285000A (en) * | 1996-04-10 | 1997-10-31 | Ricoh Co Ltd | Switching regulator |
JPH10191557A (en) * | 1996-12-25 | 1998-07-21 | Canon Inc | Power supply line filter device |
KR19990030918U (en) * | 1997-12-30 | 1999-07-26 | 이종수 | Power stabilization circuit of electronic switch |
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2001
- 2001-06-22 KR KR10-2001-0035636A patent/KR100419912B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100950338B1 (en) * | 2008-11-27 | 2010-03-31 | 주식회사 케피코 | Electrostatic protection apparatus of high voltage cell voltage measuring device |
KR101219500B1 (en) * | 2010-09-28 | 2013-01-22 | 김선호 | Surge protective device and method for manufaturing the surge protective device |
KR20150002538U (en) * | 2013-12-20 | 2015-06-30 | 서울메트로 | Arc Reducing Circuit for Rolling Stock Relay |
WO2019212258A1 (en) * | 2018-05-02 | 2019-11-07 | 울산과학기술원 | Isolated type active emi filter having no additional elements on power line |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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