KR200394087Y1 - 전력선로용 서지 보호기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 전력선로용 서지보호기에 관한 것으로서, 접속단자와 접지단자를 구비하여 정보신호는 통과시키고 서지성 전압 또는 이상/과전류를 제거하기 위한 어레스터와, 상기 어레스터의 접속단자와 병렬로 연결되어 전자기 방해성 잡음 전압 또는 잡음 전류를 바이패스(by-pass)하기 위한 한 쌍의 커패시터, 및 상기 어레스터의 접지단자와 접지점 사이에 게재되어 서지성 잔류 전압 또는 잔류 전류를 제거하기 위한 한 쌍의 바리스터를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 의하면, 서지보호기 내의 반응 속도와 서지 에너지 내량을 높임으로써 전력선로를 통해 유입되는 서지성 전압 또는 이상/과전류를 완전히 차단하여 부하의 손상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

Description

전력선로용 서지 보호기 {Surge Protector for Power Railroad}

본 고안은 낙뢰 등으로 인하여 전력선로에 유기되는 고압의 서지(surge) 전압 및 과부하에 의하여 부하가 손상되지 않도록 차단하는 전력선로용 서지보호기에 관한 것이다.

일반적으로 낙뢰 등으로 인하여 송전전로를 통해 입력되는 서지전압 및 대부하에서 소부하로 전환할 경우에 발생되는 서지전압 등이 부하에 인가될 경우에 부하가 손상되고, 저장하고 있는 소정의 데이터를 잃게 된다.

그러므로, 부하에 전원을 공급할 경우에 전원이 공급되는 전력선로를 통해 부하로 고압의 서지전압이 인가되지 않도록 차단하여야 하나, 종래에는 서지전압의 유입에 관계없이 전력선로에 부하를 그대로 연결하여 전원이 공급되게 하였으므로 송전전로에 고압의 서지전압이 유도될 경우에 이 서지전압이 부하에 그대로 인가되어 부하가 손상되는 경우가 빈번하게 발생하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 전력선로용 서지보호기를 채택하게 되었다.

도1은 종래 전력선로용 서지보호기의 회로도로서, 접속단자(AR-a)와 접지단자(AR-b)를 구비하여 정보신호는 통과시키고 서지성 전압 또는 이상/과전류를 제거하기 위한 어레스터(AR)와 상기 어레스터의 접속단자와 병렬로 연결되어 전자기 방해성 잡음 전압 또는 잡음 전류를 바이패스(by-pass)하기 위한 한 쌍의 커패시터(C1,C2)로 구성되어진다.

일반적으로 어레스터는 전력선과 전력선의 접촉 또는 유도에 의한 충격전압, 그 밖에 이상 고전압이 걸렸을 때 전력선로나 부하 등을 전기적 위해로부터 보호하는 역할을 한다. 따라서, 상기 어레스터(AR)는 전력선로를 통해 유기된 전압을 소멸시킴으로써 서지성 전압 또는 이상/과전류로부터 부하를 보호한다.

그러나, 이러한 회로적 구성만으로는 일반적인 전력선로의 열악한 전기적 환경에서 제 기능을 발휘하기에는 많은 어려움이 따를 수 밖에 없다. 특히, 우리나라와 같이 많은 산으로 둘러싸여 높은 저항을 유발하는 지형의 전력선로에서는 그 성능을 발휘하기가 힘든 실정이다.

특히, 어레스터는 반응속도가 느리고 서지 에너지 내량이 작아 서지 보호 효과가 높지 못한 단점도 갖고 있다.

본 고안은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 전력선로를 통해 고압의 서지 전압이 인가될 경우에 이를 차단하여 부하에 인가되지 않도록 함으로써 서지 전압에 의한 부하의 손상을 미연에 방지할 수 있도록 하는 전력선로용 서지보호기를 제공하는데 그 목적이 있습니다.

특히, 기존 서지보호기보다 빠른 반응 속도와 큰 서지 에너지 내량을 제공하며, 서지성 잔류 전압 또는 전류를 완전히 제거할 수 있는 고성능의 전력선로용 서지보호기를 제공하고자 한다.

상술한 바와 같은 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 고안에 의한 전력선로용 서지보호기는 어레스터와 더불어 서지성 전압 또는 전류를 제거하기 위한 바리스터를 함께 구비하는 것이 바람직하다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 의한 전력선로용 서지보호기의 구성과 동작을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하고자 한다.

도2는 본 고안에 의한 전력선로용 서지보호기의 회로도이다.

도시된 바와 같이, 본 고안은 접속단자(AR-a)와 접지단자(AR-b)를 구비하여 정보신호는 통과시키고 서지성 전압 또는 이상/과전류를 제거하기 위한 어레스터(AR)와, 상기 어레스터(AR)의 접속단자(AR-a)와 병렬로 연결되어 전자기 방해성 잡음 전압 또는 잡음 전류를 바이패스(by-pass)하기 위한 한 쌍의 커패시터(C1,C2)와, 상기 어레스터의 접지단자(AR-b)와 접지점 사이에 게재되어 서지성 잔류 전압 또는 잔류 전류를 제거하기 위한 한 쌍의 바리스터(VA1,VA2)로 구성되어 있다.

여기서, 상기 한 쌍의 바리스터(C1,C2)는 상호 병렬로 연결되어지며, 아연 혼합형 바리스터로 구성되어진다.

도2를 참조하면, 전력선로를 통해 서지성 전압이나 전류가 유입될 경우에 선로의 양단에 게재된 한 쌍의 커패시터(C1,C2)에 의하여 전자기 방해성 잡음 전압이나 잡음 전류가 바이패스(by-pass)되어진다.

그리고, 상기 어레스터(AR)에 의하여 서지성 전압은 1차적으로 제거되어진다. 즉, 상기 어레스터는 방전을 하여 고압의 서지성 전압이 부하에 인가되는 것을 차단하게 되며, 이러한 원리에 의해 서지 발생시 부하의 파손을 미연에 방지하게 되는 것이다.

여기서, 상기 어레스터(AR)는 가스 충진형 2극관으로서 커넥터의 내부 도체 전송선 중간에 비활성 기체 혼합물이 들어 있는 가스 튜브가 연결되어 있는 구조로 되어 있다. 즉, 낙뢰 전류를 가스 튜브 내로 통과시키고, 통과된 낙뢰 성분은 다시 튜브와 연결된 그라운드 케이블을 따라 지상으로 유도되는 것이다.

상기 어레스터(AR)를 경유한 서지성 잔류 전압 또는 잔류 전류는 상기 한 쌍의 바리스터(VA1,VA2)에 의해 완전히 제거되어진다. 여기서, 상기 한 쌍의 바리스터(VA1,VA2)는 상호 병렬로 연결되어진다. 바리스터(Varistor:Variable Register)는 전압의 인가에 따라 매우 큰 저항값 변화를 나타내는 저항기를 말한다. 즉, 외부로부터 유입되는 서지전압으로부터 기기를 보호하기 위해 필요이상의 전압을 제거하기 위한 소자인데, 다른 서지 보호소자에 비해 빠른 반응속도를 가지며 서지 에너지 내량도 크다.

여기서, 서지 에너지 내량은 인가된 서지 에너지가 전기적 또는 열적 스트레스로 작용하여 바리스터의 내부에 부분 발열에 의한 펑쳐(puncture) 또는 균열(cracking)이 발생하여 바리스터의 기능이 상실하게 되는 한계를 의미한다. 이러한 서지 에너지 내량을 향상시킴으로써 서지 보호의 효과를 극대화할 수 있게 되는 것이다.

결과적으로, 도2에 도시된 바와 같은 회로 구성을 통하여 반응속도를 높이고서지 에너지 내량을 향상시킴으로써 전력선로를 통해 유입되는 서지성 전압 또는 전류가 완전히 제거하여 부하를 보다 안전하게 보호할 수 있게 되는 것이다.

본 고안은 기존의 전력선로용 서지보호기가 커패시터와 어레스터만으로 구성된 것과 달리, 바리스터를 추가로 구비함으로써 반응 속도와 서지 에너지 내량을 높이고 전력선로를 통해 유입되는 서지성 전압 또는 전류를 완전히 차단하여 부하의 손상을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

도1은 종래 전력선로용 서지보호기의 회로도.

도2는 본 고안에 의한 전력선로용 서지보호기의 회로도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

C1, C2 ... 커패시터

AR ... 어레스터

VR1, VR2 ... 바리스터

Claims (3)

1. 접속단자와 접지단자를 구비하여 정보신호는 통과시키고 서지성 전압 또는 이상/과전류를 제거하기 위한 어레스터와 상기 어레스터의 접속단자와 병렬로 연결되어 전자기 방해성 잡음 전압 또는 잡음 전류를 바이패스(by-pass)하기 위한 한 쌍의 커패시터를 포함하는 전력선로용 서지보호기에 있어서,

   상기 어레스터의 접지단자와 접지점 사이에 게재되어 서지성 잔류 전압 또는 잔류 전류를 제거하기 위한 한 쌍의 바리스터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전력선로용 서지보호기.
2. 제1항에 있어서, 상기 한 쌍의 바리스터는 상호 병렬로 연결되어지며, 아연 혼합형 바리스터인 것을 특징으로 하는 전력선로용 서지보호기.
3. 제1항에 있어서, 상기 어레스터는 가스 충진형 2극관 어레스터인 것을 특징으로 하는 전력선로용 서지보호기.