KR20090085926A - 피크 전류 제한 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 피크 전류 제한 장치에 관한 것으로, 전력공급원과 계통 사이에 직렬 연결되고, 임계치 이상의 사고전류가 발생할 경우에 사고전류를 병렬로 연결된 다른 경로로 분류하는 트리거 소자와, 트리거 소자와 직렬로 연결되는 주 접점 스위치와, 트리거 소자와 병렬로 연결되는 제 1 분류경로 상에 배치되고, 사고전류에 의해 전자 반발력을 발생하여 주 접점 스위치의 접촉된 접점을 떨어뜨리는 구동코일과, 구동코일이 배치된 제 1 분류경로와 병렬로 연결되는 제 2 분류경로 상에 배치되고, 주 접점 스위치의 접점이 미리 설정된 제 1 간격으로 떨어질 시에 접점이 접촉되어 사고전류를 통전시키는 제한 가동스위치 및 구동코일이 배치된 제 1 분류경로의 후단이면서 구동코일과 제한 가동스위치의 접속 노드와 트리거 장치와 주 접점 스위치의 접속 노드 사이에 연결되어 구동코일을 통해 흐르는 사고전류 또는 제한 가동스위치를 통해 흐르는 사고전류의 첫 번째 피크치를 미리 설정된 값 이하로 제한하는 피크 제한 임피던스 소자를 포함한다.
피크, 한류, 제한, 임피던스, 사고전류

Description

피크 전류 제한 장치{PEAK CURRENT LIMITING APPARATUS}
본 발명은 피크 전류 제한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전력계통에 연결된 전력 기기들을 보호하면서 임계치 이상의 사고전류를 한류하는 피크 전류 제한 장치에 관한 것이다.
전력계통에는 낙뢰, 지락, 단락 등의 사고시에 발생하는 임계치 이상의 사고전류에 의해 전력 기기가 소손 및 손상되지 않도록 임계치 이상의 사고전류를 한류하는 한류기와 사고전류가 계통으로 흐르지 못하도록 계통과의 연결을 차단하는 차단기가 설치된다.
상기와 같은 한류기는 임계치 이상의 사고전류가 발생할 경우에 발생한 사고전류를 제한하여 부스바, 애자, 차단기 등의 전력 기기들에 가해지는 기계적, 열적, 전기적 스트레스를 최소로 감소시키고, 전력 기기들을 보호한다.
또한, 차단기는 전력계통상에 연결되어 임계치 이상의 사고전류를 감지하고 차단신호를 발생하는 과전류 계전기의 제어에 따라 계통과의 연결을 차단함으로써 사고전류가 계통으로 흐르지 못하게 하여 계통을 보호한다.
이러한, 차단기는 과전류 계전기의 제어에 따라 임계치 이상의 사고전류를 차단하는데 걸리는 시간이 3~5주기 정도 소요된다. 이는 과전류 계전기가 임계치 이상의 사고전류를 감지하는데도 일정 시간이 소요되기 때문이다.
이에 따라, 임계치 이상의 사고전류가 발생할 경우에 한류기가 너무 일찍 동작하여 사고전류를 일정치 이상 제한하면, 과전류 계전기가 사고전류를 감지하지 못하게 되는 문제점이 있다.
그러므로, 본 발명의 목적은 전력계통에 연결된 과전류 계전기와 차단기를 포함한 전력 기기들이 연계되어 동작할 수 있도록 일정 시간 후에 임계치 이상의 사고전류를 한류하는 피크 전류 제한 장치를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 임계치 이상의 사고전류가 발생할 경우, 사고전류를 한류하기 전에 전력계통에 연결된 전력 기기들이 소손 및 손상되지 않도록 사고전류를 전력 기기들의 정격치 아래로 소정치 제한하는 피크 전류 제한 장치를 제공하는 데 있다.
이에 따라, 본 발명의 피크 전류 제한 장치는, 전력공급원과 계통 사이에 직렬 연결되고, 임계치 이상의 사고전류가 발생할 경우에 상기 사고전류를 병렬로 연결된 다른 경로로 분류하는 트리거 소자; 상기 트리거 소자와 직렬로 연결되는 주 접점 스위치; 상기 트리거 소자와 병렬로 연결되는 제 1 분류경로 상에 배치되고, 상기 사고전류에 의해 전자 반발력을 발생하여 상기 주 접점 스위치의 접촉된 접점을 떨어뜨리는 구동코일; 상기 구동코일이 배치된 제 1 분류경로와 병렬로 연결되는 제 2 분류경로 상에 배치되고, 상기 주 접점 스위치의 접점이 미리 설정된 제 1 간격으로 떨어질 시에 접점이 접촉되어 상기 사고전류를 통전시키는 제한 가동스위치; 및 상기 구동코일이 배치된 제 1 분류경로의 후단이면서 상기 구동코일과 제한 가동스위치의 접속 노드와 상기 트리거 장치와 주 접점 스위치의 접속 노드 사이에 연결되어 상기 구동코일을 통해 흐르는 사고전류 또는 상기 제한 가동스위치를 통해 흐르는 사고전류의 첫 번째 피크치를 미리 설정된 값 이하로 제한하는 피크 제한 임피던스 소자;를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 피크 제한 임피던스 소자와 병렬로 연결되고, 상기 주 접점 스위치의 접점이 미리 설정된 제 2 간격으로 떨어질 시에 접점이 접촉되어 상기 피크 제한 임피던스 소자에 의해 제한된 사고전류를 통전시키는 한류 가동스위치; 및 상기 주 접점 스위치의 접점이 완전 분리될 경우에 상기 한류 가동스위치가 통전시키는 사고전류를 한류하는 한류부하;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 한류 가동스위치의 접점은 상기 사고전류의 피크치 이후에 접촉되도록 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제한 가동스위치 및 한류 가동스위치의 접점 이격 간격은 주 접점 스위치의 접점 이격 간격보다 작게 형성되어 상기 주 접점 스위치의 접점이 완전 분리되는 시점보다 먼저 접촉되며, 상기 제한 가동스위치의 접점 이격 간격은 상기 한류 가동스위치의 접점 이격 간격보다 작게 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 트리거 소자는 초전도체, PTC, 액체금속 중 적어도 하나에 해당하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 주 접점 스위치 접점의 완전 분리는 상기 주 접점 스위치에서 접점이 떨어지면서 발생된 아크가 사고전류의 반주기인 전류 영점이 되어 소호될 경우에 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 피크 전류 제한 장치에 따르면, 임계치 이상의 사고전류가 발생할 경우에 전력계통에 연결된 전력 기기, 특히, 차단기가 동작할 수 있도록 일정시간 후에 사고전류를 한류하는데, 한류하기 전에 발생한 사고전류를 전력 기기들의 정격전류 이하로 소정치 제한함으로써 전력 기기들의 열적, 기계적인 스트레스를 없애준다.
이에 따라, 과전류계전기에 의해 제어되는 차단기는 임계치 이상의 사고전류를 감지하여 사고전류가 계통으로 흐르는 것을 차단하는 동작을 수행하는데, 차단기가 감지하는 사고전류는 정격치 이하로 제한된 전류이므로 차단기를 비롯한 전력 기기들은 열적, 기계적인 소손 및 손상 없이 동작을 수행하게 된다. 이로 인해, 전력 기기들의 수명이 연장되는 효과가 있다.
결국, 전력계통에 연결된 전력 기기들과 연계되어 계통과 전력 기기들을 보호할 수 있게 된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 하겠다.
다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명에 따른 피크 전류 제한 장치의 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 일체형 고속 스위칭 모듈의 상세 구성을 보여주는 도면이다.
도 1을 참조하면, 전력의 전달 특성을 최적화하기 위해 소정의 임피던스 값을 가지는 전력선(Zline)(105)을 이용하여 전력공급원(100)과 계통(Load)(160)을 연결함으로써 전력공급원(100)의 전력이 계통(160)으로 공급되는 경로를 형성한다. 이러한, 경로는 다수개로 형성되며, 각 경로에는 안정된 전력 공급을 위한 각종 소자(전력 기기)들이 연결된다.
구체적으로, 트리거(trigger:Trig) 소자(110)가 연결된 전원공급경로(a)에는 접점이 접촉된 주 접점 스위치(121)가 상기 트리거 소자(110)와 직렬로 연결되어 있어 정상전류가 흐를 시에 상기 트리거 소자(110)와 주 접점 스위치(121)를 통해 정상전류가 계통(160)으로 흐르게 된다. 그리고, 상기 전원공급경로와 병렬로 연결되는 제 1 분류경로(c)에는 구동코일(123)과 피크 제한 임피던스 소자(130)가 직렬로 연결되어 임계치 이상의 사고전류(fault current)가 발생할 경우에 상기 트리거 소자(110)에 의해 분류된 사고전류가 흐른다.
또한, 상기 구동코일(123)과 피크 제한 임피던스 소자(130)와 병렬로 제한 가동스위치(125)와 한류 가동스위치(127)가 병렬로 연결되는 제 2 분류경로(e)에는 상기 제한 가동스위치(125)와 한류 가동스위치(127)의 접점이 접촉되면, 사고전류가 흘러 상기 각 경로에 연결된 소자들을 보호한다. 또한, 주 접점 스위치(121)와 병렬로 연결되어 사고전류를 한류하는 한류부하(140)가 연결된 한류경로(h)가 존재하며, 제 2 분류경로(e)의 제한 가동스위치(125)와 한류 가동스위치(127)의 접속 노드와 제 1 분류경로(c)의 구동코일(123)과 피크 제한 임피던스 소자(130)의 접속 노드가 연결되어 제 3 분류경로(f)를 형성하는 것을 특징으로 한다.
즉, 본 발명에 따른 피크 전류 제한 장치는 전원공급경로를 포함한 다수의 분류경로를 포함하는데, 전원공급경로는 정상전류가 흐를 시에 전력공급원의 전력을 안정되게 계통으로 공급하는 주경로이며, 다수의 분류경로는 임계치 이상의 사고전류가 발생할 경우에 사고전류가 흐르는 경로이고, 한류경로는 사고전류를 한류하는 경로이다. 상세한 설명은 후술하기로 하겠다.
트리거 소자(110)는 정상 시에 저 임피던스 상태로 전력공급원(100)에서 공급되는 전력을 손실이 발생됨이 없이 계통(160)으로 공급하다가 임계치 이상의 사고전류가 발생할 경우에 고 임피던스 상태로 전이하여 상기 발생된 사고전류를 제 1 분류경로(c)로 분류한다. 즉, 정상 시에는 저 임피던스 상태로 전류를 통전하다가 사고 시에 고 임피던스 상태로 전이되어 제 1 분류경로(c)로 사고전류를 분류한다.
상기 트리거 소자(110)는 초전도체(Superconductor), PTC(Positive Temperature Coefficient) 또는 액체금속(Liquid Metal)이 해당되며, 임계치 이상의 사고전류 발생시에 적어도 1/4 주기 이내에 고 임피던스 상태가 되도록 구성됨이 바람직하다.
일체형 고속 스위치 모듈은, 도 2를 참조하여 보면, 주 접점 스위치(121), 구동코일(123), 제한 가동스위치(125) 및 한류 가동스위치(127)를 포함한다. 정상 전류가 흐를 경우에 구성관계를 살펴보면, 구동코일(123)은 반발판(124)의 하측면과 맞닿아 있고, 상기 반발판(124)의 하측면 중심축에는 축(122)이 연장 결합된다. 그러면서, 이 축(122)의 하부 끝에는 상시 접점이 접촉된 상태인 주 접점 스위치(121)의 일접점(121-1)이 연결되고, 이 축(122)의 상부 끝에는 상시 접점이 떨어진 제한 및 한류 가동스위치(125, 127)의 일접점(125-2, 127-2)이 접촉된다.
이후, 상기 트리거 소자(110)에 의해 임계치 이상의 사고전류가 구동코일(123)에 흐르게 되면, 고정된 상태의 구동코일(123)은 전자반발력을 발생하고, 이 전자반발력에 의해 반발판(124)이 위쪽으로 이동된다. 이에 따라, 상기 반발판(124)이 상부이동되면서 축(122)과 함께 주 접점 스위치(121)의 일접점(121-1)은 상부로 움직여 고정된 주 접점 스위치(121)의 타접점(121-2)과 떨어지게 되고, 제한 및 한류 가동스위치(125, 127)의 일접점(125-2, 127-2)은 제한 및 한류 가동스위치(125, 127)의 타접점(125-1, 127-1)과 접촉되게 된다.
일체형 고속 스위칭 모듈(120)의 각 구성을 살펴보면, 구동코일(123)은 상기 트리거 소자(110)와 병렬로 연결되는 제 1 분류경로(c)에 연결되어 상기 트리거 소자(110)가 분류하는 임계치 이상의 사고전류가 흐를 경우에 전자 반발력을 발생한다.
주 접점 스위치(121)는 전원공급경로에 연결된 상기 트리거 소자(110)의 후단에, 상시 접점이 접촉된 상태로 상기 트리거 소자(110)와 직렬로 연결되어 정상전류를 통전시키다가 상기 구동코일(123)이 발생하는 임계치 이상의 전자반발력에 의해 접촉된 접점이 떨어지면서 아크(arc)를 발생한다. 이와 같은 아크에 의해 주 접점 스위치의 접점 간에는 서로 연결되어 통전경로가 생성된다.
이에 대해 좀더 설명하면, 일체형 고속 스위치 모듈(120)의 구동코일(123)에 임계치 이상의 사고전류가 흐르게 되면, 와전류가 유도되어 서로 밀어내는 전자 반발력을 발생하고, 이 전자 반발력에 의해 연동수단인 반발판(124)이 화살표 방향으로 움직여 주 접점 스위치(121)의 접촉된 접점이 떨어지게 된다. 즉, 상기 반발판(124)과 축(122)을 통해 연결된 주 접점 스위치(121)의 일 접점(121-1)은 반발판(124)이 상부로 움직임과 동시에 같이 움직이며, 이로 인해 주 접점 스위치(121)의 접촉된 접점은 떨어지기 시작하면서 아크를 발생한다.
또한, 상기 주 접점 스위치(121)에서 발생된 아크는 상기 주 접점 스위치(121)의 접점이 완전 분리되고(떨어지고), 사고전류가 발생되어 반주기인 전류영점이 될 경우에 소호된다.
제한 및 한류 가동스위치(125, 127)는 구동코일(123)과 피크 제한 임피던스 소자(130)와 병렬로 연결되는 제 2 분류경로에 연결되는데, 상기 주 접점 스위치(121)의 접점이 떨어지면서 미리 설정된 제 1 간격이 되는 경우에 상기 제한 가동스위치(125)의 떨어진 접점이 접촉되고, 미리 설정된 제 2 간격이 되는 경우에 상기 한류 가동스위치(127)의 떨어진 접점이 접촉된다. 이때, 제한 및 한류 가동스위치(125, 127)의 접점 이격 간격은 상기 주 접점 스위치(121)의 접점 이격 간격보다 작게 형성되는데, 상기 주 접점 스위치(121)의 접점이 완전히 떨어지기 전에 제한 가동스위치(125)의 접점이 먼저 접촉되고, 일정 시간 후에 한류 가동스위치(127)의 접점이 접촉되게 된다.
이에 따라, 제한 가동스위치(125)는 사고전류가 구동코일로만 유입되지 않도록 하여 구동코일(123)의 열적인 손상을 방지한다. 즉, 대부분의 사고전류가 구동코일(123)로 유입되다가 제한 가동스위치(125)의 접점이 접촉되면, 일정 사고전류는 제한 가동스위치(125)로 분류되므로, 구동코일(123)의 손상을 방지하고, 반발판(124) 사이에 과도한 전자반발력이 발생되는 것을 억제함으로써 일체형 고속 스위칭 모듈(120)이 손상되는 것을 막아주는 것이다.
한류 가동스위치(127)는 임계치 이상의 사고전류의 피크치 이후에 접점이 접촉되도록 형성되는 것을 특징으로 한다. 다시 말해, 피크 제한 임피던스 소자(130)에 의해 소정치 사고전류가 제한된 다음에 접점이 접촉되어 상기 피크 제한 임피던스 소자(130)로 사고전류가 흐르는 통전시간을 줄여주어 상기 피크 제한 임피던스 소자(130)의 열용량이 적은 열용량으로 설계 가능하도록 한다.
또한, 상기 한류 가동스위치(127)의 접점이 접촉될 경우에 거의 모든 사고전류는 임피던스가 적은 제 2 분류경로(e)로 분류되게 된다. 이로 인해, 사고전류에 의해 트리거 소자를 비롯한 각 소자에서 발생할 수 있는 열적인 스트레스를 방지할 수 있게 된다.
결국, 일체형 고속 스위칭 모듈(120)은 트리거 소자(110)에 의해 분류된 사고전류가 각 소자들에 손상을 주지 않고, 분류된 사고전류가 한류 될 수 있도록 설계된 것을 특징으로 한다.
피크 제한 임피던스 소자(130)는 사고전류를 일정치 제한하는 피크 제어 부 하(Peak Control Load:PCL)로, 상기 구동코일(123)이 배치된 제 1 분류경로(c)의 후단에 직렬로 연결되어 상기 구동코일(123)을 통해 흐르는 사고전류 또는 상기 제한 가동스위치(125)를 거쳐 제 3 분류경로(f)를 통해 흐르는 사고전류를 미리 설정된 값 이하로 제한한다.
피크 제한 임피던스 소자(130)의 역할에 대해 구체적으로 설명하면, 전력계통상에는 차단기, 개폐기, 변압기, 전력퓨즈 등의 전력 기기가 연결되는데, 각 전력 기기는 정격전류가 정해져 있어 이 정격전류를 일정치 초과하는 사고전류가 흐르게 되면, 소손 및 열화되어 고장 또는 수명이 단축되기 때문에 이와 같은 전력 기기를 보호하기 위해 임계치 이상의 사고전류 발생시, 사고전류를 피크 제한 임피던스 소자(130)를 이용하여 전력계통상에 연결된 전력 기기의 정격전류 이하로 제한한다.
상기 피크 제한 임피던스 소자(130)의 값은 해당 전력계통에서 계산된 최대 사고전류 값을 기 설치된 차단기 등의 전력 기기의 기계적인 강도에 문제가 되지 않을 범위로만 제한하도록 하여 1 ~ 100 mΩ의 저 임피던스 값으로 설정됨이 바람직하다. 이는 병렬로 연결된 트리거 소자(110)는 정상전류가 흐를 경우에는 저 임피던스 상태이므로 임피던스 소자의 값이 너무 크면, 상기 트리거 소자(110) 양단에 큰 전압강하가 발생하기 때문이다.
한류부하(Current Limiting Load:CLL)(140)는 상기 주 접점 스위치(121)와 병렬로 연결되는 한류경로(h)에 연결되어 상기 주 접점 스위치(121)의 접점이 완전히 떨어지고, 발생된 아크가 소호(소멸)된 경우에 상기 제한 및 한류 가동스위 치(125, 127)를 거쳐 흐르는 사고전류를 한류한다.
차단기(150)는 임계치 이상의 사고전류가 발생할 경우에 과전류 계전기(미도시)가 발생하는 차단신호에 따라 계통과의 연결을 차단한다. 상기 과전류 계전기는 전력계통에 연결되어 임계치 이상의 사고전류를 감지하고, 차단신호를 발생하여 전력 기기들을 사고전류로부터 보호한다.
여기서, 본 발명에 따른 피크 전류 제한 장치의 동작 설명을 경로(a~j 경로)를 좀더 상세히 세분하여 설명하도록 하겠다.
정상전류가 흐를 경우에 a 경로의 트리거 소자는 저 임피던스 상태로, 상기 정상전류는 손실이 발생됨이 거의 없이 a 경로를 지나 b 경로의 접점이 접촉된 주 접점 스위치를 거쳐 i 경로를 통해 계통으로 흐른다.
한편, 낙뢰, 지락, 단락 등의 사고에 의해 임계치 이상의 사고전류가 발생할 경우에 트리거 소자(110)는 높은 저항값을 발생하는 고 임피던스 상태가 되어 상기 발생한 사고전류를 c 경로로 분류한다.
이에 따라, 분류된 사고전류는 c 경로의 구동코일(123)에 흐르게 되고, 상기 구동코일(123)은 상기 사고전류에 의해 전자 반발력을 발생하고, 이 전자 반발력에 의해 주 접점 스위치(121)의 접촉된 접점이 떨어지면서 주 접점 스위치(121)에서 아크가 발생된다. 이 주 접점 스위치(121)에서 발생된 아크로 인해 통전경로가 생성되게 된다.
위와 같이 주 접점 스위치(121)의 접점이 떨어지며 미리 설정된 제 1 간격이 될 경우에 제한 가동스위치(125)의 접점이 접촉되며, 구동코일(123)로 유입되던 대부분의 사고전류는 e 경로의 제한 가동스위치(125)로 일부 분류되게 된다.
즉, 사고전류는 c 경로의 구동코일(123) 또는 e 경로의 제한 가동스위치(125)를 통해 f 경로를 거쳐 d 경로의 피크 제한 임피던스 소자(130)로 흐르게 되고, 상기 피크 제한 임피던스 소자(130)에서 미리 설정된 값 이하로 제한된다. 그리고, 일정치 제한된 사고전류는 b 경로의 주 접점 스위치(121)에서 발생된 아크에 의해 생성된 통전경로를 통해 i 경로로 흐른다.
이후, 주 접점 스위치(121)의 접점이 미리 설정된 제 2 간격이 되면, 한류 가동스위치(127)의 접점이 접촉되고, 대부분의 사고전류는 임피던스가 적은 e 경로로 유입되어 제한 가동스위치(125)를 지나 g 경로의 한류 가동스위치(127)를 거쳐 b 경로의 주 접점 스위치(121)를 통해 i 경로로 흐른다.
그러면서, 주 접점 스위치(121)의 접점이 완전히 떨어지고, 사고전류의 반주기인 전류영점이 되면, 주 접점 스위치(121)에서 발생된 아크는 완전히 소호된다.
이에 따라, 사고전류는 e 경로의 제한 가동스위치(125)를 지나, g 경로의 한류 가동스위치(127)를 거쳐 h 경로의 한류부하(140)를 통해 한류되어 i 경로로 흐르게 된다.
상기와 같은 동작을 도 3a 및 도 3b의 그래프와 연결하여 설명하도록 하겠다.
본 발명에 따른 피크 전류 제한 장치는, 도 3a에 도시된 바와 같이, 임계치 이상의 사고전류 A(fault curent)를 먼저 소정치 제한하여 사고전류 B(peak controled current)를 만들며, 사고전류 B를 사고전류의 반주기인 전류영점이 지난 후 한류(limited current)한다.
도 3b를 참조하여 좀더 상세히 살펴보면, 임계치 이상의 사고전류의 발생시점이 p1 시점이고, 트리거 소자(110)가 상기 사고전류를 분류하는 시점이 p2 시점이며, 구동코일(123)에서 발생되는 전자반발력에 의해 주 접점 스위치(121)의 접점이 떨어지며 아크를 발생하는 시점이 p3 시점이다.
또한, 주 접점 스위치(121)의 접점이 떨어지며 미리 설정된 제 1 간격이 되어 제한 가동스위치(125)의 접점이 접촉되는 시점이 p4 시점이고, 주 접점 스위치(121)의 접점이 미리 설정된 제 2 간격이 되어 한류 가동스위치(127)의 접점이 접촉되는 시점이 p5 시점이다.
그리고, 주 접점 스위치(121)의 접점이 완전히 떨어지고, 사고전류의 반주기인 전류영점이 되어 주 접점 스위치(121)에서 발생된 아크가 소호되는 시점이 p6 시점이다.
p2 시점 후에 a, b는 a 경로의 트리거 소자(110)에 잔류된 사고전류와 b 경로의 주 접점 스위치에서 발생된 아크전류를 의미하고, Varc는 주 접점 스위치(121)에서 발생된 아크전압을 의미한다. 이 아크전류는 한류 가동스위치(127)의 접점이 접촉되는 p5 시점 이후부터 제로에 가까운 값이 되며, 임피던스가 최소가 되는 분류경로로 거의 모든 사고전류가 흐르게 됨을 알 수 있다.
한편, 상기에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 용이하게 알 수 있다. 그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 피크 전류 제한 장치의 구성을 보여주는 블럭도,
도 2는 도 1의 일체형 고속 스위칭 모듈의 상세 구성을 보여주는 도면,
도 3a는 도 1에서 사고전류가 발생하는 경우에 시간에 따른 사고전류의 변화추이를 보여주는 그래프, 및
도 3b는 도 3a를 좀 더 상세히 보여주는 그래프이다.
* 도면의 주요 부호에 대한 설명
100 : 전력공급원 105 : 전력선
110 : 트리거 소자 120 : 일체형 고속 스위칭 모듈
121 : 주 접점 스위치 123 : 구동코일
125 : 제한 가동스위치 127 : 한류 가동스위치
130 : 피크 제한 임피던스 소자 140 : 한류부하
150 : 차단기 160 : 계통

Claims (8)

  1. 전력공급원과 계통 사이에 직렬 연결되고, 임계치 이상의 사고전류가 발생할 경우에 상기 사고전류를 병렬로 연결된 다른 경로로 분류하는 트리거 소자;
    상기 트리거 소자와 직렬로 연결되는 주 접점 스위치;
    상기 트리거 소자와 병렬로 연결되는 제 1 분류경로 상에 배치되고, 상기 사고전류에 의해 전자 반발력을 발생하여 상기 주 접점 스위치의 접촉된 접점을 떨어뜨리는 구동코일; 및
    상기 구동코일이 배치된 제 1 분류경로의 후단에 배치되어 상기 구동코일을 통해 흐르는 사고전류의 첫 번째 피크치를 미리 설정된 값 이하로 제한하는 피크 제한 임피던스 소자;를 포함하여 이루어지는 피크 전류 제한 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 구동코일이 배치된 제 1 분류경로와 병렬로 연결되는 제 2 분류경로 상에 배치되고, 상기 주 접점 스위치의 접점이 미리 설정된 제 1 간격으로 떨어질 시에 접점이 접촉되어 상기 사고전류를 통전시키는 제한 가동스위치;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 전류 제한 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 트리거 소자는 초전도체, PTC(Positive Temperature Coefficient), 액체금속 중 적어도 하나에 해당하는 것을 특징으로 하는 피크 전류 제한 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 피크 제한 임피던스 소자는 1 ~ 100mΩ의 임피던스 값을 갖는 것을 특징으로 하는
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 피크 제한 임피던스 소자와 병렬로 연결되고, 상기 주 접점 스위치의 접점이 미리 설정된 제 2 간격으로 떨어질 시에 접점이 접촉되어 상기 피크 제한 임피던스 소자에 의해 제한된 사고전류를 통전시키는 한류 가동스위치; 및
    상기 주 접점 스위치의 접점이 완전 분리될 경우에 상기 한류 가동스위치가 통전시키는 사고전류를 한류하는 한류부하;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 피크 전류 제한 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 한류 가동스위치의 접점은,
    상기 사고전류의 피크치 이후에 접촉되도록 형성된 것을 특징으로 하는 피크 전류 제한 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제한 가동스위치 및 한류 가동스위치의 접점 이격 간격은 주 접점 스위치의 접점 이격 간격보다 작게 형성되어 상기 주 접점 스위치의 접점이 완전 분리되는 시점보다 먼저 접촉되며,
    상기 제한 가동스위치의 접점 이격 간격은 상기 한류 가동스위치의 접점 이격 간격보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 피크 전류 제한 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 주 접점 스위치 접점의 완전 분리는,
    상기 주 접점 스위치에서 접점이 떨어지면서 발생된 아크가 사고전류의 반주기인 전류 영점이 되어 소호될 경우에 이루어지는 것을 특징으로 하는 피크 전류 제한 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101053665B1 (ko) * 2009-09-30 2011-08-03 한국전력공사 한류 장치
KR101372823B1 (ko) * 2012-09-20 2014-03-11 숭실대학교산학협력단 초전도 한류기 적용을 고려한 과전류 계전기 및 그 설정 방법

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101044492B1 (ko) 2010-04-23 2011-06-27 엘에스산전 주식회사 하이브리드 한류기
KR101232976B1 (ko) * 2011-07-22 2013-02-13 엘에스산전 주식회사 보호협조 시스템
KR101395643B1 (ko) 2012-12-27 2014-05-16 엘에스산전 주식회사 보호 스위치가 구비된 한류기
KR101821439B1 (ko) * 2013-11-15 2018-03-08 엘에스산전 주식회사 한류기
KR101622187B1 (ko) * 2014-05-13 2016-05-18 엘에스산전 주식회사 한류기
CN106026229A (zh) * 2016-05-27 2016-10-12 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种分流装置及其工作方法
CN116316457B (zh) * 2023-05-26 2023-08-04 西南交通大学 复合耗能式直流断路器

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2748612B1 (fr) * 1996-05-10 1998-06-19 Schneider Electric Sa Circuit pour l'alimentation protegee d'une charge electrique
JP3044297B2 (ja) 1997-10-01 2000-05-22 工業技術院長 ハイブリッド型超電導限流器
KR200317444Y1 (ko) 2003-03-13 2003-06-25 상도전기통신 주식회사 과부하 차단기용 돌입전류 오동작 방지회로
KR100819346B1 (ko) * 2006-07-18 2008-04-04 엘에스산전 주식회사 전력공급 안정화 장치
KR100780706B1 (ko) 2006-08-17 2007-11-30 엘에스산전 주식회사 복합형 초전도 한류기
KR100802312B1 (ko) * 2006-10-25 2008-02-11 엘에스산전 주식회사 일체형 고속 스위치 모듈을 구비한 반파 비한류형 초전도한류기
CN100464476C (zh) * 2006-11-30 2009-02-25 中国人民解放军海军工程大学 超导型混合限流开关
KR100888147B1 (ko) * 2007-08-20 2009-03-13 한국전력공사 하이브리드 초전도 한류기

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101053665B1 (ko) * 2009-09-30 2011-08-03 한국전력공사 한류 장치
KR101372823B1 (ko) * 2012-09-20 2014-03-11 숭실대학교산학협력단 초전도 한류기 적용을 고려한 과전류 계전기 및 그 설정 방법

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