KR20100077028A - 화재에 안전한 피뢰기용 차단기 - Google Patents

화재에 안전한 피뢰기용 차단기 Download PDF

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Abstract

서지 피뢰기용 차단기의 제1 및 제2 터미널을 감싸는 하우징은 차단기가 열에 노출되었을 때 차단기 내의 분리 장치가 활성화되기 전에 구조적으로 약화됨으로써, 차단기에 교통부 규칙에 의해 차단기를 위험물로 분류하기에 충분한 힘을 가지는 폭발물이 만들어지는 것이 방지된다.

Description

화재에 안전한 피뢰기용 차단기{Fire safe arrester isolator}
본 발명은 일반적으로 고전압 발전 및 송전 시스템에 관한 것이고, 더욱 특별하게는 열 활성화 차단기(disconnector)를 갖는 서지 피뢰기(surge arrester)의 안전한 전달과 저장에 관한 것이다.
전력 송전 및 배전 장비는 정상적인 작동 상태에서 상당히 좁은 범위의 전압을 받고, 예컨대 이러한 장비는 예컨대 1000V 이상의 고전압에서 작동할 수 있다. 그러나 낙뢰 및 개폐 서지(switching surge)와 같은 시스템 방해물은 정상적인 작동 상태에 있는 장비가 받는 수준을 훨씬 초과하는, 전압 수준을 순간적으로 또는 일정시간동안 만들 수 있다. 이러한 전압 변동은 종종 과전압이라고 불린다. 만약 변압기, 개폐기, 컴퓨터 장비, 및 전기기기와 같은 중요하고 비싼 장비가 과전압 상태로부터 보호되지 않는다면, 이러한 과전압 상태 및 전류 서지에 의해 손상되거나 파괴될 수 있다. 따라서, 시스템 설계자들이 위험한 과전압 상태로부터 시스템 부재들을 보호하기 위해 서지 피뢰기를 사용하는 것이 관례이다.
서지 피뢰기는 일반적으로 과전압-유도전류를 안전하게 장비 주변으로 우회시키기 위해 전기 장비의 상대적으로 비싼 부분과 평행하게 연결하는 보호 장치이다. 서지 피뢰기는 상대적으로 높은 임피던스를 갖는 접지를 향해 낮은 전류 경로를 구비하는 높은 임피던스 모드에서 작동한다. 이 모드에서, 시스템 주파수에 있는 정상적인 전류는 전기장비로 보내지고 서지 피뢰기를 따라 접지를 향해 서지 전류를 따라가는 것이 방지된다. 과전압 상태에 노출되었을 때, 서지 피뢰기는 상대적으로 낮은 임피던스를 갖는 전기 접지를 향해 높은 전류 경로를 제공하는 낮은 임피던스 모드에서 작동한다. 서지 피뢰기가 낮은 임피던스 모드에서 작동하고 있을 때, 전류 경로의 임피던스는 실질적으로 서지 피뢰기에 의해 보호되고 있는 장비의 임피던스보다 낮다. 이 모드에서, 과전압 상태로부터 나온 전류는 접지로 보내지고 전기장비로 보내지지 않는다. 과전압 상태가 종료되면, 서지 피뢰기는 높은 임피던스 모드에서 작동하도록 되돌아간다. 서지 피뢰기는 만약 과전압 상태가 과도하거나 너무 오래 이어지면 접지로부터 서지 피뢰기를 단절시키는 차단기도 포함한다.
도 1은 종래의 고전압 서지 피뢰기(90)의 부분 단면도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 고전압 서지 피뢰기(90)는 전형적으로 전기적 절연 소재로 만들어진 길다란 외부 인클로저 또는 하우징(100)을 구비하고, 라인 전위 도체(미도시)와 전기 접지 사이에서 피뢰기를 연결하기 위해 인클로저(100)의 마주보는 단부에 한쌍의 전기 터미널(102, 104)을 각각 구비하며, 터미널(102, 104) 사이에 일련의 전기 경로를 형성하는 다른 전기부재(106)의 층 또는 배열을 구비한다. 터미널 스터드(108, 110)는 각각 라인과 접지 터미널(102, 104)에 연결된다. 절연된 고정 브라켓(114)이 예컨대 장비의 다른 부분이나 전신주에 피뢰기(90)를 고정할 수도 있다.
서지 피뢰기(90)로 연결된 라인 전위 도체의 단락을 방지하기 위해 차단기(112)가 접지 터미널 스터드(110) 상에 구비된다. 차단기(112)는 스파크 갭 조립체 및 채워지지 않은 .22 직경의 열에 활성화되는 카트리지 내에 충전된 검은 화약과 평행하게 연결된 내부 저항 또는 다른 전기부재를 구비할 수 있다. 그러므로, 터미널 스터드(110)를 통해 과전압 전류 흐름을 받는 경우, 스파크가 차단기(112)의 스파크 갭 조립체에 의해 일어날 수 있다. 스파크로부터 나온 열은 터미널 스터드(110)와 하부 터미널(104) 사이의 전기 연결이 기계적으로 분리되도록 충전된 화약 카트리지를 폭발시켜서, 터미널 스터드가 라인 연결로부터 단절된다. 충전된 화약 카트리지가 활성화됨으로써 형성된 힘은 전형적으로 터미널 스터드(110)가 서지 피뢰기(90)로부터 분리되게 해서, 파워 시스템으로부터 고장난 피뢰기를 효과적으로 단절시킨다.
바람직하지 않기로, 터미널 스터드(110)를 구비한 열에 민감한 차단기(112)의 부분은 카트리지가 선적, 운송, 또는 저장되는 동안 우연히 열에 노출되었을 때 폭발물로 될 수 있다. 운송 및 저장 도중에, 만약 사고나 사건이 하나 이상의 피뢰기 근처에 화재를 야기한다면, 피뢰기 내의 차단기의 충전된 화약 카트리지의 활성화는 화재 현장에서 진화 작업자에 위험할 수 있다. 이러한 환경에서 차단기의 충전된 화약 카트리지가 터져서 생기는 폭발은 이러한 차단기를 구비한 다수의 피뢰기가 선적되고 저장될 때 특히 우려된다. 차단기를 구비한 다양한 다른 유형의 종래의 서지 피뢰기는 상술된 위험에 취약하다. 추가로, 모든 차단기 장치에 의해 유사한 문제를 겪을 수 있다. 따라서 상술된 문제는 임의의 특정 차단기나 임의의 특정 서지 피뢰기에서 독특한 것으로 간주되지 않는다.
선적, 운송, 또는 저장 도중 화재의 영향을 받을 때 피뢰기에 의해 제기된 위험을 고려하여, 미국 교통부(DOT)는 종래의 서지 피뢰기를 DOT 위험물 운송 규칙에 따라 운송되어야 하는 위험물로 분류하였다. 이 지침에 따라 피뢰기를 운송하는 것은 운송 비용을 증가시킨다. 선택가능하기로 DOT 안전 규제는 차단기 카트리지가 선적, 운송, 또는 저장 도중에 우연히 열에 노출되었을 때 터미널 스터드와 차단기의 일부가 폭발되는 것을 방지하는 안전장치로 피뢰기를 조절함으로써 충족될 수 있다. 그러나 이러한 안전장치를 추가하는 것은 피뢰기의 원가를 상승시킨다. 다른 대안은 비록 포장이 엄청나게 비싸더라도 DOT 규제를 충족시키기 위해 선적, 운송, 또는 저장 도중 피뢰기를 튼튼한 금속 케이스 내에 포장하는 것이다.
따라서, 종래기술에서 DOT 규제에 따라 위험물로 분류되지 않는 서지 피뢰기용 차단기가 필요하다.
본 발명은 차단기가 선적, 운송, 또는 저장 도중 과다한 열에 노출될 때 터미널 스터드와 열에 민감한 피뢰기용 차단기가 강력하게 폭발되는 것을 방지하는, 비싸지 않고 실용적인 방법을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 차단기의 터미널 스터드는 차단기의 분리 카트리지의 활성화 온도보다 낮은 온도에서 녹거나 타는 소재로 이루어진 하우징 내에 감싸진다. 카트리지의 활성화 온도는 카트리지 내의 화약이 발화되는 온도이다. 활성화 온도는 때때로 자연 발화 온도로 언급된다. 피뢰기가 선적, 운송, 또는 저장 도중 화재에 의해 야기된 온도 상승에 직면했을 때 차단기 하우징 소재는 상승된 온도로 카트리지가 활성화되기 전에 녹거나 연소된다. 하우징이 녹거나 연소됨에 따라, 차단기의 터미널 스터드는 분리된다. 따라서, 카트리지가 활성화될 때, 터미널 스터드, 또는 차단기의 다른 일부는 카트리지에 의해 형성된 폭발에 의해 발사되지 않는다.
본 발명의 다른 실시예에 따라서, 차단기의 터미널 스터드는 차단기의 분리 카트리지의 활성화 온도보다 낮은 온도에서 충분히 약해지는 소재로 이루어진 하우징 내에 감싸진다. 피뢰기가 선적, 운송, 또는 저장 도중 화재에 의해 야기된 온도 상승에 직면했을 때, 이 온도는 상승된 온도로 카트리지가 활성화되기 전에 차단기 하우징의 벽부 또는 차단기 하우징을 함께 고정하는 접착제를 충분히 약화시킨다. 따라서, 카트리지가 활성화되었을 때, 약화된 벽부는 카트리지로부터 팽창되는 가스를 담고 있지 않기 때문에 활성화된 카트리지로부터 나온 폭발력은 큰 압력 증가를 만들지 않는다. 이 경우, 활성화된 카트리지의 폭발력은 DOT에 의해 위험물로 분류되기 위해 필요한 양의 폭발을 만들기에 충분하지 않다.
본 발명의 또다른 실시예에 따라서, 차단기의 터미널 스터드는 차단기의 분리 카트리지의 활성화에 앞서서 화재 도중 녹거나, 불타거나, 또는 충분히 약화되는 소재로 이루어진 하우징에 감싸진다. 카트리지가 차단기의 하우징 내에 감싸지기 때문에 카트리지는 화재시 하우징보다 천천히 온도 상승될 것이다. 따라서, 차단기 내부 온도가 카트리지의 활성화 온도로 증가되기 전에 하우징 소재가 녹거나, 타거나, 또는 약화된다면, 하우징은 카트리지의 활성화 온도를 넘어서는 온도에서 녹거나 타거나, 또는 충분히 약화되는 소재로 이루어질 수 있다.
상기 및 다른 실시예에서, 본 발명의 목적과 특징은 첨부된 도면을 함께 이해하고 참조하여 아래 바람직한 실시예의 상세한 기술로부터 명백해질 것이다.
도 1은 열 활성화된 차단기를 구비하는 종래의 고전압 서지 피뢰기의 부분 단면도이다.
도 2는 바람직한 실시에에 따른 피뢰기용 차단기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일시적인 과전압 상태인 전류 경로를 도시하는 도 2의 피뢰기용 차단기의 단면도이다.
도 4는 바람직한 실시예에 따른 낮은 임피던스, 과전압 고장 전류 모드를 도시하는 도 2의 피뢰기용 차단기의 단면도이다.
본 발명은 운송 및 저장 도중 만일 화재가 날 경우 서지 피뢰기의 차단기 내에서 분리 카트리지의 안전한 폭발을 가능하게 한다. 차단기의 하우징은 화재가 카트리지의 활성화를 야기하기 전에 화재시 녹거나, 타거나, 또는 약화되는 소재로 이루어짐으로써, 카트리지가 활성화되기 전에 차단기의 터미널 스터드가 차단기로부터 안전하게 분리될 수 있게 하거나 더욱 강력한 폭발을 방지한다. 이러한 작용은 카트리지가 활성화되었을 때 터미널 스터드 또는 차단기의 다른 부분이 강력한 폭발로 방전되는 것을 방지한다. 카트리지가 결국 방전되었을 때, 차단기의 일부는 DOT에 의해 위험물로 간주되는 속도나 거리로 폭발되지 않는다.
바람직한 실시예에 대한 아래 설명은 도면 전체에 걸쳐 동일한 번호가 동일한 부재를 표시하는 첨부된 도면을 참조한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피뢰기용 차단기(200)의 단면도이다. 차단기(200)는 전기부재(206)에 의해 분리된 2개의 터미널 스터드(202, 204)를 구비한다. 바람직한 실시예에서, 전기부재(206)는 저항, 축전지, 배리스터(varistor), 절연체, 또는 이들 중 2개 이상의 조합을 구비할 수 있다. 하우징(208)은 터미널 스터드(202, 204)와 전기부재(206)를 감싸서, 터미널 스터드(202, 204) 사이에 밀봉된 챔버(210)를 형성한다. 차단기 카트리지(212)는 터미널 스터드(202)의 오목부 내에 배치되고 터미널 스터드(204)의 돌출부(204a)에 인접한 단부를 갖고 위치되어, 돌출부(204a)와 카트리지(212) 사이에 에어갭(214)이 형성된다. 오링(216)은 터미널 스터드(204)와 카트리지(212) 사이에서 가압된다.
바람직한 실시예에서, 도 1에 도시된 것과 같은 서지 피뢰기와 함께 사용될 때, 터미널 스터드(204)는 서지 피뢰기의 접지 터미널 스터드(110)일 수 있다. 덧붙여서, 터미널 스터드(202)는 서지 피뢰기의 하우징 내에서 전기 터미널(104)에 결합될 수 있다.
터미널 스터드(202, 204)는 스테인레스강과 같은 전도성 소재의 형태이다. 전기부재(206)는 특수 차단기(200)가 개방되는 정상 전압 상태에서 전류 흐름에 저항하도록 설계되어 있다.
분리 카트리지(212)는 검은 화약 활성화 충전물을 갖는 .22 직경의 카트리지를 구비할 수 있다. 예컨대, 화약 충전물은 WINCHESTER 상표로 판매되는 Q2065 화약을 구비할 수 있다.
정상 전압 상태에서 작동하는 서지 피뢰기에서, 서지 피뢰기는 상대적으로 높은 임피던스를 갖는 접지를 향해 낮은 전류 경로를 구비하는 높은 임피던스 모드에서 작동한다. 서지 피뢰기의 전기부재(106)에 의해 야기된 전류 경로의 높은 임피던스 때문에, 설사 있다 해도, 상대적으로 적은 전류가 접지로 보내진다. 따라서, 이 모드에서 전류는 서지 피뢰기가 연결된 전기장비로 보내진다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일시적인 과전압 상태인 전류 경로(302)를 도시하는 도 2의 피뢰기용 차단기(200) 단면도이다. 만약 차단기(200)를 구비하는 서지 피뢰기에서 일시적인 과전압 상태가 발생된다면, 서지 피뢰기의 전기부재(106)는 과전압을 차단기(200)를 통해서 접지로 보내기 위해 낮은 임피던스 모드로 작동된다. 이 작동에서, 차단기(200)를 통과한 전류는 터미널 스터드(202), 전기부재(206), 및 터미널 스터드(204)를 통과하는 전류 경로(302)를 흘러 접지선(미도시)을 통해 접지로 향한다. 과전압 상태가 종료되면, 전기부재(106)는 차단기(200)를 구비한 피뢰기가 연결된 전기장비로 전류를 보내기 위해 높은 임피던스 모드로 다시 작동된다.
만약 서지 피뢰기의 전기부재(106)가 고장난다면, 서지 피뢰기(200)는 상대적으로 낮은 임피던스를 갖는 전기 접지를 향해 높은 전류 경로를 구비하는 낮은 임피던스 모드에서 작동된다. 서지 피뢰기가 낮은 임피던스 모드에서 작동될 때, 전류 경로의 임피던스는 실질적으로 차단기(200)가 배치되어 있는 서지 피뢰기에 의해 보호되는 장비의 임피던스보다 낮다.
내부에 차단기(200)가 배치되어 있는 서지 피뢰기가 고장났을 때, 고장 전류는 전류 경로(302)를 통해 보내질 수 있다. 처음에, 고장 전류는 위에 기술된 바와 같은 일시적인 과전압 상태에서 전류 경로(302)를 통해 접지로 보내진다. 그러나, 지속적인 고장 전류는 전기부재(206)를 우회하기 위해 차단기(200) 내에 에어갭(214)을 폭발성 아크로 가로지름으로써 도 4에 도시된 전류 경로(402)를 따라간다. 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 낮은 임피던스, 과전압 고장 전류 모드에서 전류 경로(402)를 도시하는 도 2의 피뢰기용 차단기(200)의 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 차단기(200)가 지속적인 고장 전류를 받을 때, 이용가능한 고장 전류는 터미널 스터드(202), 카트리지(212), 및 터미널 스터드(204)(돌출부(204a)를 통해)를 통과하는 전류 경로(402)로 접지선(미도시)을 통해 접지로 흐른다. 이 전류 경로(402)는 터미널 스터드(204)의 돌출부(204a)와 카트리지(212)의 단부 사이의 에어갭(214) 내에서 폭발성 아크(404) 폭발을 발생시킨다.
폭발하는 폭발성 아크(404)는 카트리지(212) 내에서 화약을 폭발시키기에 충분한 열 에너지를 공급한다. 카트리지(212)의 폭발은 처음에 밀봉된 챔버(210) 내에 들어 있다. 그러나, 밀봉된 챔버(210) 내의 압력이 폭발에 의해 형성된 힘으로 하우징(208)이 파괴될 때까지 증가되면 하우징(208)의 조각이 주변 영역으로 밀려날 수 있다. 추가로, 폭발에 의해 형성된 힘은 터미널 스터드(204)를 차단기(200)로부터 밀어냄으로써 전류 경로(402)를 제공한다. 그 때문에 내부에 차단기(200)가 배치되어 있는 고장난 피뢰기는 접지로부터 효과적으로 단절된다.
차단기(200) 내에서 카트리지(212)가 활성화되어 일정한 힘으로 폭발파편(터미널 스터드(204) 및/또는 하우징(208)의 파편)을 만들기 때문에, DOT는 차단기(200)를 선적, 운송, 또는 저장 도중 화재가 날 경우 카트리지(212)를 활성화시킬 가능성이 있는 위험한 소재로 분류할 수 있다. 그러나, 차단기(200)는 터미널 스터드(204)와 하우징(208) 파편이 강력하게 폭발되는 것을 방지하기 위한 안전장치를 구비한다.
바람직한 실시예에서, 하우징(208)은 카트리지(212)의 활성화 온도보다 낮은 녹는점 및/또는 발화점을 갖는 적어도 하나의 소재로 이루어진다. 카트리지(212)의 활성화 온도는 카트리지(212) 내의 화약이 발화되는 온도이다. 활성화 온도는 간혹 자연 발화 온도로 불린다. 이 실시예에서, 터미널 스터드(202, 204)는 카트리지(212)의 활성화 온도에 대해 상대적으로 낮은 온도에서 녹거나 발화되는 적어도 하나의 소재로 이루어지는 하우징(208) 내에 배치된다. 하우징(208)의 적어도 일부는 화재가 카트리지를 활성화시키기 전에 녹거나 연소됨으로써 터미널 스터드(202, 204)와 하우징(208) 소재를 카트리지(212)가 활성화되기 전에 차단기(200)로부터 안전하게 분리될 수 있게 한다. 이러한 작용은 터미널 스터드(202, 204), 하우징(208), 또는 차단기(200)의 다른 부분이 카트리지(212)가 활성화될 때 강력한 폭발로 방전되는 것을 방지한다. 따라서, 카트리지(212)가 결국 방전될 때, 차단기(200)의 부재들은 DOT에 의해 위험물로 간주되는 속도나 거리로 폭발되지 않는다.
바람직한 실시예에서, 하우징(208) 전체는 카트리지(212)의 활성화 온도보다 낮은 녹는점 및/또는 발화점을 갖는 소재로 이루어진다. 선택가능하기로, 하우징(208)을 터미널 스터드(202, 204) 및 전기부재(206)에 밀봉하는 하우징(208) 내의 접합부는 카트리지(212)의 활성화 온도보다 낮은 녹는점 및/또는 발화점을 갖는 소재로 이루어진다. 이 실시예에서, 접합부 내부 소재가 연소되거나 녹으면, 하우징(208)은 차단기(200)로부터 개방되거나 빠진다. 다른 선택가능한 실시예에서, 하우징(208)은 카트리지(212)의 활성화 온도보다 낮은 녹는점 및/또는 발화점을 갖는 소재로 이루어지는 한편 접합부는 다른 소재로 이루어진다.
또다른 바람직한 실시예에서, 하우징(208)은 카트리지(212)의 활성화 온도보다 낮은 온도에서 충분히 약화되는 적어도 하나의 소재로 이루어진다. 이 실시예에서, 차단기(200)의 터미널 스터드(202, 204)는 카트리지(212)의 활성화 온도보다 낮은 온도에서 충분히 약화되는 적어도 하나의 소재로 이루어진 하우징(208) 내에 감싸진다. 차단기(200)가 선적, 운송, 또는 저장 도중 화재에 의해 야기된 온도 상승에 직면할 때, 이 온도는 증가된 온도로 인해 카트리지(212)가 활성화되기 전에 하우징(208)의 벽부 또는 그 접합부를 충분히 약화시킨다. 따라서, 카트리지(212)가 활성화될 때, 하우징(208)의 약화된 벽부 또는 접합부가 카트리지(212)로부터 나온 팽창하는 가스를 담고 있지 않기 때문에, 활성화된 카트리지(212)로부터 나온 폭발력은 차단기(200)의 밀봉된 챔버(210) 내에 큰 압력 증가를 발생시키지 않는다. 이 경우에, 활성화된 카트리지(212)의 폭발력은 차단기(200)가 DOT에 의해 위험물로 분류되는데 필요한 양의 폭발파편을 만들기에 충분하지 않다.
바람직한 실시예에서, 하우징(208) 전체는 카트리지(212)의 활성화 온도보다 낮은 온도에서 충분히 약화되는 적어도 하나의 소재로 이루어진다. 선택가능하기로, 하우징(208)을 터미널 스터드(202, 204) 및 전기부재(206)에 밀봉하는 하우징(208) 내의 접합부는 카트리지(212)의 활성화 온도보다 낮은 온도에서 충분히 약화되는 소재로 이루어진다. 이 실시예에서, 접합부 내의 소재는 하우징(208)이 카트리지(212)로부터 팽창되는 가스를 담고 있지 않게 하는 약화된 구조를 구비한다. 다른 선택가능한 실시예에서, 하우징(208)은 카트리지(212)의 활성화 온도보다 낮은 온도에서 충분히 약화되는 소재로 이루어지는 한편 접합부는 다른 소재로 이루어진다.
또다른 바람직한 실시예에서, 하우징(208)은 카트리지(212)의 차단기의 카트리지(212)가 활성화되기 전에 화재시 녹거나, 연소되거나, 또는 충분히 약화되는 적어도 하나의 소재로 이루어질 수 있다. 이 실시예에서, 차단기(200)의 터미널 스터드(202, 204)는 차단기의 카트리지(212)가 활성화되기 전에 화재시 녹거나, 연소되거나, 또는 충분히 약화되는 적어도 하나의 소재로 이루어진 하우징(208) 내에 감싸진다. 카트리지(212)가 하우징(208) 내에 감싸지기 때문에, 카트리지(212)는 화재시 하우징(208)보다 천천히 온도 상승될 것이다. 그러므로, 하우징(208)(및/또는 그 접합부)은 카트리지(212)의 활성화 온도를 넘는 온도에서 녹거나 연소되거나, 또는 충분히 약화되는 소재로 이루어질 수 있지만, 하우징(208) 소재는 차단기(200) 내부 온도가 카트리지(212)를 폭발시킬 수 있는 카트리지(212)의 활성화 온도로 증가되기 전에 녹거나, 연소되거나, 또는 약화된다.
접합부를 포함한 하우징(208)에 알맞은 바람직한 소재는 에폭시, PVC, 다른 열가소성 소재, 또는 여기 기술된 녹거나, 연소되거나, 또는 약화되는 특성을 갖는 임의의 알맞은 소재를 포함할 수 있다.
바람직한 실시예에서, 카트리지(212) 내 화약의 자연 발화점은 대략 섭씨 190도이다. 그러므로, 하우징(208) 소재는 섭씨 190도보다 낮은 온도에서 녹거나, 발화되거나, 또는 충분히 약화될 것이다. 선택가능하기로, 하우징(208) 소재는 섭씨 190도를 넘는 온도에서, 차단기(200) 내 카트리지(212)의 온도가 화재시 섭시 190도에 도달하기 전에 녹거나, 발화되거나, 또는 충분히 약화될 것이다.
여기에 기술된 바람직한 실시예에 따른 차단기(200)는 이러한 절연 기능을 사용하는 임의의 서지 피뢰기와 함께 사용될 수 있다. 부가적으로, 여기에 기술된 하우징(208)은 이러한 차단기에 화재 안전 기능을 제공하기 위해 임의의 차단기와 함께 사용될 수 있다.
앞선 바람직한 실시예는 화재 안전 피뢰기용 차단기를 가능하게 한다. 다수의 다른 변형, 특징, 및 실시예는 본 발명의 이득을 갖는 기술 분야의 당업자들에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 많은 실시예가 실례로써 위에 기술되었고 다른 방법으로 명쾌하게 진술되지 않는다면 본 발명에 필요하거나 필수적인 부재로 의도되지 않았다는 것이 이해되어야 한다. 본 발명이 도시된 실시예에 국한되지 않는다는 것과 아래 청구항의 정신과 범주 내에서 다양한 변형이 가능하다는 것도 이해되어야 한다.

Claims (25)

  1. 라인 터미널 스터드와;
    접지 터미널 스터드;
    상기 라인 터미널 스터드와 접지 터미널 스터드 사이에 배치된 전기부재;
    활성화 온도를 갖고, 활성화되었을 때 상기 라인 터미널 스터드와 접지 터미널 스터드 중 적어도 하나를 분리하기 위해 배치되는 차단기 카트리지; 및
    상기 라인 터미널 스터드, 접지 터미널 스터드, 및 저항의 적어도 일부를 감싸고, 차단기가 열에 노출되었을 때 상기 카트리지가 활성화되기 전에 구조적으로 약화되는 하우징; 을 구비하는 피뢰기용 차단기.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 카트리지의 활성화 온도보다 낮은 녹는점 및 발화점 중 적어도 하나를 갖는 적어도 하나의 소재로 이루어져 있는 차단기.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 소재는 카트리지의 활성화 온도보다 낮은 온도에서 열에 노출될 때 녹거나 발화함으로써, 상기 하우징을 구조적으로 약화시키고 하우징에 의해 접지 터미널이 감싸지게 된 것을 약화시키도록 되어 있는 차단기.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 카트리지의 활성화 온도보다 낮은 온도에서 약화되는 적어도 하나의 소재로 이루어져 있는 차단기.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 하우징은 상기 카트리지의 활성화 온도보다 높은 온도에서 약화되는 적어도 하나의 소재로 이루어지고, 상기 카트리지의 온도는 상기 차단기가 열에 노출되었을 때 상기 적어도 하나의 소재가 약화될때까지 상기 활성화 온도보다 낮게 유지되는 차단기.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 하우징에 의해 감싸지는 상기 라인 터미널 스터드, 저항, 및 접지 터미널 스터드는 상기 카트리지에 인접하게 밀봉된 챔버를 형성하고, 상기 하우징은 구조적으로 약화되어 상기 밀봉된 챔버를 파괴하도록 되어 있는 차단기.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 하우징이 구조적으로 약화되는 것은 상기 카트리지가 활성화됨으로써 야기되는 폭발 효과를 감소시키는 차단기.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 카트리지는 상기 활성화 온도에서 발화되는 화약을 구비하는 차단기.
  9. 제 1항에 따른 차단기의 조립체로서, 상기 차단기는 서지 피뢰기와 결합되는 차단기.
  10. 서지 피뢰기와;
    상기 서지 피뢰기에 결합되고 상기 서지 피뢰기와 접지의 전기 연결을 끊도록 구성된 차단기;를 구비하되,
    상기 차단기는
    라인 스터드와;
    접지 스터드;
    상기 라인 스터드와 접지 스터드 사이에 배치된 전기부재;
    활성화 온도를 갖고, 활성화되었을 때 상기 서지 피뢰기와 접지의 전기 연결을 끊는 차단기로부터 상기 라인 스터드와 접지 스터드 중 적어도 하나를 분리시키기 위해 배치되는 분리 카트리지; 및
    상기 라인 터미널 스터드, 접지 터미널 스터드, 및 저항의 적어도 일부를 감싸고, 상기 차단기가 열에 노출되었을 때 카트리지가 활성화되기 전에 구조적으로 약화되는 하우징;을 구비하는 서지 피뢰기 조립체.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 하우징은 상기 카트리지의 활성화 온도보다 낮은 녹는점과 발화점 중 적어도 하나를 갖는 적어도 하나의 소재를 구비하는 서지 피뢰기 조립체.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 소재는 상기 카트리지의 활성화 온도보다 낮은 온도에서 열에 노출되었을 때 녹거나 연소됨으로써, 상기 하우징을 구조적으로 약화시키고 하우징에 의해 접지 터미널이 감싸지게 된 것을 약화시키도록 되어 있는 차단기.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 하우징은 상기 카트리지의 활성화 온도보다 낮은 온도에서 약화되는 적어도 하나의 소재로 이루어져 있는 서지 피뢰기 조립체.
  14. 제 10항에 있어서, 상기 하우징은 상기 카트리지의 활성화 온도보다 높은 온도에서 약화되는 적어도 하나의 소재로 이루어지되, 상기 카트리지의 온도는 상기 차단기가 열에 노출되었을 때 상기 적어도 하나의 소재가 약화될때까지 상기 활성화 온도보다 낮게 유지되는 서지 피뢰기 조립체.
  15. 제 10항에 있어서, 상기 라인 스터드, 저항, 및 접지 스터드는 상기 카트리지에 인접하게 밀봉된 챔버를 형성하는 하우징에 의해 감싸지되, 상기 하우징은 구조적으로 약화되어 상기 밀봉된 챔버를 파괴하는 서지 피뢰기 조립체.
  16. 제 10항에 있어서, 상기 하우징이 구조적으로 약화되는 것은 상기 카트리지가 활성화됨으로써 야기되는 폭발 효과를 감소시키는 서지 피뢰기 조립체.
  17. 제 10항에 있어서, 상기 카트리지는 상기 활성화 온도에서 발화되는 화약을 구비하는 서지 피뢰기 조립체.
  18. 하우징; 및
    활성화 온도를 갖고, 상기 하우징의 적어도 일부 내에 배치되는 차단기;를 구비하고, 상기 하우징은 상기 차단기가 열에 노출되었을 때 상기 카트리지가 활성화 되기 전에 구조적으로 약화되는 적어도 하나의 소재를 구비하는 피뢰기용 차단기.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 하우징은 상기 카트리지의 활성화 온도보다 낮은 녹는점과 발화점 중 적어도 하나를 갖는 적어도 하나의 소재를 구비하는 차단기.
  20. 제 18항에 있어서, 상기 하우징은 상기 카트리지의 활성화 온도보다 낮은 온도에서 약화되는 적어도 하나의 소재로 이루어져 있는 차단기.
  21. 제 18항에 있어서, 상기 하우징은 상기 카트리지의 활성화 온도보다 높은 온도에서 약화되는 적어도 하나의 소재로 이루어지고, 상기 카트리지의 온도는 상기 차단기가 열에 노출되었을 때 상기 적어도 하나의 소재가 약화될때까지 상기 활성화 온도보다 낮게 유지되는 차단기.
  22. 제 18항에 있어서, 상기 하우징은 상기 카트리지에 인접하게 밀봉된 챔버를 형성하고, 상기 하우징은 구조적으로 약화되어 상기 밀봉된 챔버를 파괴하는 차단기.
  23. 제 18항에 있어서, 상기 하우징이 구조적으로 약화되는 것은 상기 카트리지가 활성화됨으로써 야기되는 폭발 효과를 감소시키는 차단기.
  24. 제 18항에 있어서, 상기 카트리지는 상기 활성화 온도에서 발화되는 화약을 구비하는 차단기.
  25. 제 18항에 있어서, 상기 차단기는 서지 피뢰기와 결합되는 차단기.
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