KR20100117623A - 단락 회로 장치를 구비한 전기 보호 소자 - Google Patents

Abstract

단락 회로 장치를 구비한 전기 보호 소자가 기술되며, 전기 보호 소자는 적어도 두 개의 전극들(2)을 포함하는 서지 피뢰기(1)를 포함한다. 전기 보호 소자는 적어도 하나의 캐비티(4)를 포함하는 기하학적 형상을 가지는 적어도 하나의 가용성 소자(3)를 구비한다. 단락 회로 링크(5)는 서지 피뢰기(1)에 배열되며, 상기 단락 회로 링크(5)는 가용성 소자(3)를 가압한다. 단락 회로 링크(5)는 가용성 소자(3)에 의해 전극들(2)로부터 이격된다.

Description

단락 회로 장치를 구비한 전기 보호 소자{ELECTRIC PROTECTIVE COMPONENT WITH A SHORT-CIRCUIT DEVICE}

본 발명은 단락 회로 장치를 구비한 전기 보호 소자에 관한 것이다.

특허문헌 EP 0962037 B1은 외부 단락 회로 장치를 구비한 가스 봉입형 서지 피뢰기를 개시한다.

본 발명은 신속하게 응답하는 단락 회로 장치를 구비하는 전기 보호 소자를 기술하는 것을 목적으로 한다.

상술한 본 발명의 목적은 제 1항에 따른 전기 보호 소자에 의해 달성된다. 전기 보호 소자의 유리한 구성들은 종속항에 기술된다.

단락 회로 장치를 구비한 전기 보호 소자가 기술되며, 상기 전기 보호 소자는 적어도 두 개의 전극들을 포함하는 서지 피뢰기를 포함한다. 서지 피뢰기는 적어도 두 개의 전극들이 배열된 중공형 몸체를 구비한다. 2-전극식 피뢰기는 일체형 세라믹 중공형 몸체를 구비한다. 3-전극식 피뢰기의 경우, 세라믹 중공형 몸체는 중앙 전극에 의해 두 개의 개별 부위로 분할된다. 두 부위들은 중앙 전극의 제 1 측면에 배열된다. 단부 전극은 각각 두 부위들의 제 2 측면에 배열된다.

전기 보호 소자는 적어도 하나의 가용성(fusible) 소자를 포함한다. 전기 보호 소자는 서지 피뢰기에 배열되는 단락 회로 장치를 포함한다. 어레스터가 과도하게 높은 온도로 가열되는 경우, 단락 회로 장치는 어레스터의 전극들을 단락시키도록 기능하여, 전류가 더 이상 어레스터를 통해 흐르지 않도록 하며, 단락 회로 장치를 통해 흐르도록 한다. 바람직한 실시예에서, 단락 회로 장치는 미리 응력이 작용되고 스프링의 힘에 의해 가용성 소자를 가압하는 단락 회로 링크를 포함한다. 단락 회로 링크는 가용성 소자에 의해 서지 어레스터의 전극으로부터 이격된다.

가용성 소자는 기하학적 형상을 가지며, 상기 기하학적 형상은 적어도 하나의 캐비티를 포함한다. 캐비티는 가용성 소자의 일부 또는 섹션에 의해 형성된 공간을 의미하도록 이해된다. 이는 폐공간 또는 적어도 일 측면을 향해 개구를 가지는 공간 중 어느 하나일 수 있다. 공간은 가용성 소자의 적어도 두 영역들 또는 섹션들에 의해 범위가 정해진다.

바람직한 실시예에서, 가용성 소자는 관형 방식으로 구현된다. 그러나, 가용성 소자는 슬롯이 형성된 관의 형태를 가질 수도 있다. 슬롯은 관형 가용성 소자의 측면을 통해 길이방향으로 부분적으로 또는 전체적으로 연장될 수 있다.

다른 실시예에서, 가용성 소자는 중공형 직육면체의 형태를 가질 수 있다. 중공형 직육면체는 적어도 일 측을 향한 개구를 구비할 수 있다.

다른 실시예에서, 가용성 소자는 굴곡부를 구비하거나 접혀진 평면형 재질로 구성될 수 있다. 가용성 소자는 다각형 몸체를 형성하도록 접혀지거나 그와 같은 형태를 가지는 접힌 필름을 포함할 수도 있다.

바람직하게, 가용성 소자는 전기 보호 소자의 적어도 일 단부에 배열된다. 그러나, 가용성 소자는 서지 어레스터의 다른 부위에 배열될 수도 있으며, 이는 정상 상태에서 단락 회로 링크가 가용성 소자에 의해 서지 피뢰기의 전극들로부터 이격되는 것을 보장한다.

서지 피뢰기가 허용불가능하게 높은 온도로 가열되는 경우, 가용성 소자는 녹는다. 가용성 소자가 녹는 경우, 단락 회로 링크는 서지 피뢰기의 적어도 두 전극들을 가압하고 단락 회로 링크를 통해 서로를 전기적으로 연결시킨다.

다른 실시예에서, 서지 피뢰기는 중앙 전극을 구비한다. 이러한 타입의 실시예에서, 단락 회로 링크는 중앙 전극으로의 연결부를 구비한다. 서지 피뢰기가 허용불가능하게 높은 온도로 가열되는 경우, 단락 회로 링크는 단락 회로 링크를 통해 중앙 전극으로 두 전극들을 연결시킨다.

바람직하게, 가용성 소자는 절연성 플라스틱으로 구성된다. 예를 들어, 전기적 절연 성질을 가지는 폴리프로필렌 또는 다른 플라스틱이 이에 적절하다.

바람직한 실시예에서, 가용성 소자는 사출성형 부품의 형태를 가진다. 임의의 요구되는 기하학적 형상이 사출성형 방법에 의해 생성될 수 있다.

바람직하게, 가용성 소자는, 가용성 소자의 가장 높은 강도가 단락 회로 링크에 의해 작용되는 압축력의 방향을 향하도록 배열된다.

가용성 소자는 소량의 물질을 가지지만, 가용성 소자는 소량의 물질에 대해 높은 정적 강도를 가진다. 용융될 가능한 최소의 물질을 사용함으로써, 단락 회로 장치의 신속한 스위칭 동작을 달성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 필름이 단락 회로 링크와 서지 피뢰기의 전극들 사이에서 절연 소자로 사용되는 전기 보호 소자와 비교하여, 전술한 가용성 소자를 구비한 전기 보호 소자는 단락 회로 링크와 전극들 사이에 보다 큰 거리를 구비할 수 있다. 이는, 비록 가용성 소자가 단락 회로 링크의 접촉영역과 서지 피뢰기 사이에 직접적으로 위치하지 않을지라도, 스파크의 위험을 줄인다.

서지 피뢰기의 전극이 단락 회로 링크에 의해 단락되는 경우 또는 서지 피뢰기가 허용불가능하게 높은 온도로 가열되는 경우, 가용성 소자의 플라스틱 물질은 바람직하게 단락 회로 링크의 접촉영역과 전극 사이에 가능한 한 위치하지 않게 되며, 그 결과 단락 회로 링크와 전극 사이에 신뢰가능한 전기적 접촉이 보장된다.

대응하는 플라스틱 및 치수의 선택을 통해, 이에 대응하여 큰 온도 범위에 걸쳐 동작할 수 있으며, 그 결과 단락 회로 장치의 응답 역시 영향받을 수 있다.

전술한 내용은 첨부한 도면 및 예시적인 실시예를 기반으로 보다 상세하게 설명될 것이다.
이하 기술되는 도면은 진정한 축적으로 간주되지 않는다. 대신, 보다 나은 도시를 위해 개개의 치수는 사이즈가 확대되거나 축소되거나 심지어 왜곡되어 도시될 수 있다. 서로 유사하거나 동일한 기능을 수행하는 구성요소들은 동일한 도면번호로 지시된다.
도 1a는 단부에 관형 가용성 소자를 구비한 전기 보호 소자의 측면도를 도시한다.
도 1b는 도 1a에 따른 전기 보호 소자를 단부에서 바라본 도면이다.
도 2a는 서지 피뢰기와 단락 회로 링크 사이에 직육면체형 가용성 소자를 구비한 전기 보호 소자의 측면도를 도시한다.
도 2b는 도 2a에 따른 전기 보호 소자를 단부에서 바라본 도면이다.

도 1a 및 도 1b는 두 개의 중공형 몸체들(9) 및 세 개의 전극들(2, 6)을 구비한 서지 피뢰기(1)를 포함하는 전기 보호 소자를 도시한다. 서지 피뢰기(1)는 단부에 각각 전극(2)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 서지 피뢰기(1)는 단부에 배열된 전극들(2) 사이에 중앙 전극(6)을 포함한다. 전극(2) 및 중앙 전극(6)은 연결 와이어(7)가 제공된다. 단락 회로 링크(5)는 서지 피뢰기(1)에 배열되며, 상기 단락 회로 링크는 중앙 전극(6)과 전기적으로 접촉된다.

각각의 가용성 소자(3)는 서지 피뢰기(1)의 단부에 전극(2)이 배열되어 있다. 가용성 소자(3)는 캐비티(4)를 구비한다. 가용성 소자(3)는 바람직하게 전극(2)과 단락 회로 링크(5) 사이에 배열되어, 가용성 소자(3)의 가장 강한 강도가 가용성 소자(3)를 향하는 단락 회로 링크(5)의 압축력 방향으로 향하게 된다. 도시된 예시적인 실시예에서, 가용성 소자(3)는 관형 구조를 가지며, 가용성 소자(3)는 관의 구멍이 전극(2)의 방향으로 배향되고 각각 단락 회로 링크(5)의 방향으로 배향된다. 이러한 타입의 배열에서, 관형 몸체는, 길이방향 축에 수직하게 관에 작용하는 힘에 대해 가장 강한 강도를 가진다. 이러한 타입의 배열은 그 치수에 비해 소량의 물질만을 가지는 가용성 소자(3)를 사용할 수 있도록 한다. 가용성 소자(3)의 관형 몸체는 슬롯(8)을 구비하며, 전극(2)의 연결 와이어(7)가 이를 통해 지나간다. 슬롯(8)은 도 1b에 도시된다.

다른 실시예에서, 2-전극식 피뢰기가 제시될 수 있으며, 이 경우 단락 회로 링크는 예를 들어, 중공형 몸체의 영역에서 링 또는 클램프에 의해 서지 피뢰기에 기계적으로 연결된다.

도 1b는 서지 피뢰기(1)의 단부에서 바라본 도 1a의 전기 보호 소자의 모습을 도시한다. 관형 가용성 소자(3)는 슬롯(8)을 가지며, 전극(2)의 연결 와이어(7)는 이를 통해 지나간다. 도시된 전기 보호 소자는 3-전극식 피뢰기이다. 제 3의 중앙 전극(6)은 단락 회로 링크(5)와 전기적으로 연결된다. 서지 피뢰기(1)가 허용불가능하게 높은 온도로 가열되는 경우, 단락 회로 링크(5)는 서지 피뢰기(1)의 전극들(2)을 중앙 전극(6)으로 연결시킨다. 도시된 예시적인 실시예에서, 중앙 전극(6)은 서지 피뢰기(1)의 몸체보다 더 큰 직경을 가진다.

도 2a 및 도 2b는 전기 보호 소자의 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 전기 보호 소자의 서지 피뢰기(1)는 두 개의 중공형 몸체들(9) 및 적어도 두 개의 전극들(2)을 구비한다. 도시된 예시적인 실시예에서, 3-전극식 피뢰기가 제시되며, 이는 제 3의 중앙 전극(6)을 구비한다. 전극(2) 및 중앙 전극(6)은 장착을 위해 연결 와이어(7)가 제공된다. 서지 피뢰기(1)는 단락 회로 링크(5)를 포함하는 단락 회로 장치가 제공된다. 단락 회로 링크(5)는 가용성 소자(3)에 의해 서지 피뢰기(1)의 전극(2)으로부터 이격된다. 단락 회로 링크(5)는 미리 응력이 작용되고 가용성 소자(3)를 가압한다. 서지 피뢰기(1)가 허용불가능하게 높은 온도로 가열되는 경우, 가용성 소자(3)는 녹으며, 그 결과 단락 회로 링크(5)는 전극들(2) 간에 전기적 연결을 생성한다. 그 결과, 단락 회로가 두 전극들(2) 사이에 형성되고, 서지 피뢰기(1)는 더 이상 가열되지 않는다.

도시된 예시적인 실시예에서, 단락 회로 링크(5)는 두 전극들(2)을 중앙 전극(6)으로 연결시킨다. 가용성 소자(3)는 바람직하게 캐비티(4)를 구비한다. 그 결과, 가용성 소자(3)는 가용성 소자(3)의 부피에 비해 작은 양의 물질을 가진다. 가용성 소자(3)의 물질의 양이 줄어든 결과, 서지 피뢰기(1)가 허용불가능하게 높은 온도로 가열되는 경우, 가용성 소자(3)는 고체의 가용성 소자(3)보다 더 신속하게 녹는다. 가용성 소자(3)의 캐비티(4)는 바람직하게, 가용성 소자(3)에 작용하며 그 결과 단락 회로 링크(5)에 작용하는 압축력의 방향으로 가용성 소자(3)가 최대의 강도를 가지도록 배열된다.

도 2b는 도 2a의 전기 보호 소자를 단부에서 바라본 도면이다. 허용불가능하게 높은 온도로 가열되어 결과적으로 서지 피뢰기(1)가 파괴되는 것을 방지하기 위해, 서지 피뢰기(1)는 단락 회로 장치를 구비한다. 단락 회로 장치는 두 개의 가용성 소자들(3)에 의해 서지 피뢰기(1)의 전극들(2)로부터 이격된 단락 회로 링크(5)를 포함한다. 단락 회로 링크(5)는 서지 피뢰기(1)의 중앙 전극(6)과 전기적으로 접촉된다. 서지 피뢰기(1)가 허용불가능하게 높은 온도로 가열되는 경우, 가용성 소자(3)는 녹으며 단락 회로 링크(5)는 두 개의 전극들(2)과 중앙 전극(6) 사이에 단락 회로를 형성한다.

비록 본 발명에 대해 제한된 개수의 가능한 실시예만이 예시적으로 기술되었지만, 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 이론적으로, 임의의 요구되는 형태의 가용성 소자가 사용될 수 있으며, 그 기하학적 형상은 하나 또는 복수의 캐비티를 구비하여 그에 의해 고체의 가용성 소자가 특히 적합한 경우보다 더 적은 양의 물질이 사용될 수 있다.

본 발명은 도시된 개수의 구성요소로 제한되지 않는다.

여기에 기술된 기술내용은 개별적인 특정 실시예로 제한되지 않으며, 대신 개별적인 실시예의 특징은 기술적으로 편의적인 한 서로 간에 임의의 요구되는 방식으로 결합될 수 있다.

1: 서지 피뢰기 2: 전극
3: 가용성 소자 4: 캐비티
5: 단락 회로 링크 6: 중앙 전극
7: 연결 와이어 8: 슬롯
9: 중공형 몸체

Claims (11)

1. 단락 회로 장치를 구비하는 전기 보호 소자에 있어서,
   적어도 두 개의 전극들(2)을 포함하는 서지 피뢰기(1);
   적어도 하나의 캐비티(4)를 포함하는 기하학적 형상을 가진 적어도 하나의 가용성 소자(3);
   상기 서지 피뢰기(1)에 배열된 단락 회로 링크(5)를 포함하며,
   상기 단락 회로 링크(5)는 상기 가용성 소자(3)를 가압하며,
   상기 단락 회로 링크(5)는 상기 가용성 소자(3)에 의해 상기 전극들(2)로부터 이격되는 전기 보호 소자.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 가용성 소자(3)는 관형 방식으로 구현되는 전기 보호 소자.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 가용성 소자(3)는 중공형 직육면체 형상을 가지는 전기 보호 소자.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 가용성 소자(3)는 적어도 하나의 굴곡부를 구비하는 기하학적 형상을 가지는 전기 보호 소자.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 가용성 소자(3)는 접힌 필름을 포함하는 전기 보호 소자.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가용성 소자(3)는 상기 서지 피뢰기(1)의 적어도 일측에 배열되는 전기 보호 소자.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가용성 소자(3)는, 상기 서지 피뢰기(1)가 허용불가능한 온도로 가열되는 경우 녹는 전기 보호 소자.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 단락 회로 링크(5)는 중앙 전극(6)과 전기적으로 연결되는 전기 보호 소자.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 가용성 소자(3)는 절연성 플라스틱을 포함하는 전기 보호 소자.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가용성 소자(3)는 사출성형 부품인 전기 보호 소자.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 가용성 소자(3)의 강도는 상기 단락 회로 링크(5)에 의해 작용되는 압축력의 방향으로 최대값을 가지는 전기 보호 소자.

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