KR20190095024A - Surge protection device - Google Patents

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KR20190095024A
KR20190095024A KR1020180014805A KR20180014805A KR20190095024A KR 20190095024 A KR20190095024 A KR 20190095024A KR 1020180014805 A KR1020180014805 A KR 1020180014805A KR 20180014805 A KR20180014805 A KR 20180014805A KR 20190095024 A KR20190095024 A KR 20190095024A
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surge protector
current
conduction path
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진시앙슈
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엘에스산전 주식회사
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Abstract

The present invention provides a surge protection device capable of preventing the occurrence of a secondary accident due to leakage current and repairing a surge protector. According to the present invention, the surge protection device comprises: a surge protector having a property of decreasing resistance to high voltage and including a metal oxide varistor bypassing a surge to ground; and a breaking mechanism connected earlier than the surge protector to be farther from the ground than the surge protector, and including a switching mechanism interrupting a circuit and a trip mechanism triggering the switching mechanism to interrupt the circuit in response to an abnormal current of the circuit.

Description

서지 보호 장치{SURGE PROTECTION DEVICE}Surge Protection Device {SURGE PROTECTION DEVICE}

본 발명은 서지 전류와 이상 전류에 대해 회로를 보호할 수 있는 서지 보호 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a surge protection device capable of protecting a circuit against surge currents and abnormal currents.

본 발명의 배경이 되는 종래기술로서 아래의 특허문헌을 참조할 수 있다.The following patent document can be referred to as a prior art which becomes the background of this invention.

(특허문헌 1) KR10-1529584 B1 (Patent Document 1) KR10-1529584 B1

그러나 상기 특허문헌 1로 개시된 바와 같은 서지 보호기는 금속 산화 바리스터(Metal Oxide Varistor, 통상 MOV로 약칭함), 저온 용융 납, 스프링, 지시 레버 등의 주요구성부품으로 구성되는 바, 회로상 빈번히 발생하는 서지 전류 및 정격전류를 초과하는 과전류에 의해서 상기 금속 산화 바리스터에 열화(劣化)가 진행되어, 작동하지 않게 됨으로써 서지 보호기가 접속되는 회로와 회로에 접속된 설비를 보호할 수 없거나 임피던스(impedance)가 낮은 상태가 되면서 단락이나 화재를 일으킬 위험이 있었다.However, the surge protector as disclosed in Patent Document 1 is composed of major components such as metal oxide varistors (commonly abbreviated as MOV), low temperature molten lead, springs, and indicator levers. Due to the surge current and overcurrent exceeding the rated current, the metal oxide varistors deteriorate and become inoperable, so that the circuit to which the surge protector is connected and the equipment connected to the circuit cannot be protected or the impedance is increased. At low temperatures there was a risk of short circuits or fire.

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 일 목적은 서지 보호기의 금속 산화 바리스터가 열화되어 서지 보호기 쪽으로 누설전류가 많이 흐를 때 회로를 차단하여 누설전류에 의한 2차 사고발생을 방지하고 서지 보호기를 보수할 수 있도록 하는 서지 보호 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention solves the problems of the prior art described above, and one object of the present invention is to deteriorate the metal oxide varistor of the surge protector and cause a secondary accident due to leakage current by cutting off the circuit when a large amount of leakage current flows to the surge protector. It is to provide a surge protection device to prevent the occurrence and to repair the surge protector.

본 발명의 다른 일 목적은 서지 보호기의 금속 산화 바리스터가 열화되어 서지 보호기 쪽으로 누설전류가 많이 흐를 때 회로를 차단하여 누설전류에 의한 2차 사고발생을 방지할 수 있고 서지 전류에 대해서는 병렬로 추가적 통전 경로를 제공할 수 있는 서지 보호 장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to prevent the secondary accident caused by the leakage current by breaking the circuit when the metal oxide varistor of the surge protector is deteriorated and a large leakage current flows toward the surge protector, and additional energization in parallel with the surge current. It is to provide a surge protection device that can provide a path.

상기 본 발명의 일 목적은, 서지 보호 장치에 있어서, 고전압에 대해서 저항이 작아지는 특성을 가지며, 서지전류를 접지로 바이패스시키는 금속 산화 바리스터를 포함하는 서지 보호기; 및 접지로부터 상기 서지 보호기보다 멀게 상기 서지 보호기에 앞서 접속되며, 회로를 차단하는 개폐기구 부와 회로상의 이상전류에 응답하여 상기 개폐기구 부가 회로를 차단하도록 트리거하는 트립기구 부를 포함하는 차단 기구;를 포함하는 본 발명에 따른 서지 보호 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.One object of the present invention is a surge protection device, comprising: a surge protector having a property of reducing resistance to high voltage and including a metal oxide varistor for bypassing a surge current to ground; And a shutoff mechanism connected to the surge protector farther from the ground than the surge protector, wherein the shutoff mechanism includes a switch mechanism that cuts off the circuit and a trip mechanism portion that triggers to shut off the circuit of the switch mechanism in response to an abnormal current on the circuit. It can be achieved by providing a surge protection device according to the invention comprising.

상기 본 발명의 다른 목적은, 상기 차단 기구에 직렬로 접속되어 회로상의 이상전류에 대해서는 상기 차단 기구와 함께 제1 통전 경로를 형성하고, 서지 전류에 대해서는 큰 저항 특성을 가져 회로상에서 서지 전류가 발생했을 때 상기 제1 통전 경로를 차단하는 인덕터; 및 상기 제1 통전 경로에 병렬로 접속되어 제2 통전 경로를 형성하고, 서지 전류가 상기 제2 통전 경로와 상기 서지 보호기를 통해 접지로 흐르도록 바이패스 통전 경로를 제공하는 바이패스 소자를 더 포함하는 본 발명에 따른 서지 보호 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.Another object of the present invention is to be connected in series with the breaking mechanism to form a first conduction path together with the breaking mechanism for the abnormal current on the circuit, and to have a large resistance characteristic for the surge current to generate a surge current on the circuit. An inductor to cut off the first conduction path when And a bypass element connected in parallel to the first conduction path to form a second conduction path, and providing a bypass conduction path such that a surge current flows to ground through the second conduction path and the surge protector. It can be achieved by providing a surge protection device according to the present invention.

본 발명의 바람직한 일 양상에 따라서, 상기 바이패스 소자는 가스 방전관으로 구성된다.According to a preferred aspect of the present invention, the bypass element is composed of a gas discharge tube.

본 발명의 바람직한 다른 일 양상에 따라서, 상기 트립기구 부는 바이메탈을 포함하는 열동형 트립기구 부와, 코일의 자화에 의해 트리거 출력을 제공하는 순시 트립 기구 부 중 적어도 어느 하나를 포함한다.According to another preferred aspect of the present invention, the trip mechanism portion includes at least one of a thermal trip mechanism portion including a bimetal, and an instantaneous trip mechanism portion providing a trigger output by magnetization of the coil.

본 발명에 따른 서지 보호 장치는, 접지로부터 서지 보호기보다 멀게 서지 보호기에 앞서 접속되며, 회로를 차단하는 개폐기구 부와 개폐기구 부가 회로를 차단하도록 트리거하는 트립기구 부를 포함하는 차단 기구를 포함하므로, 서지 보호기가 열화된 상태에서 서지 보호기 측으로 흐르는 누설전류가 커지면, 차단기구가 회로를 차단함으로써 큰 누설전류에 의한 화재와 같은 2차 사고를 방지하고 열화된 서지 보호기를 보수 또는 교체할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.Since the surge protection device according to the present invention includes a blocking mechanism which is connected to the surge protector farther from the ground than the surge protector, and includes a switching mechanism portion for breaking the circuit and a trip mechanism portion for triggering the switching of the switching mechanism addition circuit, If the leakage current flowing to the surge protector increases while the surge protector is deteriorated, the circuit breaker shuts down the circuit to prevent secondary accidents such as a fire caused by a large leakage current and to repair or replace the deteriorated surge protector. You can get it.

본 발명에 따른 서지 보호 장치는, 서지 전류에 대해서는 매우 큰(실질적으로 무한대) 저항 특성을 가지며 차단 기구와 직렬 연결되어 제1 통전 경로를 형성하는 인덕터와, 상기 제1 통전 경로에 병렬로 접속되어 제2 통전 경로를 형성하는 바이패스 소자를 더 포함하므로, 서지 보호기가 열화된 상태에서 서지 보호기 측으로 흐르는 누설전류가 커지면, 차단기구가 회로를 차단함으로써 큰 누설전류에 의한 화재와 같은 2차 사고를 방지할 수 있고, 회로상에서 서지 전류가 발생했을 때는 인덕터에 의해 상기 제1 통전 경로를 차단하고 바이패스 소자를 통해 서지 전류를 서지 보호기를 통해 접지로 흘려 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The surge protection device according to the present invention comprises an inductor having a very large (substantially infinite) resistance to surge current and connected in series with a blocking mechanism to form a first conduction path, and connected in parallel to the first conduction path. Since the circuit further includes a bypass element forming a second conduction path, when the leakage current flowing to the surge protector increases while the surge protector is deteriorated, the circuit breaker shuts down the circuit to prevent secondary accidents such as a fire caused by a large leakage current. When the surge current is generated in the circuit, it is possible to block the first conduction path by the inductor and to remove the surge current through the bypass element to ground through the surge protector.

본 발명에 따른 서지 보호 장치에 있어서, 상기 바이패스 소자는 가스 방전관으로 구성되므로, 누설 전류는 가스 방전관의 큰 절연저항 특성에 따라서 제1 경로를 통해 흐르고, 서지 전류는 상기 가스 방전관을 통해서 흐를 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In the surge protection device according to the present invention, since the bypass element is composed of a gas discharge tube, the leakage current flows through the first path according to the large insulation resistance characteristic of the gas discharge tube, and the surge current can flow through the gas discharge tube. You can get the effect.

본 발명에 따른 서지 보호 장치에 있어서, 상기 트립기구 부는 열동형 트립기구 부와, 순시 트립 기구 부 중 적어도 어느 하나를 포함하므로, 서지 보호기가 열화된 상태에서 서지 보호기 측으로 흐르는 누설전류가 커지면 열동형 트립기구 부 또는 순시 트립 기구 부가 동작하여 누설전류가 서지 보호기 측으로 흐르는 회로를 차단할 수 있고, 회로가 차단된 상태에서 열화된 서지 보호기를 보수 또는 교체할 수 있어 서지 보호기의 열화에 따른 2차 사고를 방지할 수 있는 효과가 있다.In the surge protection device according to the present invention, the trip mechanism portion includes at least one of a thermal trip mechanism portion and an instantaneous trip mechanism portion, so that the leakage current flowing to the surge protector side in a state where the surge protector is deteriorated is increased. The trip mechanism part or the instantaneous trip mechanism part operates to cut off the circuit where the leakage current flows to the surge protector side, and it is possible to repair or replace the deteriorated surge protector while the circuit is cut off. There is an effect that can be prevented.

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 서지 보호 장치의 구성을 보여주는 블록 도이고,
도 2는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 서지 보호 장치의 구성을 보여주는 블록 도이며,
도 3은 제2 실시 예에 따른 서지 보호 장치에 대한 상세 구성 실시 예를 보여주는 구성 도이다.1 is a block diagram showing a configuration of a surge protection device according to a first embodiment of the present invention;
2 is a block diagram showing a configuration of a surge protection device according to a second embodiment of the present invention;
3 is a configuration diagram illustrating a detailed configuration of a surge protection device according to a second embodiment.

상술한 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention and the constitution and effects of the present invention to achieve the same will be more clearly understood by the following description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1을 참조할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 서지 보호 장치는 서지 보호기(10)와 차단 기구(20)를 포함한다.Referring to FIG. 1, the surge protection device according to the first embodiment of the present invention includes a surge protector 10 and a blocking mechanism 20.

서지 보호기(10)는 금속 산화 바리스터(Metal Oxide Varistor, 통상 MOV로 약칭함)(도 3의 부호 10b로 지시되는 부분 참조)를 포함한다.Surge protector 10 includes a metal oxide varistor (commonly abbreviated MOV) (see the section indicated by reference numeral 10b in FIG. 3).

상기 금속 산화 바리스터는 고전압에 대해서 저항이 작아지는 특성을 가진다. 따라서, 보호 대상 회로(도 1에서 "회로"로 표시된 부분 참조, 이하 회로로 약칭함)에 상기 금속 산화 바리스터를 예컨대 병렬로 접속하고 상기 금속 산화 바리스터의 후단을 접지에 접속하면, 회로에 발생한 서지는 작아진 저항을 가진 상기 금속 산화 바리스터로 바이패스되어 접지로 방출된다.The metal oxide varistors have a property of low resistance to high voltages. Therefore, when the metal oxide varistors are connected in parallel to the circuit to be protected (refer to the portion indicated as "circuit" in Fig. 1, hereinafter referred to as circuit) in parallel and the rear end of the metal oxide varistor is connected to ground, surges generated in the circuit Is bypassed to the metal oxide varistor with a reduced resistance and discharged to ground.

서지 보호기(10)는 전술한 바와 같이 상기 금속 산화 바리스터, 저온 용융 납, 스프링, 지시 레버 등을 포함하게 구성될 수 있으며, 상세한 구성과 작용은 전술한 특허문헌 1을 참조할 수 있으므로 기술을 생략하기로 한다.As described above, the surge protector 10 may be configured to include the metal oxide varistor, low temperature molten lead, a spring, an indicator lever, and the like, and thus detailed descriptions and operations may be referred to Patent Document 1, and thus the description thereof is omitted. Let's do it.

차단 기구(switching mechanism)(20)는 접지로부터 서지 보호기(10)보다 멀게 서지 보호기(10)에 앞서 접속된다.A switching mechanism 20 is connected in advance of the surge protector 10 farther from the ground than the surge protector 10.

차단 기구(20)는 개폐기구 부(switching mechanism)(도 4의 부호 23으로 지시 부분 참조)과 트립기구 부(trip mechanism)(도 4의 부호 21 및 22로 지시 부분 참조)을 포함한다.The shutoff mechanism 20 includes a switching mechanism part (indicated by reference numeral 23 in FIG. 4) and a trip mechanism part (indicated by reference numerals 21 and 22 in FIG. 4).

상기 개폐기구 부는 회로를 차단하는 부분으로서, 예컨대 배선용 차단기(Molded Case Circuit Breaker, 통상 MCCB로 불림)에 있어서 트립 스프링(trip spring), 상부 링크(upper link)와 하부 링크(lower link), 샤프트(shaft), 가동접촉자와 고정접촉자, 래치(latch) 등 잘 알려진 구성부품들로 구성되는 회로를 개폐하는 기구부이다.The opening and closing mechanism is a part for breaking a circuit, for example, a trip spring, an upper link, a lower link, and a shaft in a molded case circuit breaker (commonly referred to as MCCB). It is a mechanism that opens and closes a circuit composed of well-known components such as a shaft, a movable contactor, a fixed contactor and a latch.

상기 트립기구 부는 회로상의 이상전류에 응답하여 상기 개폐기구 부가 회로를 차단하도록 트리거(TRIGGER)하는 기구 부로서, 바이메탈(bi-metal) 등을 포함하는 열동형 트립기구(thermal trip mechanism)와, 코일(coil)과 아마추어(armature)를 포함하고 코일의 자화(磁化)에 의해 트리거 출력을 제공하는는 순시 트립기구(instantaneous trip mechanism) 중 적어도 어느 하나를 포함하게 구성될 수 있다.The trip mechanism part is a mechanism part that triggers to cut off the switching mechanism additional circuit in response to an abnormal current on a circuit, and includes a thermal trip mechanism including a bi-metal and a coil. It may be configured to include at least one of an instantaneous trip mechanism including a coil and an armature and providing a trigger output by magnetization of the coil.

상기 개폐기구 부와 상기 트립기구 부의 더욱 상세한 구성 및 작용에 대해서는 예컨대 하기의 특허문헌 2를 참조할 수 있다.For more detailed configuration and operation of the opening and closing mechanism portion and the tripping mechanism portion, Patent Document 2, for example, can be referred to.

(특허문헌 2) KR10-2017-0098627 A (Patent Document 2) KR10-2017-0098627 A

차단 기구(20)는 과전류 또는 단락전류와 같은 회로상의 이상전류에 응답하여 회로를 차단하여 서지 보호기(10)를 회로로부터 분리할 수 있다.The blocking mechanism 20 may disconnect the circuit in response to an abnormal current on the circuit such as an overcurrent or a short circuit current to separate the surge protector 10 from the circuit.

사용자는 회로로부터 분리된 서지 보호기(10)를 점검하고 서지 보호기(10)를 교체할 수 있다.The user can check the surge protector 10 separated from the circuit and replace the surge protector 10.

도 2를 참조할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 서지 보호 장치는 서지 보호기(10)와 차단 기구(20), 인덕터(30) 및 바이패스 소자(40)를 포함한다.Referring to FIG. 2, a surge protection device according to a second embodiment of the present invention includes a surge protector 10, a blocking mechanism 20, an inductor 30, and a bypass element 40.

서지 보호기(10)는 금속 산화 바리스터(도 3의 부호 10b로 지시되는 부분 참조)를 포함한다.The surge protector 10 includes a metal oxide varistor (see the section indicated by reference numeral 10b in FIG. 3).

상기 금속 산화 바리스터는 고전압에 대해서 저항이 작아지는 특성을 가진다. 따라서, 회로에 발생한 서지는 작아진 저항을 가진 상기 금속 산화 바리스터로 바이패스되어 접지로 방출된다.The metal oxide varistors have a property of low resistance to high voltages. Thus, surges generated in the circuit are bypassed to the metal oxide varistors with reduced resistance and are released to ground.

서지 보호기(10)는 전술한 바와 같이 상기 금속 산화 바리스터, 저온 용융 납, 스프링, 지시 레버 등을 포함하게 구성될 수 있으며, 상세한 구성과 작용은 전술한 특허문헌 1을 참조할 수 있으므로 기술을 생략하기로 한다.As described above, the surge protector 10 may be configured to include the metal oxide varistor, low temperature molten lead, a spring, an indicator lever, and the like, and thus detailed descriptions and operations may be referred to Patent Document 1, and thus the description thereof is omitted. Let's do it.

차단 기구(20)는 접지로부터 서지 보호기(10)보다 멀게 서지 보호기(10)에 앞서 접속된다.The shutoff mechanism 20 is connected prior to the surge protector 10 farther than the surge protector 10 from ground.

차단 기구(20)는 개폐기구 부(도 3의 부호 23으로 지시 부분 참조)과 트립기구 부(도 3의 부호 21 및 22로 지시 부분 참조)을 포함한다.The shutoff mechanism 20 includes an opening / closing mechanism part (refer to the reference part by reference numeral 23 in FIG. 3) and a trip mechanism part (refer to the reference part by reference numerals 21 and 22 in FIG. 3).

상기 개폐기구 부는 회로를 개폐하는 기구 부로서 전술한 바와 같이 가동접촉자와 고정접촉자 및 가동접촉자를 개폐 위치로 구동하는 기구 부를 포함하게 구성될 수 있다.The opening and closing mechanism part may be configured as a mechanism part for opening and closing a circuit, and including a mechanism part for driving the movable contactor, the fixed contactor and the movable contactor to the open / closed position as described above.

상기 트립기구 부는 회로상의 이상전류에 응답하여 상기 개폐기구 부가 회로를 차단하도록 트리거하는 기구 부로서, 바이메탈 등을 포함하는 열동형 트립기구와, 코일과 아마추어를 포함하고 코일의 자화에 의해 트리거 출력을 제공하는 순시 트립기구 중 적어도 어느 하나를 포함하게 구성될 수 있다.The trip mechanism part is a mechanism part which triggers to cut off the switching mechanism additional circuit in response to an abnormal current on a circuit, and includes a thermal trip mechanism including a bimetal, a coil, an armature, and a trigger output by magnetization of the coil. It may be configured to include at least one of the instantaneous trip mechanism to provide.

차단 기구(20)는 서지 보호기(10)의 금속 산화 바리스터의 열화로 인해 저항이 작아져 회로로부터 누설전류가 흐르며 해당 누설전류가 설정된 정격전류에 대해서 예컨대 120%, 정격전류의 수배 이상으로 커지면 상기 누설전류가 서지 보호기(10)측으로 흐르는 회로를 차단하여 서지 보호기(10)를 회로로부터 분리할 수 있다.The cutoff mechanism 20 has a small resistance due to deterioration of the metal oxide varistor of the surge protector 10 so that a leakage current flows from the circuit, and when the leakage current is increased to, for example, 120% or more than several times the rated current, The surge protector 10 can be separated from the circuit by breaking the circuit where the leakage current flows to the surge protector 10 side.

인덕터(30)는 차단 기구(20)에 직렬로 접속되고 서지 보호기(10)보다 앞서서 차단 기구(20)와 서지 보호기(10) 사이에 설치된다.The inductor 30 is connected in series with the breaking mechanism 20 and is installed between the breaking mechanism 20 and the surge protector 10 before the surge protector 10.

인덕터(30)는 차단 기구(20)와 함께 상기 회로로부터의 전류가 서지 보호기(10)측으로 흐르는 제1 통전 경로를 형성한다.The inductor 30 together with the blocking mechanism 20 forms a first conduction path through which current from the circuit flows to the surge protector 10 side.

여기서 인덕터(30)의 전기적 특성에 대해서 아래의 수학식 1을 활용하여 설명하면 다음과 같다.Herein, the electrical characteristics of the inductor 30 will be described using Equation 1 below.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서 ZL은 인덕터(30)의 임피던스이고, j는 비례상수, ω는 각 주파수로서 2πf이고, L은 인덕터(30)의 인덕턴스이다.Where Z L is the impedance of the inductor 30, j is the proportional constant, ω is 2 pi f as each frequency, and L is the inductance of the inductor 30.

j와 L은 변화하지 않는 값이고, 변화하는 각 주파수 ω이다.j and L are values that do not change, and each frequency ω that changes.

일반적으로 누설전류의 주파수(f)는 50/60 Hz 정도이고 따라서 인덕터(30)의 임피던스가 작으므로, 인덕터(30)를 통해서 누설전류가 흐른다.In general, since the frequency f of the leakage current is about 50/60 Hz and therefore the impedance of the inductor 30 is small, the leakage current flows through the inductor 30.

그러나 서지전류의 주파수는 일반적으로 8/20마이크로 초 또는 10/350마이크로 초 정도이므로 매우 높은 주파수를 가지므로 인덕터(30)의 임피던스가 매우 커져서 인덕터(30)를 통해 서지전류가 흐르지 않는다.However, since the frequency of the surge current is generally about 8/20 microseconds or about 10/350 microseconds, and thus has a very high frequency, the impedance of the inductor 30 becomes very large so that the surge current does not flow through the inductor 30.

즉, 인덕터(30)는 서지 전류에 대해서는 거의 무한대의 저항을 가져 서지 전류에 대해서 큰 저항 특성을 가진다.That is, the inductor 30 has almost infinite resistance to the surge current and has a large resistance characteristic to the surge current.

따라서, 회로상에서 서지 전류가 발생했을 때, 서지 전류는 거의 무한대의 저항을 갖게 되는 인덕터(30)로 흐르지 않으므로, 인덕터(30)는 상기 제1 통전 경로로 흐르지 못하게 서지 전류를 차단하게 된다.Therefore, when a surge current occurs on the circuit, since the surge current does not flow to the inductor 30 having almost infinite resistance, the inductor 30 blocks the surge current from flowing through the first conduction path.

바이패스 소자(40)는 상기 제1 통전 경로에 병렬로 접속되어 제2 통전 경로를 형성한다. 여기서 상기 제1 통전 경로는 서로 직렬 접속된 차단 기구(20)와 인덕터(30)로 이루어지는 통전 경로를 의미한다.The bypass element 40 is connected in parallel to the first conduction path to form a second conduction path. Here, the first conduction path means a conduction path composed of a blocking mechanism 20 and an inductor 30 connected in series with each other.

서지 전류가 상기 제2 통전 경로와 서지 보호기(10)를 통해 접지로 흐르도록, 바이패스 소자(40)는 서지 전류에 대한 바이패스 통전 경로를 제공한다.Bypass element 40 provides a bypass conduction path for the surge current so that surge current flows through the second conduction path and surge protector 10 to ground.

바람직한 실시 예에 따라서 상기 바이패스 소자(40)는 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이 가스 방전관(Gas Discharge Tube, 통상 GDT로 약칭됨)으로 구성될 수 있다.According to a preferred embodiment, the bypass element 40 may be configured as a gas discharge tube (generally abbreviated as GDT) as shown in FIG. 3.

가스 방전관은 방전관 내 양 전극 사이에 정상 전압에 대해서는 전기적 절연성을 가지고 서지와 같은 높은 전압이 인가되면 도전성을 갖는 가스를 봉입한 전기적 소자이다. 따라서, 서지와 같은 높은 전압이 인가되면, 전극의 방전에 따라 전극 간을 통전시키는 가스에 의해서 가스 방전관은 통전 상태(conductive state)가 된다.A gas discharge tube is an electrical element that is electrically insulated with respect to a normal voltage between both electrodes in a discharge tube and is filled with a conductive gas when a high voltage such as surge is applied. Therefore, when a high voltage such as a surge is applied, the gas discharge tube is brought into a conductive state by the gas that energizes the electrodes according to the discharge of the electrodes.

따라서 서지 보호기(10)의 열화로 인해 저항값이 작아져 회로로부터 누설되어 서지 보호기(10) 측으로 흐르는 누설전류는 가스 방전관을 통해서 흐르지 못하고 차단 기구(20)와 인덕터(30)로 이루어지는 제1 통전 경로를 통해서 흐르게 된다.Therefore, the resistance value decreases due to the deterioration of the surge protector 10 and the leakage current flowing from the circuit to the surge protector 10 side does not flow through the gas discharge tube, but constitutes a first conduction circuit consisting of the blocking mechanism 20 and the inductor 30. It flows through the path.

회로상 서지 전류가 발생하면, 해당 서지 전류에 대해서 인덕터(30)는 거의 무한대의 저항값을 가지므로 서지 전류의 흐름을 차단하고, 가스 방전관의 전극이 서지의 고 전압에 의해서 방전함에 의해서 내부 가스가 도전상태가 되어 가스 방전관을 통하는 제2 통전 경로를 통해서 서지 전류가 서지 보호기(10)로 흐르게 된다.When a surge current occurs in the circuit, the inductor 30 has an almost infinite resistance value with respect to the corresponding surge current, so that the flow of the surge current is interrupted, and the electrode of the gas discharge tube is discharged by the high voltage of the surge. Becomes a conductive state so that a surge current flows into the surge protector 10 through the second conduction path through the gas discharge tube.

도 3은 상기 제2 실시 예에 따른 서지 보호 장치에 대한 상세 구성 실시 예를 보여주는 구성 도이다.3 is a configuration diagram illustrating a detailed configuration of the surge protection device according to the second embodiment.

도 3을 참조할 수 있는 바와 같이, 상기 제2 실시 예에 따른 서지 보호 장치는 도 1 내지 도 3에 있어서 회로와 접지 사이에 접속된다.Referring to FIG. 3, the surge protection device according to the second embodiment is connected between the circuit and the ground in FIGS. 1 to 3.

상기 제2 실시 예에 따른 서지 보호 장치는 서로 병렬로 접속되는 상기 제1 통전 경로 및 상기 제2 통전 경로와, 상기 제1 통전 경로 및 상기 제2 통전 경로의 후단과 접지 사이에 접속되는 서지 보호기(10)를 포함한다.The surge protection device according to the second embodiment is a surge protector connected between the first conducting path and the second conducting path connected in parallel to each other, and the rear end of the first conducting path and the second conducting path and the ground. (10).

상기 제1 통전 경로는 서로 직렬 연결된 차단 기구(20)와 인덕터(30)를 포함하는 통전 경로로 구성된다.The first conduction path includes a conduction path including a blocking mechanism 20 and an inductor 30 connected in series with each other.

상기 제2 통전 경로는 바이패스 소자(40)를 통해 형성되는 통전 경로로 구성된다.The second conduction path is composed of a conduction path formed through the bypass element 40.

바이패스 소자(40)는 바람직한 실시 예에 따라 가스 방전관으로 구성된다.Bypass element 40 is configured as a gas discharge tube according to a preferred embodiment.

차단 기구(20)는 개폐기구 부(23), 트립 기구 부로서 순시 트립기구(22) 및 열동 트립기구(21)를 포함한다.The shutoff mechanism 20 includes an opening / closing mechanism portion 23, an instantaneous trip mechanism 22 and a thermal trip mechanism 21 as a trip mechanism portion.

서지 보호기(10)는 금속 산화 바리스터(10b)와 저온 용융 납(10a)을 포함한다.The surge protector 10 includes a metal oxide varistor 10b and a low temperature molten lead 10a.

한편, 상술한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 서지 보호 장치의 동작을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.On the other hand, the operation of the surge protection device according to the present invention configured as described above will be described with reference to Figs.

먼저, 도 1을 참조하여 본 발명의 제1 실시 예에 따른 서지 보호 장치의 동작을 설명한다.First, the operation of the surge protection device according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1.

서지 보호기(10)에 열화가 없는 정상 상태일 때 회로에 서지 전류가 발생하면, 해당 서지 전류는 폐로 상태(ON 상태)인 차단 기구(20)를 거쳐 저항 값이 매우 작아진 서지 보호기(10)를 통해 접지로 흐르면서 제거된다.If a surge current is generated in the circuit when the surge protector 10 is in a normal state without deterioration, the surge current passes through the shutoff mechanism 20 in a closed state (ON state), and the surge protector 10 has a very small resistance value. Is removed by flowing through to ground.

반복되는 서지 전류의 제거 동작으로 서지 보호기(10)가 열화된 경우 서지 보호기(10)의 금속 산화 바리스터(10b)는 저항 값이 작아지게 된다.When the surge protector 10 is deteriorated due to the repeated operation of removing the surge current, the metal oxide varistor 10b of the surge protector 10 has a small resistance value.

이러한 상태에서는 회로로부터 누설전류가 서지 보호기(10) 측으로 흐르게 된다.In this state, a leakage current flows from the circuit to the surge protector 10 side.

이러한 누설전류가 차단 기구(20)에 설정된 정격전류의 120% 정도의 과전류가 되거나 설정된 정격전류의 수배이상의 단락전류와 같은 순시차단전류와 같이 커지면, 이때 차단 기구(20)의 상기 트립 기구 부가 이를 감지하여 상기 개폐기구 부를 트립 위치(차단 위치)로 동작하도록 트리거하고 이에 상기 개폐기구 부가 트립 위치(차단 위치)로 동작하여 회로가 차단된다.When such leakage current becomes overcurrent as much as 120% of the rated current set in the blocking mechanism 20 or becomes instantaneous breaking current such as a short circuit current that is several times or more of the set rated current, the trip mechanism of the blocking mechanism 20 adds this. It detects and triggers the switch mechanism part to operate in a trip position (blocking position), and the switch mechanism part is operated to a trip position (block position), thereby blocking the circuit.

따라서 서지 보호기(10)는 사고전류로부터 분리되어 보호되고, 이때 사용자가 차단 기구(20)의 차단 동작을 확인하고 이 상태에서 회로 분리된 서지 보호기(10)를 보수 또는 교체할 수 있다.Therefore, the surge protector 10 is separated and protected from an accident current, and at this time, the user can confirm the blocking operation of the blocking mechanism 20 and repair or replace the surge protector 10 separated from the circuit in this state.

다음, 도 2를 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 서지 보호 장치의 동작을 설명한다.Next, an operation of the surge protection device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

서지 보호기(10)에 열화가 없는 정상 상태일 때 회로에 서지 전류가 발생하면, 인덕터(30)의 저항값이 거의 무한대로 되어 해당 서지 전류는 제1 통전 경로를 통해서는 흐를 수 없고, 제2 통전 경로를 통해 즉, 바이패스 소자(40)를 통해 서지 보호기(10)를 통해 접지로 흐르면서 제거된다.If a surge current occurs in the circuit when the surge protector 10 is in a normal state without deterioration, the resistance value of the inductor 30 becomes almost infinite, and the corresponding surge current cannot flow through the first conduction path, and the second It is removed by flowing through the energization path, ie through the bypass element 40, through the surge protector 10 to ground.

반복되는 서지 전류의 바이패스 동작으로 서지 보호기(10)가 열화된 경우 서지 보호기(10)의 금속 산화 바리스터(10b)는 저항 값이 작아진다.When the surge protector 10 is deteriorated due to repeated surge current bypass operation, the metal oxide varistor 10b of the surge protector 10 has a low resistance value.

이러한 상태에서는 회로로부터 누설전류가 제1 통전 경로를 통해서 서지 보호기(10) 측으로 흐른다.In this state, leakage current from the circuit flows to the surge protector 10 side through the first conduction path.

이때 해당 누설전류가 차단 기구(20)에 설정된 정격전류의 120% 정도의 과전류가 되거나 설정된 정격전류의 수배이상의 단락전류와 같은 순시차단전류와 같이 커지면, 이때 차단 기구(20)의 상기 트립 기구 부가 이를 감지하여 상기 개폐기구 부를 트립 위치(차단 위치)로 동작하도록 트리거하고 이에 상기 개폐기구 부가 트립 위치(차단 위치)로 동작하여 회로가 차단된다.At this time, when the corresponding leakage current becomes an overcurrent of about 120% of the rated current set in the breaking mechanism 20 or becomes larger with an instantaneous breaking current such as a short circuit current several times or more of the set rated current, the trip mechanism of the breaking mechanism 20 is added at this time. By detecting this, the opening and closing mechanism is triggered to operate in the trip position (blocking position), and the opening and closing mechanism is operated in the trip position (blocking position) and the circuit is cut off.

따라서 서지 보호기(10)는 상기와 같이 큰 누설전류로부터 분리되어 보호되고, 이때 사용자가 차단 기구(20)의 차단 동작을 확인하고 이 상태에서 회로 분리된 서지 보호기(10)를 보수 또는 교체할 수 있다.Therefore, the surge protector 10 is separated and protected from the large leakage current as described above, and at this time, the user can confirm the blocking operation of the blocking mechanism 20 and repair or replace the surge protector 10 separated from the circuit in this state. have.

한편, 서지 전류가 회로상에 발생하면, 인덕터(30)의 저항값이 거의 무한대가 되므로 해당 서지 전류는 제1 통전 경로로는 흐르지 못하고, 바이패스 소자(40)를 통해 서지 보호기(10)를 경유하여 접지로 흐르면서 제거된다.On the other hand, when a surge current occurs on the circuit, the resistance value of the inductor 30 becomes almost infinite, so that the surge current does not flow in the first conduction path, and the surge protector 10 is transferred through the bypass element 40. It is removed by flowing through to ground.

다음, 도 3을 참조하여 본 발명의 제2 실시 예에 따른 서지 보호 장치의 동작을 설명한다.Next, an operation of the surge protection device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3.

서지 보호기(10)에 열화가 없는 정상 상태일 때 회로에 서지 전류가 발생하면, 인덕터(30)의 저항값이 거의 무한대로 되어 해당 서지 전류는 제1 통전 경로를 통해서는 흐를 수 없고, 제2 통전 경로를 통해 즉, 바이패스 소자(40)를 통해 서지 보호기(10)를 경유하여 접지로 흐르면서 제거된다. 여기서, 제1 통전 경로는 전술한 바와 같이 서로 직렬 접속된 차단 기구(20)와 인덕터(30)로 이루어지는 통전 경로를 의미하고, 상기 제2 통전 경로는 바이패스 소자(40)를 통해 형성되는 통전 경로를 의미한다.If a surge current occurs in the circuit when the surge protector 10 is in a normal state without deterioration, the resistance value of the inductor 30 becomes almost infinite, and the corresponding surge current cannot flow through the first conduction path, and the second It is removed while flowing to the ground through the energization path, that is, through the surge protector 10 through the bypass element 40. Here, the first conduction path means an conduction path composed of the blocking mechanism 20 and the inductor 30 connected in series with each other as described above, and the second conduction path is the conduction current formed through the bypass element 40. It means the path.

반복되는 서지 전류의 제거 동작으로 서지 보호기(10)가 열화된 경우 서지 보호기(10)의 금속 산화 바리스터(10b)는 저항값이 작아진다.When the surge protector 10 is deteriorated due to the repeated operation of removing the surge current, the resistance of the metal oxide varistor 10b of the surge protector 10 becomes small.

이러한 상태에서는 회로로부터 누설전류가 제1 통전 경로를 통해서 서지 보호기(10) 측으로 흐른다.In this state, leakage current from the circuit flows to the surge protector 10 side through the first conduction path.

이때 고전압을 갖지 않는 누설전류에 대해서는 가스 방전관으로 구성되는 바이패스 소자(40)는 내부 절연가스의 저항에 의해서 차단 상태가 되어, 누설전류는 바이패스 소자(40)를 통해서 즉 제2 통전 경로를 통해서는 흐를 수 없다.At this time, for the leakage current having no high voltage, the bypass element 40 constituted by the gas discharge tube is cut off by the resistance of the internal insulation gas, and the leakage current passes through the bypass element 40, that is, the second conduction path. It cannot flow through it.

이때 해당 누설전류가 차단 기구(20)에 설정된 정격전류의 120% 정도의 과전류가 되거나 설정된 정격전류의 수배이상의 단락전류와 같은 순시차단전류와 같이 커지면, 이때 차단 기구(20)의 상기 트립 기구 부 즉 순시 트립기구(22) 또는 열동 트립기구(21)가 이를 감지하여 상기 개폐기구 부를 트립 위치(차단 위치)로 동작하도록 트리거하고 이에 상기 개폐기구 부가 트립 위치(차단 위치)로 동작하여 회로가 차단된다.At this time, when the leakage current becomes about 120% of the overcurrent of the rated current set in the breaking mechanism 20 or becomes larger with the instantaneous breaking current, such as a short circuit current several times or more of the set rated current, the trip mechanism part of the breaking mechanism 20 at this time. That is, the instantaneous trip mechanism 22 or the thermal trip mechanism 21 detects this and triggers the opening / closing mechanism part to be operated at the trip position (blocking position), and the circuit is blocked by operating the opening and closing mechanism part at the trip position (blocking position). do.

따라서 서지 보호기(10)는 상기와 같이 큰 누설전류로부터 분리되어 보호되고, 이때 사용자가 차단 기구(20)의 차단 동작을 확인하고 이 상태에서 회로 분리된 서지 보호기(10)를 보수 또는 교체할 수 있다.Therefore, the surge protector 10 is separated and protected from the large leakage current as described above, and at this time, the user can confirm the blocking operation of the blocking mechanism 20 and repair or replace the surge protector 10 separated from the circuit in this state. have.

한편, 서지 전류가 회로상에 발생하면, 인덕터(30)의 저항값이 거의 무한대가 되므로 해당 서지 전류는 제1 통전 경로로는 흐르지 못하고, 바이패스 소자(40)를 통해 서지 보호기(10)를 경유하여 접지로 흐르면서 제거된다.On the other hand, when a surge current occurs on the circuit, the resistance value of the inductor 30 becomes almost infinite, so that the surge current does not flow in the first conduction path, and the surge protector 10 is transferred through the bypass element 40. It is removed by flowing through to ground.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 서지 보호 장치는, 접지로부터 서지 보호기보다 멀게 서지 보호기에 앞서 접속되며, 회로를 차단하는 개폐기구 부와 개폐기구 부가 회로를 차단하도록 트리거하는 트립기구 부를 포함하는 차단 기구를 포함하므로, 서지 보호기가 열화된 상태에서 서지 보호기 측으로 흐르는 누설전류가 커지면, 차단기구가 회로를 차단함으로써 큰 누설전류에 의한 화재와 같은 2차 사고를 방지하고 열화된 서지 보호기를 보수 또는 교체할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.As described above, the surge protection device according to the present invention is connected to the surge protector farther from the ground than the surge protector, and includes a shutoff mechanism including a switch mechanism for breaking a circuit and a trip mechanism portion for triggering to cut off the circuit of the switch mechanism. Since the leakage current flowing to the surge protector increases while the surge protector is deteriorated, the circuit breaker shuts down the circuit to prevent secondary accidents such as a fire caused by a large leakage current and to repair or replace the deteriorated surge protector. The effect can be obtained.

본 발명에 따른 서지 보호 장치는, 서지 전류에 대해서는 매우 큰(실질적으로 무한대) 저항 특성을 가지며 차단 기구와 직렬 연결되어 제1 통전 경로를 형성하는 인덕터와, 상기 제1 통전 경로에 병렬로 접속되어 제2 통전 경로를 형성하는 바이패스 소자를 더 포함하므로, 서지 보호기가 열화된 상태에서 서지 보호기 측으로 흐르는 누설전류가 커지면, 차단기구가 회로를 차단함으로써 큰 누설전류에 의한 화재와 같은 2차 사고를 방지할 수 있고, 회로상에서 서지 전류가 발생했을 때는 인덕터에 의해 상기 제1 통전 경로를 차단하고 바이패스 소자를 통해 서지 전류를 서지 보호기를 통해 접지로 흘려 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The surge protection device according to the present invention comprises an inductor having a very large (substantially infinite) resistance to surge current and connected in series with a blocking mechanism to form a first conduction path, and connected in parallel to the first conduction path. Since the circuit further includes a bypass element forming a second conduction path, when the leakage current flowing to the surge protector increases while the surge protector is deteriorated, the circuit breaker shuts down the circuit to prevent secondary accidents such as a fire caused by a large leakage current. When the surge current is generated in the circuit, it is possible to block the first conduction path by the inductor and to remove the surge current through the bypass element to ground through the surge protector.

10: 서지 보호기 10a: 저온 용융 납
10b: 금속 산화 바리스터 20: 차단 기구
21: 열동형 트립기구 22:순시 트립기구
23: 개폐기구 부 30: 인덕터
40: 바이패스 소자10: surge protector 10a: low temperature molten lead
10b: metal oxide varistor 20: blocking device
21: thermal trip mechanism 22: instantaneous trip mechanism
23: switchgear part 30: inductor
40: bypass element

Claims (4)

서지 보호 장치에 있어서,
고전압에 대해서 저항이 작아지는 특성을 가지며, 서지 전류를 접지로 바이패스(BYPASS)시키는 금속 산화 바리스터를 포함하는 서지 보호기; 및
접지로부터 상기 서지 보호기보다 멀게 상기 서지 보호기에 앞서 접속되며, 회로를 차단하는 개폐기구 부(SWITCHING MECHANISM)와 회로상의 이상전류에 응답하여 상기 개폐기구 부가 회로를 차단하도록 트리거(TRIGGER)하는 트립기구 부(TRIP MECHANISM)를 포함하는 차단 기구;를 포함하는 서지 보호 장치.Surge protection device,
A surge protector having a property of decreasing resistance to a high voltage and including a metal oxide varistor for bypassing a surge current to ground; And
SWITCHING MECHANISM, which is connected to the surge protector farther from the ground than the surge protector, and trips to trigger the circuit to shut off the circuit of the switch mechanism in response to an abnormal current on the circuit. And a tripping mechanism including (TRIP MECHANISM). 제1항에 있어서,
상기 차단 기구에 직렬로 접속되어 회로상의 이상전류에 대해서는 상기 차단 기구와 함께 제1 통전 경로를 형성하고, 서지 전류에 대해서는 큰 저항 특성을 가져 회로상에서 서지 전류가 발생했을 때 상기 제1 통전 경로를 차단하는 인덕터;및
상기 제1 통전 경로에 병렬로 접속되어 제2 통전 경로를 형성하고, 서지 전류가 상기 제2 통전 경로와 상기 서지 보호기를 통해 접지로 흐르도록 바이패스 통전 경로를 제공하는 바이패스 소자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서지 보호 장치.The method of claim 1,
It is connected in series with the interruption mechanism to form a first conduction path together with the interruption mechanism for the abnormal current on the circuit, and has a large resistance characteristic for the surge current, so that when the surge current occurs on the circuit, the first conduction path is disconnected. Blocking inductor; and
A bypass element connected to the first conduction path in parallel to form a second conduction path, the bypass element providing a bypass conduction path such that a surge current flows to ground through the second conduction path and the surge protector; Surge protection device, characterized in that. 제2항에 있어서,
상기 바이패스 소자는 가스 방전관(Gas Discharge Tube)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 서지 보호 장치.The method of claim 2,
The bypass element is a surge protection device, characterized in that consisting of a gas discharge tube (Gas Discharge Tube). 제1항에 있어서,
상기 트립기구 부는,
바이메탈을 포함하는 열동형 트립기구 부(THERMAL TRIP MECHANISM)와, 코일(COIL)의 자화(MAGNETIZING)에 의해 트리거 출력을 제공하는 순시 트립 기구 부(INSTANEOUS TRIP MECHANISM) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 서지 보호 장치.The method of claim 1,
The trip mechanism part,
At least one of a thermal tripping mechanism part including a bimetal and an instantaneous tripping part part for providing a trigger output by the magnetization of the coil. Surge protection device.
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