KR940000445B1 - 네트워크 퓨즈 엘레멘트 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

네트워크 퓨즈 엘레멘트

제1도는 본 발명에 의한 네트워크 퓨즈 엘레멘트(Network Fuse Element)의 직렬 차단점의 수(S)가 4의 회로를 병렬수(P)를 2로 했을 경우의 퓨즈 패턴(Fuse Pattern)의 일실시예를 도시한 것이다.

제2도는 제1도의 네트워크 퓨즈 엘레멘트의 전류분포를 표시하는 도면으로서 (a)는 연속 통전시의 전류분포(b)는 차단 최종시의 전류분포를 나타낸 것이다.

제3도는 본 발명에 의한 네트워크 퓨즈 엘레멘트의 직렬 차단점의 수(S)를 4로 하고 회로의 병렬수(P)를 3으로 했을 경우의 본 발명의 네트워크 퓨즈 엘레멘트의 실시예인 퓨즈패턴을 나타내는 도면이다.

제4도는 제3도의 네트워크 퓨즈 엘레멘트의 전류분포를 표시하는 도면으로서 (a)는 연속 통전시의 전류분포(b)는 차단 최종시의 전류분포를 나타낸 것이다.

제5도는 종래의 퓨즈 엘레멘트의 퓨즈패턴의 일예를 나타낸 것이다.

제6도는 제1도에서 표시한 바와 같은 본 발명에 의한 (4S)-(2P)의 네트워크 퓨즈 패턴의 또다른 실시예를 나타내는 도이다.

본 발명은 전력용 퓨즈 특히, 차단성능을 향상하고, 또한 연속 통전시의 와트손(Watt 損)을 적게한 퓨즈에 관한 것이다.

종래의 퓨즈 엘레멘트는 복수(S)개의 차단점을 직렬로한 회로를 복수(P)개 병렬로하여 각종의 정격정압과 정격전류를 만족토록 구성되어 있었다. (P)개의 병렬로 연결된 차단점의 직렬회로는 그 전기적 특성이 정확히 동등할 필요가 있었은 일본국 특개소 62-51128호 공보에도 개시되어 있는 바와 같이 열전도성이고 또한, 전기 절연성이 높은 예컨데, 세라믹(Ceramic)제의 기판상에 도전성의 금속 피막을 설치하고, 사진법에 의한 퓨즈 패턴을 제작하는 등의 방법을 고정도의 퓨즈 엘레멘트가 제작된다.

제5도에 상기 퓨즈 필라멘트의 퓨즈패턴의 일예를 제시한다. 이 퓨즈는 660V, 60A용의 일예이고, 6개의 차단점(Ao)가 직렬로 연결된 회로가 5개 병렬로 연결되여 있다.

각각이 차단점의 전기적 특성을 같게하여 정격전류가 증가할수록 병렬 회로수를 증가하고 정격전압이 증가할 수록 차단점의 직렬개수를 증가하는 것이다.

즉, 제5도에 표시한 것과 같은 종래의퓨즈 엘레멘트에서는 퓨즈에서의전류의 통전방법은 정격전류 부근의 전류가 흐를때에도 차단시와 같은 대전류가 흐를때와 동일하므로 퓨즈 엘레멘트의 차단 성능을 크게 하기 위하여는 직렬 차단점이 많아야 한다.

그러나, 직렬 차단점 수를 많게하면 정격 전류 통전시의 와트손이 커지는 단점이 있었다.

본 발명이 해결코저 하는 과제는 전술한 바와 같이 종래의 고성능 퓨즈 엘레멘트에서는 퓨즈 차단성능을 크게하는 일과 와트손을 크게하는 것과는 비례관계에 있었다.

본 발명은 와트손을 작은체로 두고 차단성능을 크게한 퓨즈 엘레먼트를 제공코져 하는 목적이 있는 것이다.

본 발명에 의한 네트워크 퓨즈 엘레멘트는 통전시는 직렬로 접촉되는 차단점을 적게하고 퓨즈의 와트손을 적거하며 차단시에는 전류의 흐름을 변화시켜 직렬로 접촉되는 차단점의 수를 증가시켜 차단성능르 크게하는 것을 특징으로 하는 것이다.

상기의 네트워크 퓨즈 엘레멘트는 와트손의 같은 직렬 차단점을 (S)개 직렬로 갖는 회로를 (P)개 병렬로 한 퓨즈 엘레멘트로서 인접하는 직렬 차단점간의 접합점을 상호 교략 차단점으로 결합하여 차단점의 네트워크 구조로하고 인접하는 (P)개의 병렬로 직렬 차단점내의 한개만이 최후까지 남도록하여 상기 교락 차단점으로 전류가 흐를 수 있도록 구성한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기의 네트워크 퓨즈 엘레멘트는 상기 네트워크 퓨즈 엘레멘트의 차단도중에(P)개 병렬의 직렬 차단점내의 최후에 남는 한개가 (P)개의 직렬회로 양단중 어느 한쪽에 위치하여 순차적으로 엇갈려 남도록 구성한 것을 특징으로 한 것이다.

또한, 본 발명에 의한 네트워크 퓨즈 엘레멘트는 상기 교락 차단점의 인덕턴스를 상기 직렬 차단점의 인덕턴스 보다 크게한 것을 특징으로 한다.

이에따라 연속 통전시의 직렬로 접촉된 차단점의 수와 차단종기에 직렬로 접촉되는 차단점의수를 변화시켜 차단 성능의 향상과 연속통전시의 퓨즈 엘레멘트의 와트손 저하를 동시에 실현 할 수가 있다.

즉, 연속 통전시는 직렬 차단점의 전기적 특성이 전부 같으므로 교락 차단점에는 전류는 흐르지 않으므로 직렬로 접촉되는 차단점의 수는 (S)개이나 이 네트워크 퓨즈 엘레멘트의 차단 도중에 (P)개 병렬인 직렬차단점내의 한개만이 최후까지 남도록하여 상기 교락 차단점에 전류가 흐르도록 구성하고 있으므로, 최종차단시에는 직렬로 접속되는 차단점의 수가 증가하고 있다.

특히, (P)개 병렬인 직렬 차단점의 최후까지 남는 한개가 (P)개 직렬 회로의 양단의 어느 한쪽에 위치하여 순차로 엇갈려 남도록 구성한 경우는 최종 차단시에 직렬 접촉되는 차단점의 수는 S+(P-1)(S-1)개가 된다.

이와 같이 하여 제5도에 도시한 660V, 60A용의 퓨즈 엘레멘트에서는 직렬로 접속된 차단점의 수(S)가 6이고 병렬수(P)는 5이었으나, 본 발명에 의한 네트워크 엘레멘트에서는 직렬 접속된 차단점의 수(S)는 6×6/(6+5×4)≒2로서 좋아진다.

연속 통전중 전류가 흐르는 차단점의 수(S)×(P)는 6×5에서 2×5로 할 수가 있다. 한개의 차단점 저항을 (RO)로 하면 종래의 퓨즈 엘레멘트에서는 그 저항치는 Ro×6/5이었던 것이 본 발명의 네트워크 엘레멘트에서는 그 저항치를 Ro×2/5로 하여 연속 통전중의 와트손을 1/3로 감소할 수가 있다. 실제는 병렬로 되어 있는 직렬 차단점의용단시간에 순차로 차이를 만드므로 병렬 회로수는 2-3 정도가 적당한다.

더욱, 이상전류 증가속도가 지나치게 급격 할때에는 용단 특성을 변화시켜도 병렬 상태의 직렬 차단점이 거의 동시에 용단되는 경우도 있으므로 교락 차단점의 인덕턴스를 직렬 차단점의 인덕턴스보다 크게하여 두어 최후에 용단할 직렬 차단점의 전류의 증가를 늦추어주므로 한층 확실하게 최종 차단시에 직렬로 접속되는 차단점의 수를 증가시킬 수가 있다.

이하 실시예를 도면을 참조하면서 설명한다.

제1도는 직렬 차단점의 수(S)가 4의 회로를 병렬수(P)를 2로한 경우 즉, 4S- 2P의 경우 퓨즈패턴의 일실시예를 표시하는 도면이다.

도시의 패턴이 동일한 피막두께의 금속이고 세라믹상에 구성되어 있다.

여기서 (A₁)-(A₄) 및 (B₁)-(B₄)는 각기 직렬 차단점이고 이들의 전기저항은 전혀 동등하게 설계되어 있으나, 차단시에는 (A₁)-(A₄)의 A형이 (B₁)-(B₄)의 B형 보다 빨리 용단토록 설계되어 있다.

그 때문에 전기저항은 같게하고 A형은 가늘고 짧게 B형은 굵고 길게 설계토록 되어 있다.

이에따라 열용량의 차이로 용단시간은 B형이 길어진다.

이 퓨즈패턴에서는 한쪽은 (A₁)-(B₂)-(A₃)-(B₄)의 4개 직렬 차단점의 직렬회로가 되고, 다른쪽은 (B₁)-(A₂)-(B₃)-(A₄)의 4개 직렬 차단점의 직렬 회로인 2개의 회로가 병렬로 되어 있다.

이 퓨즈패턴을 네트워크 구조로 하기 위하여 접속부인 교락 차단점(C₁)(C₂)(C₃)가 마련 되어있고, 교락 차단점(C₁)이 (A₁)-(B₂)간의 접합점과 (B₁)-(A₂)간의 접합점과를 접속하고 교락차단점(C₂)가 (B₂)-(A₃)간의 접합점과 (A₂)-(B₃)간의 접합점과를 접속하고 교락차단점(C₃)가 (A₃)-(B₄)간의 접합점과 (B₃)-(A₄)간의 접합점과를 접속하고 있다.

이를 교락차단점(C₁)(C₂)(C₃)도 역시 차단의 최종시에는 차단점으로서 기여하나 먼저의 A형 및 B형의 차단점보다 약간 늦게 용단하도록 고려되어 있다.

제2도는 제1도의 네트워크 퓨즈 엘레멘트의 전류분포를 표시하는 도이고, (a)는 연속 통전시의 전류분포, (b)는 차단 최종시의 전류분포를 나타낸 것이다.

A형 직렬 차단점 그리고 B형 직렬 차단점의 전기 저항은 동일하게 설계되어 있으므로, 연속 통전시에는 (A₁)-(B₂)-(A₃)-(B₄)의 4개 직렬 차단점의 직렬회로와 (B₁)-(A₂)-(B₃)-(A₄) 4개 직렬 차단점의 직렬 회로와는 제2도(a)에 두개의 화살표로서 표시하는 바와 같이 동일한 전류가 흐른다.

물론, 이때 교락차단점(C₁)(C₂)(C₃)에는 전류가 흐르지 않는다.

상술한 바와 같이 차단시에는 (A₁)-(A₄)의 (A)형 차단점이 (B₁)-(B₄)의 B형의 차단점보다 빨리 용단하도록 설계되어 있으므로 차단 최종시에는 제2도(b)에서 표시하는 것처럼 A형의 직렬 차단점 A₁-A₄은 전부 용단하고 있으며, B형의 직렬 차단점만이 남고, 전류는 화살표로서 표시하는 바와 같이 (B₁)-(C₁)-(B₂)-(C₂)-(B₃)-(C₃)-(B₄)의 7개의 차단점을 직렬로 하여 흐르게 된다.

즉, 교락차단점이 없을 경우에는 4개의 직렬 차단점에서 최종 차단점을 행하고 있었으나 본 실시예의 (4S)-(2P) 네트워크 퓨즈 엘레멘트에서는 그 1.75배의 직렬 차단점수로서 최종적으로 차단하게 되므로 차단성능이 그만큼 향상한다.

교락차단점이 없는 종래 퓨즈 엘레멘트에서 이 실시예의 차단성능에 필적하는 것을 얻으려면 (7S)-(2P)의 것을 사용할 경우에는 한개의 직렬 차단점의 저항을 (Ro )로 하면 그 퓨즈 엘레벤트의 연속 통전중의 저항은 (Ro)×7/2인데 대하여 본 시예의 (4S)-(2P) 네트워크 퓨즈 엘레멘트일 경우 연속 통전중의 저항은 (Ro)×4/2가 되어 연속 통전중의 전력손실은 4/7로 감소한다.

제3도는 같은 방법으로 직렬수(S)를 4로 하고, 병렬수(P)를 (3)으로 했을 경우의 본 발명의 네트워크퓨즈 엘레멘트 실시예의 퓨즈 패턴을 표시하는 도이다.

(A₁)-(A₄)와 (A'₁)-(A'₄)및 (B₁)-(B₄)은 모두 직렬 차단점이고, 이들의 전기저항은 모두 동등하게 설계되어 있으나 차단시에는 (A₁)-(A₄)의 A형과 (A'₁)-( A'₄)의 (A')형 및 (B₁)-(B₄)의 (B)형의 용단시간이 각기 상이하도록 설계되어 있다.

직렬 차단점(A₁)-(B₂)-(A₃)-(B₄)의 직렬 회로와 직렬 차단점 (A'₁)-(A'₂) -(A'₃)-(A'₄)의 직렬회로 및 직렬 차단점(B₁)-(A₂)-(B₃)-(A₄)의 직렬 회로의 3개 회로가 병렬로 되어 있다.

이 퓨즈패턴을 네트워크 구조로 하기 위하여 접속부인 교락 차단점(C₁)-(C₃)와 (C'₁)(C'₃)가 마련되어 있고, 교락 차단점(C₁)이 (A₁)-(B₂)간의 접합점과 교락차단점(C₂)가 (B₂)-(A₃)간의 접합점과 (A'₂)-(B'₃)간의 접합점과를 접속하여 교락차단점(C₃)가 (A₃)-(B₄)간의 접합점과 (A'₃)-(A'₄)간의 접합점과를 접속하고 있다.

더욱이 교락차단점(C'₁)이 (A'₁)-(A'₂)간의 접합점과 (B₁)-(A₂)간의 접합점과를 접속하고 교락차단점(C'₂)이 (A'₂)-(A'₃)간의 접합점과 (A'₂)-(A'₃)-(A₂)-( B₃)간의 접합점과를 접속하여 교락차단점(C'₃)이 (A'₃)-(A'₄)간의 접합점과 (B₃)-( A₄)간의 접합점과를 접속하고 있다.

이들의 교락차단점 (C₁)-(C₃) 및 (C'₁)-(C'₃)도 역시 차단의 최종시에는 차단점으로서 기여하나 이들 C형의 차단점과 앞의 A형과 A'형의 차단점의 용단시간은 A형<A'형<B형<C형과 같이 설계되어 있어 A형의 차단점이 가장 먼저 C형의 차단점이 가장 늦게 용단되도록 되어 있다.

제4도는 제3도의 네트워크 퓨즈 엘레멘트의 전류 분포를 표시하는 것으로서 (a)은연속 통전시의 전류분포(b)는 차단 최종시의 전류분포를 표시한다. A과 A'형 및 B형 직렬 차단점의 모든 직렬 차단점의 전기 저항은 같게 되어 있으므로, 연속 통전시에는 (A₁)-(B₂)-(A₃)-(B₄)의 4개 직렬 차단점의 직렬 회로와 (A'₁)-(A'₂)-(A'₃)- (A'₄)의 4개 직렬차단점의 직렬회로 및 (B₁)-(A₂)-(B₃)-(A₄)의 4개 직렬 차단점의 직렬회로과의 3개 회로에는 제4도(a)에 3개의 화살표로 표시하는 바와 같이 동일의 전류가 흐른다.

물론, 이때 교락차단점(C₁)-(C₃) 및 (C'₁)-(C'₃)에는 전류는 흐르지 않는다. 이 퓨즈 엘레멘트에 흐르는 전류가 정격전류를 초과했을 경우는 먼저 A형의 차단점( A₁)-(A₄)가 용단하고 다음에 A'형의 차단점(A'₁)-(A'₄)가 용단하므로 차단의 최종시에는 제4도(a)에서 표시하는 바와 같이 차단점 (B₁)-(C'₁)-(C₁)-(B₂)-(C₂)-(C'₂)-(B₃)-(C'₃)-(C₃)-(B₄)의 10개의 차단점을 직렬로 전류가 흐르게 된다.

즉, 교락차단점이 없을 경우에 비하여 2.5배수의 직렬 차단점에 의해 최종차단을 행하므로 차단 성능은 그만큼 향상한다.

이 실시예의 네트워크 퓨즈 엘레멘트에 필적하는 차단성능을 갖는 종래의 10S -3P 퓨즈 엘레멘트를 사용했을 경우는 직렬차단점 1개의 저항을 (Ro)로 한다면 이 퓨즈 엘레멘트의 저항은 (Ro)×10/3인데 반하여 본 실시예의 경우의 네트워크 퓨즈 엘레멘트 저항은 (Ro)×4/3이고 연속 통전시의 와트손은 4/10 즉, 2.5분의 1로 감소한다.

이상의 설명으로 A형, A'형, B형 및 C형의 각 차단점은 상이하는 폭과 길이를 갖는 단일 도체로서 구성되고 있지만 제6도에서 표시하는 바와 같이 각각 복수의 도체로서 구성하여도 좋다.

즉, 제6도에 도시한 바와 같이 4S-2P의 네트워크 퓨즈 패턴의 또한가지의 실시예로서, A형의 차단점은 가늘고 짧은 2개의 도체로 구성되어 있고, B형의 차단점은 길고 굵은 2개의 도체로 구성되어 있다.

더욱이, (C)형의 교락차단점은 한층 굵고 긴 한개의 도체로서 구성되어 있다. 이에따라 교락차단점의 인덕턴스가 직렬 차단점의 인덕턴스보다 커서 A형 또는 A'형의 직렬 차단점이 용단 했을때 그 전류가 B형 차단점으로 이행하는 시간을 지연시키므로서 급격한 전류의 증대시에도 확실하게 A형의 차단점보다 B형의 차단점이 지연하여 용단하게 된다.

더욱이, C형 교락차단점의 길이는 크기 때문에 차단성능은 한층 양호하다.

이상과 같이 본 발명에 의한 네트워크 퓨트 엘레멘트에 따르면 연속 통전시의 와트손을 줄이면서 차단성능을 향상시켜 퓨즈를 제공할 수가 있다.

예컨데, 제4도에 도시한 종래의 660V, 60A용의 6S-5P 차단점의 퓨즈 엘레멘트를 사용하여 660V, 60A용의 퓨즈를 구성하기 위하여는 10개의 직렬로 접속한 구성으로 할 필요가 있으므로 퓨즈의 전장은 최저400mm를 필요하나 본 발명의 예컨데, 제1도의 실시예에 따른 4S 구성의 네트워크 퓨즈 엘레멘트로서 제5도의 퓨즈 엘레멘트와 동등의 차단성능을 득할 수 있다.

그러므로, 10개 직렬로 구성하여도 300mm 이내의 전장으로 제조 가능하며, 숫적으로도 작게 제작할 수가 있다.

또한, 연속 통전중의 차단점의 직렬갯수는 40개로 족하므로 종래의 것의 경우 직렬갯수 60개에 대해 연속통전중의 와트손을 2/3로 감소 가능하다.

Claims (4)

1. 연속 통전시는 직렬로 접촉되는 차단점을 적게하여 퓨즈의 와트손을 적거하고, 차단시에는 전류의 흐름을 변화시켜 직렬로 접속되어 있는 차단점을 증가시켜서 차단성능을 크게하는 것을 특징으로 하는 네트워크 퓨즈 엘레멘트.
2. 제1항에 기재에 있어서, 와트손이 같은 직렬 차단점을 (S)가 직렬로 갖는 회로를 (P)개 병렬로한 퓨즈 알레멘트로서 인접하는 직렬 차단점간의 접합점을 상호 교락 차단점으로 하여 차단점의 네트워크 구조로하고 인접하는 (P)개의 직렬 차단점의 용단특성을 상이하게 하여 이 네트워크 퓨즈 엘레멘트의 차단도중에 (P)개 병렬인 직렬 차단점 중의 한개만이 최후에 남도록 하고, 상기 교락차단점에 전류가 흐르도록 구성한 것을 특징으로 하는 네트워크 퓨즈 엘레멘트.
3. 제2항에 기재에 있어서, 네트워크 퓨즈 엘레멘트의 차단도중에 (P)개 병렬인 직렬 차단점내의 최후에 남는 한개가 (P)개의 직렬회로의 양단중 어느 일방에 있어 순차로 교대로 남도록 구성한 것을 특징으로 하는 네트워크 퓨즈 엘레멘트.
4. 제1항, 제2항 또는 제3항 기재에 있어서, 교락 차단점의 인덕턴스를 상기 직렬 차단점의 인덕턴스 보다 크게한 것을 특징으로 하는 네트워크 퓨즈 엘레멘트.