WO2020138580A1 - 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈 - Google Patents

아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈 Download PDF

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    • H01H9/44—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet
    • H01H9/443—Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts using blow-out magnet using permanent magnets

Definitions

  • the present invention relates to a fuse installed in a power distribution device or the like to cut off current when an accident current occurs.
  • a fuse assembly is installed on the power line for the purpose of protecting the load from the accident current in the event of an accident current such as short circuit/ground fault/overcurrent to the AC/DC power supply.
  • the fuse assembly includes a fuse base accommodating the fuse therein and a fuse accommodated inside the fuse base.
  • the protection function is added according to the functional classification such as short-circuit protection, overcurrent/short-circuit protection, and the fuse is powered by melting and breaking the elements inside the fuse to protect the load from the accident current when an accident current flows.
  • the purpose of this is to prevent fire caused by accident current and protect people by disconnecting current.
  • a current disconnection occurs by melting the element inside the fuse, and an arc occurs when the current is disconnected.
  • the present invention provides a permanent magnet that induces directionality in the arc that occurs during current disconnection (more specifically, when the element of the fuse melts). It is an invention to melt the element inside the fuse in the shortest time by using it to blow the fuse.
  • the present invention allows the notching part to be melted at the same time to completely block the accident current, and the melting of the notching part is possible.
  • a magnet is placed in an equal position between at least two notching parts to generate a uniform magnetic field strength, or by placing a magnet on the top of the two or more notching parts, respectively.
  • the present invention is characterized in that a magnet is inserted into the fuse base, and the magnetic field direction of the magnet inserted into the fuse base is determined such that the direction of the arc generated during disconnection increases the speed of element disconnection in the fuse.
  • a magnet that is inserted into the fuse base and induces the direction of the arc is assembled in the fuse and is installed between the notching parts of the elements designed to block the accident current or at vertical or horizontal positions of the notching parts.
  • the purpose is to make the traveling direction of arc energy generated in the notching part coincide in a specific direction.
  • the present invention is inserted into the fuse base to install a magnet (permanent magnet) that induces the direction of the arc in the fuse is installed in the fuse between the notched parts of the element designed to block the accident current or in the vertical or horizontal position of the notched part
  • a magnet permanent magnet
  • the amount of arc energy generated when the notching part is cut by reducing the peak value of the arc breaking current by reducing the breaking time by increasing the breaking speed by simultaneously melting the notching part and by reducing the peak time of the accident current according to the reduction of the breaking time. It aims to reduce.
  • the fuse including the permanent magnet for inducing the directional arc of the present invention
  • the element 200 is characterized in that at least one is formed in the inner space of the tube 100.
  • the present invention can reduce the arc energy by reducing the breaking speed of the fuse and reducing the breaking current of the fuse, thereby reducing the size of the configuration factors of the protective fuses having the same AC/DC voltage rating and current rating. , This has the effect of reducing the size of the fuse for the fuse of the same voltage / current rating.
  • the size of the system using the fuse can be reduced according to the reduction in the size of the fuse, and if there is a space limitation using the fuse, the fuse having a smaller size than the existing fuse has the same current/voltage rating or a larger voltage/current. Since the rating can be applied, there is an effect that the space limitation of the system can be eliminated.
  • the system construction cost can be reduced accordingly, and the size of the fuse can be reduced, thereby reducing the manufacturing cost of the manufacturer of the fuse.
  • the notched part composed of the element of the fuse is melted at the same time to increase the power supply current cutoff speed to reduce the cutoff time and to advance the breakdown time according to the cutoff time to reduce the peak value of the arc cutoff current to cut off the notching part It has the effect of reducing the amount of arc energy generated at the time.
  • FIG. 1 is a perspective schematic view of a fuse applied to the prior art.
  • FIG. 2 is a perspective schematic view of a fuse according to a first embodiment of the present invention.
  • Figure 3 is an explanatory view showing the arc energy traveling direction according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective schematic view of a fuse according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an explanatory view showing the arc energy traveling direction according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a perspective schematic view of a fuse according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory view showing an arc energy traveling direction according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective schematic view of a fuse according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an explanatory view showing an arc energy traveling direction according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a perspective schematic view of a fuse according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is an explanatory view showing an arc energy traveling direction according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a perspective schematic view of a fuse according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram showing an arc energy traveling direction according to a sixth embodiment of the present invention.
  • a conventional fuse shown in FIG. 1 is mounted on the power line for the purpose of protecting the load from the accident current.
  • Such a conventional fuse is configured to conduct current through an element 2 connected to a power connection 4 to which power is connected, wherein the element is configured to melt the element notching portion 2a at a specific current, and It is surrounded by a tube 1 in the form of a housing for insulation of the tube, and the tube 1 provides a means blocked from the outside by a cap 3 assembled with a power connection.
  • the inside of the tube 1 and the cap 3 of the fuse is filled with silica sand 5, and an arc voltage is generated when the limiting current of a specific current exceeding the rated current is energized and melted.
  • the element notching portion 2a serves as an insulating material that is adsorbed to the separated element 2 and the element 2 connected to the power connection portion 4 to insulate from the arc voltage.
  • the element 2 has two or more element notching portions 2a.
  • the accident current is blocked by the heat generated in the element notching portion 2a by the current when an accident current exceeding a certain limit current flows. , By increasing the insulation performance, the accident current generated by the recovery voltage generated after the accident current is blocked is blocked.
  • the present invention relates to a fuse having the purpose of protecting a load from an accident current when an accident current occurs, as shown in FIG. 2,
  • the present invention may be configured to further include a cap 300 surrounding the entire outer surface of the tube 100 or a portion of both sides of the exterior surface of the tube 100.
  • the present invention can be configured to further include a power connection 400 formed on the cap 300 additionally.
  • the present invention may be configured to further include a silica layer 500 filled in the inner space of the tube 100.
  • the tube 100 is an insulating material and has a structure in which a space is formed inside, and the element 200 cut off by the accident current to block the accident current is installed in the interior space.
  • the shape of the tube 100 can be applied regardless of the shape of a cylindrical, rectangular parallelepiped, cube, or the like.
  • the element 200 is a conductive material, and has at least one notching portion 210 as shown in FIG. 2.
  • heat is generated in the notching portion by the accident current.
  • the notching part As the notching part is melted by heat, it is cut (disconnected) to block the accident current, and at the time when the notching part starts to melt, arc is generated with heat in the notching part.
  • the magnitude of the arc energy of the generated arc is proportional to the interruption time of the accident current, and is proportional to the square of the current peak value at the time of interruption of the incident current.
  • the generated arc energy exerts an impact of high temperature and high pressure on the inner surface of the tube 100 of the fuse.
  • the time required to generate the arc energy due to the accident current must be shortened as much as possible, so the element 200 must be cut and disconnected as soon as possible.
  • a magnet (magnetic material equivalent to a permanent magnet or permanent magnet) is placed in the fuse so that the direction of arc energy generated when the current is interrupted by melting the element 200 when a fault current occurs is a constant direction. ) Is inserted to advance the direction of irregular arc energy in a constant direction by the magnetic field direction by the magnet so that the element is cut and disconnected in the shortest time, thereby enabling a high-speed breaking operation of the fuse.
  • positions of each notching portion 210 formed in one element 200 are different elements 200. It is characterized in that it is formed to be located on the same line (line a, b in FIG. 2) with each of the notching portions 210 formed in.
  • the reason for forming the positions of the notching parts 210 respectively formed on the different elements 200 on the same line is that the same magnetic field strength reaches the notching parts 210 so that the notching parts 210 are cut at the same time, resulting in a disconnection. To get up. This will be described in detail in the description of the magnet 600.
  • the shape of the element 200 is characterized in that it is a straight line or a triangular wave shape or a pulse wave shape or a combination of a triangular wave shape and a pulse wave shape.
  • the shape of the element 200 is not limited to a shape in which a straight line, a triangular wave shape, a pulse wave shape, a triangular wave shape and a pulse wave shape are combined, and various elements capable of extending the length of the element 200 compared to the straight line. It is characterized by including a modification of the form.
  • the magnet 600 induces a magnetic field strength of the same size in the notching part, and when the notching part 210 of the element 200 is melted due to an accident current, the arc energy proceeds to the arc generated in the notching part. It is formed in the inn 100 to provide.
  • the magnet 600 as shown in Figure 14, the tube 100, the outer surface (Fig. 14 (A) picture) or the tube 100, the inner surface (Fig. 14 (C) picture) or tube 100 It is characterized by being arranged inside (Fig. 14 (B)).
  • the magnet 600 when the magnet 600 is disposed on the outer surface of the tube 100, the magnet 600 disposed on the outside surface of the tube 100 and the outer surface of the tube 100 are coated with an insulating material so that the magnet 600 is a conductor. It is characterized by being insulated to prevent it from working.
  • the magnet 600 is characterized in that it is a permanent magnet having the polarity of the N-pole or S-pole forming a magnetic field orthogonal to the direction of the current flowing through the element 200, or a magnetic material equivalent thereto.
  • the arrangement of the magnet 600 in the present invention has six embodiments as shown in Figs. 2,4,6,8,10,12.
  • the magnet 600 The magnet 600,
  • At least one magnet is disposed at the tube at a position corresponding to an intermediate point between the notching portion and the notching portion (P1, P2 in FIG. 2) to induce magnetic field strength of the same size in each notching portion 210,
  • At least one magnet disposed in the tube of the position corresponding to the intermediate point between the notching portion 210 and the notching portion 210 (P1, P2 of FIG. 2),
  • the vertical upper point of the element corresponding to the intermediate point between the notching unit and the notching unit (P1 in Fig. 2)
  • the vertical lower point of the element corresponding to the intermediate point between the notching and the notching P2 in FIG. 2
  • the vertical upper point of the element (P1 in Fig. 2) corresponding to the intermediate point between the notching portion and the notching portion (outer side or inner side or inner side of the tube) ), or as shown in Fig.
  • the vertical lower point of the element (P2 in Fig. 2) corresponding to the intermediate point between the notching portion and the notching portion (outer side or inner side of the tube or It is arranged only on the inside, it is characterized in that the direction of travel of the arc energy is determined by the magnetic field direction of the same size induced in each notch.
  • Figures (A), (B), (C) of Figure 2 is shown that the magnet is disposed only on the outer surface of the tube, but as described above, the magnet of the present invention according to the first embodiment is as shown in FIG. Characterized in that it is also disposed on the inner surface or inside the tube.
  • the direction of the progress of irregular arc energy generated when the element 200 is melted by the magnetic field direction of the magnet arranged as shown in FIG. 2 is the lateral direction of the notching portion which is a constant direction as shown in FIG. 3 by Fleming's left-hand rule (FIG. 3 (F direction) and rapid cutting (disconnecting) of the notching part 210 of the element 200 due to the impact of the arc energy aggregated in one direction (the lateral direction of the notching part (F direction in FIG. 3)).
  • FIG. 3 shows the magnetic field direction of the magnet corresponding to the arrangement of the magnet as shown in FIG. 2, the current direction flowing through the element, and the traveling direction of arc energy.
  • the direction in which the arc energy travels is an irregular direction, and then a certain amount of time is required before the notching part is cut (disconnected), but in the present invention, the direction in which the arc energy progresses is constant by the magnetic field direction of the magnet. It will proceed intensively in one direction, and the time when the notching part is cut (disconnected) by the impact of the arc energy aggregated in one direction will be faster than before.
  • problems caused by arcs occurring during the time when the notching part is cut (disconnected) (the time from the start of melting of the notching part to the time when the cutting is completed, which means an interruption current cut-off time of the fuse) (failure damage, device damage, etc.) ) Occurs, which means that reducing the time during which the notching part is cut (disconnected), that is, reducing the accident current cut-off time, provides an effect of minimizing problems caused by arcs (eg, tube damage, device damage, etc.).
  • the direction of the arc energy progressing by the magnetic field direction of the magnet is agglomerated in one direction by being directed in the lateral direction (F direction in FIG. 3) of the notching portion 210 of the element according to Fleming's left-hand rule.
  • Fast cutting (disconnecting) of the element notching unit 210 due to the impact of arc energy results in a rapid interruption of the accident current, thereby increasing the breaking speed of the accident current of the fuse to reduce the blocking time and reduce the blocking time
  • By reducing the peak value of the breaking current according to reducing the amount of arc energy generated it minimizes the effect of the high-speed breaking operation of the fuse and the arc energy after breaking, thereby comparing the product to the existing fuses having the same rated voltage and current characteristics. It is possible to reduce the size, and also has the effect of enabling the use of a larger rated voltage and rated current than a fuse of the same size.
  • the reason why the magnet is disposed at the tube of the positions P1 and P2 corresponding to the intermediate point between the notching part 210 and the notching part 210 is the magnetic field having the same size in each notching part. This is to ensure that the strength is induced so that the notches are cut (disconnected) simultaneously.
  • the magnetic field strength induced in the notching part 210 close to the magnet is relatively greater than the magnetic field intensity induced in the notching part 210 far from the magnet. Due to this, the magnitude of the arc energy applied to the notching portion is also different, and thus the cutting (disconnection) speed of the notching portions is different.
  • the notching parts are cut at different time points, a problem caused by the recovery voltage occurs.
  • the notching parts must be cut at the same time.
  • the problem with the recovery voltage means that despite the cut of the notching section, a sufficient insulation distance is not secured, so that the accident current passes over the cut-off notched section and causes a secondary inflow of the accident current, so that the fuse disconnection function is not properly exhibited.
  • a sufficient insulation distance must be secured by cutting the element notching part to prevent the occurrence of a recovery voltage to prevent secondary inflow of an accident current, but the magnetic field strength is large only at the notched part of a specific point. Simultaneous cutting of the notching parts is impossible when entering, and in this state (only the notching part of a specific point is cut first and the rest of the notching parts are not cut), a sufficient insulation distance is obtained only by cutting the notching part of the specific point cut first. Because it cannot be secured, a converter is formed with the cut-out notch first, causing a recovery voltage, which causes the accidental current to flow into the secondary, causing the fuse to explode or fire, causing a fatal problem that cannot protect the circuit. Is ordered.
  • the notching parts in order not to cause the problem of the recovery voltage, the notching parts must be cut at the same time to ensure a sufficient insulation distance, and for this purpose, the notching parts of the magnet so that the magnetic field strength of the same size can be induced in each notching part It is to be placed in the lodge of the position corresponding to the intermediate point between the 210 and the notching portion 210.
  • the magnet 600 The magnet 600,
  • At least one magnet is disposed in the tube at a position corresponding to the intermediate point between the notching portion and the notching portion (P1 in FIG. 4) to induce magnetic field strength of the same size in each notching portion,
  • At least one magnet disposed in the tube of the position corresponding to the intermediate point between the notching portion and the notching portion (P1 in FIG. 4),
  • the locus of one side horizontal in the lateral direction of the element corresponding to the intermediate point between the notching portion and the notching portion (Outer side or inner side or inner side of the tube) and the other side of the element horizontally in the lateral direction of the element corresponding to the intermediate point between the notching portion and the notching portion (outer side or inner side or inside of the tube), or
  • it is arranged only on the tube (outside or inside or inside of the tube) at one point horizontal in the lateral direction of the element corresponding to the intermediate point between the notching part and the notching part, or
  • the magnet of the present invention according to the second embodiment is shown as described above, although the magnet is disposed only on the outer surface of the tube at a horizontal point in the lateral direction of the element corresponding to the intermediate point between the notching part and the notching part. It is characterized in that it is also disposed inside or inside the tube as shown in FIG.
  • the direction of the progress of irregular arc energy generated when the element 200 is melted by the magnetic field direction of the magnet arranged as shown in FIG. 4 is the vertical direction of the notching portion which is a constant direction as shown in FIG. 5 by Fleming's left-hand rule (FIG. 5 (F direction) and rapid cutting (disconnecting) of the notching part 210 of the element 200 due to the impact of the arc energy aggregated in one direction (vertical direction of the notching part (F direction in FIG. 5)).
  • the position in which the magnet is arranged is different from the first embodiment in which the magnet is installed in the tube at a point corresponding to an intermediate point between the notching part and the notching part, as shown in FIG. 5. It is disposed on both the tube at one side horizontally in the lateral direction of the element corresponding to the intermediate point between the notches and the tube at the other side horizontally in the lateral direction of the element (see Fig. 5(A)), or the notching part and the notching part It is disposed only on the tube of one side point horizontally in the lateral direction of the element corresponding to the intermediate point (see FIG. 5(B)), or the other side point horizontally in the lateral direction of the element corresponding to the intermediate point between the notching portion and the notching portion. It is placed only in love (see Fig. 5(C)).
  • the magnet 600 The magnet 600,
  • At least two magnets are disposed in the tube at positions corresponding to the point of the notching portion (P1, P2 in FIG. 6) to induce magnetic field strength of the same size in each notching portion,
  • Figures (A), (B), (C) of Figure 6 is shown that the magnet is disposed only on the outer surface of the tube, but as described above, the magnet of the present invention according to the third embodiment is as shown in FIG. Characterized in that it is also disposed on the inner surface or inside the tube.
  • the direction of the progress of irregular arc energy generated when the element 200 is melted by the magnetic field direction of the magnet arranged as shown in FIG. 6 is the lateral direction of the notching portion which is a constant direction as shown in FIG. 7 by Fleming's left-hand rule (FIG. 7 (F direction) and rapid cutting (disconnecting) of the notching part 210 of the element 200 by the impact of the arc energy aggregated in one direction (the lateral direction of the notching part (F direction in FIG. 7)).
  • the third embodiment according to the arrangement of the magnet has only a difference in the position in which the magnet is arranged, compared to the first embodiment, and the effects and functions are the same, so a detailed description thereof will be omitted.
  • the position where the magnet is arranged is different from the first embodiment in which the magnet is installed at the tube at a position corresponding to an intermediate point between the notching part and the notching part, as shown in FIG. 6.
  • both of the plumbing of the vertical upper point (P1 in FIG. 6) of the element corresponding to and the plumbing of the vertical lower point of the element (P2 in FIG. 6) corresponding to the notching portion see FIG. 6(A)
  • the vertical upper point of the element corresponding to the notching point (P1 in FIG. 6) is disposed only at the lobe (see FIG. 6(B)), or the vertical lower point of the element corresponding to the notching point (P2 in FIG. 6). It is placed only in love (see (C) of FIG. 6 ).
  • the magnet 600 The magnet 600,
  • At least two magnets are disposed at the tube of the position corresponding to the point of the notching portion (P1 in FIG. 8) to induce a magnetic field strength of the same size in each notching portion,
  • the tube at one side horizontally in the lateral direction of the element corresponding to the notching part point (the outer surface of the tube) Or both the inner side or inner side and the other side of the element horizontally positioned in the lateral tube (outer side or inner side or inner side of the tube), or both as shown in Fig. 9(B)
  • the direction of the arc energy is determined by the magnetic field direction of the same size induced in each notching portion, which is disposed only on the tube (outside or inside or inside of the tube) of the other horizontal point.
  • the magnet of the present invention according to the fourth embodiment is shown in FIG. 14 as described above, although the magnet is shown to be disposed only on the outer surface of the tube at a horizontal point in the lateral direction of the element corresponding to the notching portion point. It is characterized in that it is also disposed on the inner surface or inside of the tube.
  • the direction in which the irregular arc energy proceeds when the element 200 is melted by the magnetic field direction of the magnet arranged as shown in FIG. 8 is the vertical direction of the notching portion which is a constant direction as shown in FIG. 9 by Fleming's left hand law (FIG. 9 (F direction) and rapid cutting (disconnecting) of the notching part 210 of the element 200 by the impact of the arc energy aggregated in one direction (vertical direction of the notching part (F direction in FIG. 9)).
  • the fourth embodiment according to the arrangement of the magnet has only a difference in the position in which the magnet is arranged, compared to the first embodiment, and the effects and functions are the same, so a detailed description thereof will be omitted.
  • the position in which the magnet is arranged is different from the first embodiment in which the magnet is installed at the tube at a point corresponding to an intermediate point between the notching part and the notching part, as shown in FIG. 9, the notching part Both the lobes of one point horizontal in the lateral direction of the element corresponding to the point and the lobes of the other point horizontal in the lateral direction of the element corresponding to the point (see FIG. 9(A)), or the notching point It is disposed only in the lobe of one point horizontal in the lateral direction of the element corresponding to (see FIG. 9(B)), or is disposed only in the lobe of the other point horizontal in the lateral direction of the element corresponding to the notching portion (FIG. 9) (See (C)).
  • the magnet 600 The magnet 600,
  • At least three or more magnets are disposed in the tube at positions (P1, P2 in FIG. 10) corresponding to the intermediate point and the notching portion between the notching portion and the notching portion to induce magnetic field strength of the same size,
  • the intermediate point between the notching part and the notching part and the vertical upper point of the element corresponding to the notching part point (Fig. 10 (P1 in FIG. 10) and the vertical lower point of the element (P2 in FIG. 10) corresponding to the midpoint between the notching portion and the notching portion and the tube (outside of the tube)
  • the vertical upper point of the element (P1 in FIG. 10) disposed on both the side or inner side or inside, or as shown in FIG. 10(B), an intermediate point between the notching portion and the notching portion.
  • the vertical lower point of the element corresponding to the intermediate point and the notching point (not shown) is disposed only on the tube (the outer surface or the inner surface or inside of the tube), or as shown in Fig. 10(C) It is arranged only on the tube (the outer surface or the inner surface or the inside of the tube) of P2) of FIG. 10, and is characterized in that the traveling direction of the arc energy is determined by the magnetic field direction of the same size induced in each notching portion.
  • the magnet is shown as being disposed only on the outer surface of the tube, but as described above, the magnet of the present invention according to the fifth embodiment is as shown in FIG. Characterized in that it is also disposed on the inner surface or inside the tube.
  • the direction in which the irregular arc energy is generated when the element 200 is melted by the magnetic field direction of the magnets arranged as shown in FIG. 10 is the lateral direction of the notching portion which is a constant direction as shown in FIG. 11 by Fleming's left-hand rule (FIG. 11 (F direction) and rapid cutting (disconnecting) of the notching part 210 of the element 200 by the impact of the arc energy aggregated in one direction (the lateral direction of the notching part (F direction in FIG. 11)).
  • the position in which the magnet is disposed is different from the first embodiment in which the magnet is installed in the tube at a position corresponding to an intermediate point between the notching part and the notching part, as shown in FIG. 10, the notching part And the middle point between the notching part and the vertical upper point of the element corresponding to the notching part (P1 in FIG. 10), and the middle part between the notching part and the notching part and the vertical lower point of the element corresponding to the notching part (FIG. 10) P2) of all the arrangement (see (A) of FIG. 10), or the middle point between the notching and the notching portion and the vertical upper point of the element corresponding to the notching portion (P1 of FIG. 10) (Refer to (B) of FIG. 10), the intermediate point between the notching portion and the notching portion and the vertical lower point of the element corresponding to the notching portion (P2 in FIG. 10) is placed only in love (see FIG. 10(C)). .
  • the magnet 600 The magnet 600,
  • At least three magnets are disposed in the tube at a position corresponding to an intermediate point between the notching portion and the notching portion (P1 in FIG. 12) to induce a magnetic field strength of the same size in each notching portion,
  • the intermediate point between the notching portion and the notching portion is horizontal in the lateral direction of the element corresponding to the notching portion. Attention at one point (outer side or inner side or inner side of the affix) and at the midpoint between the notching portion and the notching portion, and at the other side of the element horizontally in the lateral direction of the element (outer side or inner side of the affine) Or inside), or as shown in Fig.
  • the magnet is shown to be disposed only on the outer surface of the tube at the mid-point between the notching part and the notching part and horizontally in the lateral direction of the element corresponding to the notching part, but as described above, according to the sixth embodiment,
  • the magnet of the present invention is characterized in that it is also disposed inside or inside the tube as shown in FIG. 14.
  • the direction of the progress of irregular arc energy generated when the element 200 is melted by the magnetic field direction of the magnet arranged as shown in FIG. 12 is the vertical direction of the notching portion (FIG. 13) as shown in FIG. (F direction) and rapid cutting (disconnecting) of the notching part 210 of the element 200 by the impact of the arc energy aggregated in one direction (vertical direction of the notching part (F direction in FIG. 13)).
  • the position in which the magnet is arranged is different from the first embodiment in which the magnet is installed in the tube at a position corresponding to an intermediate point between the notching part and the notching part, as shown in FIG. 13, the notching part And the notch and the other side point horizontally in the lateral direction of the element corresponding to the notch and the notch part and the midpoint between the notch and the notch part.
  • They are all arranged in the tube (see (A) of FIG. 13), or are disposed only in the tube of one point horizontal in the lateral direction of the element corresponding to the intermediate point and the notching point between the notching part and the notching part (FIG. 13 (B) ) Reference), the intermediate point between the notching portion and the notching portion is disposed only on the tube of the other side horizontal in the lateral direction of the element corresponding to the notching portion (see FIG. 13(C) ).
  • Cap 300 configured as described above is characterized in that the function of protecting the love tube and connected to the element 200 to allow an external current to flow through the element 200.
  • a terminal to allow external current to be drawn in and out may be configured at one side of the cap 300.
  • the shape of the cap 300 is formed according to the shape of the tube 100, and is applicable regardless of the shape of a cylindrical shape, a cuboid shape, a cube shape, and the like.
  • the present invention as shown in Figures 2,4,6,8,10,12 cap 300 surrounding the entire outer surface (not shown) of a portion of the outer surface of the tube 100 or the entire surface of the tube 100 It may be configured to further include a power connection 400 formed in ).
  • the power connection unit 400 is connected to the element 200, so that an external current can flow through the element 200.
  • the present invention may be configured to further include a silica layer 500 filled in the inner space of the tube 100, as shown in Figures 2,4,6,8,10,12.
  • the silica sand constituting the silica sand layer 500 is applied to the arc voltage generated when the notching part 210 of the element 200 is melted by the accident current in order to minimize the effect of the arc generated when the accident current flows in.
  • the present invention can reduce the arc energy by reducing the breaking speed of the fuse and reducing the breaking current of the fuse, thereby reducing the size of the configuration factors of the protective fuses having the same AC/DC voltage rating and current rating. , Due to this, it is possible to reduce the size of the fuse for the fuse of the same voltage / current rating, so industrial availability is high.

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Abstract

본 발명은 퓨즈에 구성되는 애관의 내측면 또는 외측면 또는 내부에 자석을 배치하고, 배치된 자석의 자계방향에 의해 아크 에너지의 진행 방향이 플레밍의 왼손법칙에 따라 일정한 방향으로 응집적으로 향하도록 하여 엘레멘트의 단로 속도를 높여(즉, 사고전류의 차단속도를 감소시켜) 퓨즈의 사고전류 차단 성능을 높이고자 하는 발명에 관한 것이다. 특히, 애관에 배치되는 자석의 위치는 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점, 노칭부 지점, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 애관에 배치되는 것을 특징으로 하는 발명에 관한 것이다.

Description

아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈
본 발명은 전력배전장치 등에 설치되어 사고전류 발생 시 전류를 차단하도록 하는 Fuse에 관한 것이다.
AC/DC 전원부에 대한 단락/지락/과전류 등의 사고전류 발생 시 사고전류로부터 부하를 보호하기 위한 목적으로 전원 선로 상에 퓨즈 어셈블리를 장착하게 된다.
퓨즈 어셈블리는 퓨즈를 내부에 수용하는 퓨즈 베이스와 퓨즈 베이스 내부에 수용되는 퓨즈로 구성된다.
이러한 퓨즈는 종류에 따라 단락 보호용, 과전류/단락 보호용 등의 기능상의 분류에 따라 보호 기능이 추가되며, 퓨즈는 사고전류 유입 시 사고전류로부터 부하를 보호를 위해 퓨즈 내부의 엘레멘트가 용융되어 끊어짐으로 전원 전류를 단로(Disconnection) 시켜 사고전류로 인한 화재방지 및 인명보호를 목적으로 하게 된다.
퓨즈에 사고전류가 유입되면, 퓨즈 내부의 엘레멘트 용융에 의한 전류 단로 가 발생하고, 전류 단로 시 Arc가 발생하게 된다. 특히, 사고전류 유입 시 퓨즈 내부의 엘레멘트를 최단시간에 용융시켜 끊어지게 하는 것이 바람직한데 본 발명은 전류 단로 시(보다 구체적으로는 퓨즈의 엘레멘트 용융 시) 발생하는 아크에 방향성을 유도하는 영구자석을 이용하여 최단시간에 퓨즈 내부의 엘레멘트를 용융시켜 퓨즈를 끊어지게 하는 것에 대한 발명이다.
종래에는 퓨즈가 내부에 수용 설치되는 퓨즈 베이스(퓨즈를 내부에 수용하는 조립체)에 자석을 삽입하여 퓨즈의 단로 속도를 높여 퓨즈의 사용전압을 향상 시키는 기술이 있으며 상기와 같은 종래 기술은 퓨즈의 단로 속도를 높여 퓨즈의 사용전압을 향상 시키는 기술에 관한 것이다.
종래기술에서는 AC전원 및 DC 전원 시스템에 적용된 퓨즈의 엘레멘트 단로 성능 향상을 위해 엘레멘트 노칭부의 균일 형상 설계 등의 방법을 통해 엘레멘트노칭부가 동시에 용융되도록 하는 방법을 사용하였으나, 엘레멘트 노칭부에 발생하는 자계강도의 방향이 정해지지 않아 이산되어지는 방향으로 자계강도가 발생하고 이에 따라 아크(Arc)에너지의 진행방향 및 균일도 역시 담보할 수 없어 엘레멘트 노칭부의 용융 속도가 늦어져 큰 전류인 사고전류 발생 시 퓨즈가 폭발하는 문제가 있다.
또한, 엘레멘트에서 노칭부가 분리되어 통전부가 분리되는 절연거리를 확보해야만 회복전압(Recovery voltage)의 발생을 차단할 수 있어 사고전류의 2차 유입을 방지할 수 있으나, 특정 지점의 노칭부에만 자계강도가 크게 유입되게 되면, 노칭부의 동시 용융이 불가능하게 되어 이러한 경우 특정지점의 노칭부에서만 용융이 발생되어 아크(Arc)가 발생하는 경우 아크(Arc)전류는 절연거리를 확보하지 못해 용융된 노칭부로 전로가 형성되어 회복전압(Recovery voltage)이 발생하게 되어 퓨즈는 사고전류로 인해 폭발하거나 화재를 발생시켜 회로를 보호할 수 없는 치명적인 문제를 야기 시키게 된다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 기술의 도출이 필요한 시점이고, 이러한 시대적 요구 사항에 부응하여 본 발명은 사고전류를 완전히 차단하기 위해 노칭부가 동시 용융이 되도록 하고, 노칭부의 동시 용융이 가능하도록 노칭부간에 균등한 자계강도를 발생시키고, 균등한 자계강도를 발생을 위해 최소 2개 이상의 노칭부 사이의 균등위치에 자석을 배치하거나 2개 이상의 노칭부 상단에 각각 자석을 배치하어 균일한 자계강도를 유도하고, 동일한 크기의 힘의 방향을 결정하여 노칭부간 동일한 아크(Arc)에너지의 분배를 통해 사고전류 유입 시 노칭부 용융으로 발생하는 아크(Arc)에너지의 크기를 최소화하여 퓨즈 외벽을 보호하는 애관에 가해지는 에너지의 양을 최소화함과 동시에 차단속도를 높이고자 하는 것이다.
본 발명은 퓨즈 베이스에 자석을 삽입하되, 단로 시 발생하는 아크의 진행 방향이 퓨즈 내의 엘레멘트 단로 속도를 높일 수 있도록 하는 방향이 되도록 퓨즈 베이스에 삽입된 자석의 자계방향을 결정하는 것에 특징이 있다.
즉, 본 발명은 퓨즈 베이스에 삽입되어 아크의 진행 방향을 유도하는 자석(영구자석)을 퓨즈 내에 조립되어 사고전류를 차단하기 위해 설계된 엘레멘트의 노칭부 사이 또는 노칭부의 수직 또는 수평의 위치에 설치함으로 노칭부에서 발생하는 아크(Arc) 에너지의 진행 방향을 특정방향으로 일치 시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 퓨즈 베이스에 삽입되어 아크의 진행 방향을 유도하는 자석(영구자석)을 퓨즈 내에 조립되어 사고전류를 차단하기 위해 설계된 엘레멘트의 노칭부 사이 또는 노칭부의 수직 또는 수평의 위치에 설치함으로 노칭부가 동시에 용융되도록 하여 차단 속도를 높여 차단시간을 감소시키고 차단시간 감소에 따른 사고전류 차단 시점을 앞당겨 아크(Arc) 차단 전류의 Peak값을 줄여 노칭부 차단 시 발생하는 아크(Arc)에너지의 크기를 줄이는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명인 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈는,
절연성 재질이며 내부에 공간이 형성된 하우징 형태의 애관(100)과;
애관(100)의 내부 공간에 형성되되, 적어도 1개 이상의 노칭부(210)가 형성되는 엘레멘트(200)와;
노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하여 사고 전류에 의한 엘레멘트(200)의 노칭부(210) 융용 시, 노칭부에서 발생하는 아크에 아크에너지 진행 방향성을 제공하도록 애관(100)에 형성되는 적어도 1개 이상의 자석(600)을 포함하고,
상기 엘레멘트(200)는 애관(100) 내부 공간에 적어도 1개 이상이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 퓨즈의 차단 속도 감소 및 퓨즈의 차단 전류 감소를 통한 아크(Arc) 에너지를 감소시킬 수 있어 동일한 AC/DC 전압 정격 및 전류 정격의 보호 퓨즈의 형상계수(configuration factor)의 크기를 줄일 있고, 이로 인해 동일 전압/전류 정격의 퓨즈에 대하여 퓨즈 크기를 축소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 퓨즈 크기 축소에 따라 퓨즈를 사용하는 시스템 크기를 축소시킬 수 있으며, 퓨즈를 사용하는 공간상의 제약이 있는 경우 기존의 퓨즈에 비해 작은 크기의 퓨즈로 동일한 전류/전압 정격 또는 보다 큰 전압/전류 정격을 적용시킬 수 있어 시스템 공간 제한성을 해소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 퓨즈를 사용하는 시스템 크기를 줄일 수 있음으로 인해 그에 따른 시스템 구축비용을 절감할 수 있음과 동시에 퓨즈의 크기를 줄일 수 있어 퓨즈를 제조하는 제조자의 제조 원가를 줄이는 효과가 있다.
또한, 퓨즈의 엘레멘트에 구성되는 노칭부가 동시에 용융되도록 하여 전원 전류 차단 속도를 높여 차단시간을 감소시키고 차단시간 감소에 따른 사고전류 차단 시점을 앞당겨 아크(Arc) 차단 전류의 Peak값을 줄여 노칭부 차단 시 발생하는 아크(Arc)에너지의 크기를 줄이는 효과가 있다.
도 1은 종래기술에 적용되는 퓨즈의 사시 개략도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 퓨즈의 사시 개략도.
도 3는 본 발명의 제1 실시예에 따른 아크에너지 진행방향을 나타낸 설명도.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 퓨즈의 사시 개략도.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 아크에너지 진행방향을 나타낸 설명도.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 퓨즈의 사시 개략도.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 아크에너지 진행방향을 나타낸 설명도.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 퓨즈의 사시 개략도.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 아크에너지 진행방향을 나타낸 설명도.
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 따른 퓨즈의 사시 개략도.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 아크에너지 진행방향을 나타낸 설명도.
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 따른 퓨즈의 사시 개략도.
도 13은 본 발명의 제6 실시예에 따른 아크에너지 진행방향을 나타낸 설명도.
도 14는 본 발명의 자석 형성 위치 예시도
<부호의 설명>
100 : 애관
200 : 엘레멘트
210 : 노칭부
300 : 캡
400 : 전원연결부
500 : 규사층
600 : 자석
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다.
AC/DC 전원부에 대한 단락/지락/과전류 등의 사고전류 발생 시 사고전류로부터 부하를 보호하기 위한 목적으로 전원 선로 상에 도 1에 도시된 종래의 퓨즈를 장착하게 된다.
이러한 종래의 퓨즈는 전원이 접속되는 전원연결부(4)와 연결된 엘레멘트(2)를 통해 전류가 통전되어지도록 구성되며 이때 엘레멘트는 특정 전류에서 엘레멘트노칭부(2a)가 용융되도록 구성되어 있으며, 외부와의 절연을 위한 하우징 형태의 애관(1)으로 둘러싸여지며, 애관(1)은 전원연결부와 조립되어지는 캡(3)에 의해 외부로부터 막힌 수단을 제공한다.
퓨즈의 애관(1)과 캡(3)내부는 규사(5)로 충진되어 엘레멘트노칭부(2a)가 정격전류를 초과하는 특정 전류값 이상의 제한전류가 통전되어 용융될 시 아크 전압이 발생하게 되는데 이때 엘레멘트노칭부(2a)가 분리된 엘레멘트(2) 및 전원연결부(4)와 연결된 엘레멘트(2)에 흡착되어 아크 전압으로부터 절연이 되도록 하는 절연재의 역할을 수행한다. 엘레멘트(2)에는 2개소 이상의 엘레멘트노칭부(2a)를 갖게되는데 이때 특정 제한 전류 이상의 사고전류 유입 시 전류에 의해 엘레멘트노칭부(2a)에 발생하는 열에 의해 노칭부가 용융되면서 사고전류를 차단하게 되어, 절연성능을 높여 사고전류의 차단후 발생하는 회복전압(Recovery voltage)에 의해 발생하는 사고전류의 차단을 진행하게 된다.
본 발명은 사고전류 발생 시 사고전류로부터 부하를 보호하기 위한 목적을 갖는 퓨즈에 대한 것으로 도 2에 도시된 바와 같이,
절연성 재질이며 내부에 공간이 형성된 하우징 형태의 애관(100)과;
애관(100)의 내부 공간에 형성되되, 적어도 1개 이상의 노칭부(210)가 형성되는 엘레멘트(200)와;
노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하여 사고 전류에 의한 엘레멘트(200)의 노칭부(210) 융용 시, 노칭부에서 발생하는 아크에 아크에너지 진행 방향성을 제공하도록 애관(100)에 형성되는 적어도 1개 이상의 자석(600)을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 부가적으로 애관(100)의 외부면 전체 또는 애관(100)의 외부면 양측 일부를 둘러싸는 캡(300)을 더 포함하여 구성할 수 있다.
또한, 본 발명은 부가적으로 캡(300)에 형성되는 전원연결부(400)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
또한, 본 발명은 부가적으로 애관(100)의 내부 공간에 충진 되는 규사층(500)을 더 포함하여 구성할 수 있다.
상기 애관(100)은 절연성 재질이고 내부에 공간이 형성된 하우징 형태의 구성으로서, 사고전류에 의해 절단되어 사고전류를 차단하는 엘레멘트(200)가 내부 공간에 설치된다.
또한, 상기 애관(100)의 형태는 원통형, 직육면체, 정육면체 등의 형태와 무관하게 적용 가능하다.
상기 엘레멘트(200)는 도전성 재질로서, 도 2에 도시된 바와 같이 적어도 1개 이상의 노칭부(210)를 갖게 되는데, 특정 제한 전류 이상의 사고전류 유입 시 사고 전류에 의해 노칭부에는 열이 발생하게 되고, 열에 의해 노칭부가 용융되면서 절단(단로)되어 사고전류를 차단하게 되며, 노칭부가 용융되기 시작하는 시점에 노칭부에는 열과 함께 아크(Arc)가 발생하게 된다.
이때 발생하는 아크(Arc)의 아크 에너지의 크기는 사고전류의 차단시간에 비례하고, 유입된 사고전류 차단시점의 전류 Peak값의 제곱에 비례한다.
발생된 아크(Arc)에너지가 퓨즈의 애관(100) 내측면에 고온 고압의 충격을 가하게 된다.
이러한 아크(Arc) 에너지의 충격으로 애관이 파손되는 경우 퓨즈 내의 엘레멘트(200)를 둘러싸고 있는 애관 내에 충진되어 있는 규사가 외부로 돌출되어 절연이 파괴되며, 회복전압(Recovery voltage)이 발생하게 되는 경우에는 다시 사고전류가 인가되게 되어 퓨즈가 보호해야할 회로를 보호하지 못하고 화재가 발생하거나 회로 내의 보호해야할 기기들을 보호하지 못하고 기기의 파손을 야기 시켜 시스템 사용자의 중대한 재산상의 피해 및 때에 따라 회로 내의 기기 및 소자들의 폭발로 인한 인명상의 중대한 피해를 야기시킬 수 있다.
따라서 아크 에너지에 의한 문제점(애관 파손, 기기 파손 등)을 최소화 하기 위해서는 사고전류에 의한 아크 에너지가 발생하는 시간을 최대한 단축시켜야 하므로 엘레멘트(200)가 최대한 빨리 절단되어 단로 되어야 한다.
그러나 종래의 퓨즈에 있어서 사고전류 유입 시 발생하는 아크의 아크 에너지 진행 방향은 불규칙하기 때문에 어느 정도 시간이 경과해야 엘레멘트가 절단되어 단로가 이루어진다.
엘레멘트(200)의 최단 시간 단로를 위해 본 특허에서는 사고전류 발생 시 엘레멘트(200) 용융에 의한 전류 차단 시 발생하는 아크 에너지의 방향을 일정한 방향이 되도록 퓨즈 내에 자석(영구자석이나 영구자석과 동등한 자성체)을 삽입하여 자석에 의한 자계방향에 의해 불규칙한 아크 에너지의 진행 방향을 일정한 방향으로 진행하도록 하여 엘레멘트가 최단 시간에 절단되어 단로 되도록 함으로 퓨즈의 고속차단 동작이 가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.
특히, 본 발명에 있어서 상기 엘레멘트(200)가 2개 이상 형성되는 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 어느 한 엘레멘트(200)에 형성되는 각각의 노칭부(210)들의 위치는 다른 엘레멘트(200)에 형성되는 각각의 노칭부(210)들과 동일 선상(도 2의 라인 a,b)에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
서로 다른 엘레멘트(200)에 각각 형성되는 노칭부(210)들의 위치를 동일 선상에 형성하는 이유는 동일한 자계강도가 노칭부(210)들에 미치도록 하여 동시에 노칭부(210)들이 절단되어 단로가 일어나도록 하기 위함이다. 이에 대해서는 자석(600)에 대한 설명 부분에서 자세히 설명하기로 한다.
또한, 본 발명에 있어서, 엘레멘트(200)의 형상은 직선형이거나 삼각파 형상 또는 펄스파 형상 또는 삼각파 형상과 펄스파 형상이 조합된 형상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
그러나 본 발명에 있어서 엘레멘트(200)의 형상은 직선형, 삼각파 형상, 펄스파 형상, 삼각파 형상과 펄스파 형상이 조합된 형상에 한정되지 않고 직선형에 비해 엘레멘트(200)의 길이를 연장할 수 있는 다양한 형태의 변형을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서 상기 자석(600)은 노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하여 사고 전류에 의한 엘레멘트(200)의 노칭부(210) 융용 시, 노칭부에서 발생하는 아크에 아크에너지 진행 방향성을 제공하도록 애관(100)에 형성된다.
상기 자석(600)은 도 14에 도시된 바와 같이, 애관(100) 외측면(도 14의 (A)그림) 또는 애관(100) 내측면(도 14의 (C)그림) 또는 애관(100) 내부(도 14의 (B)그림)에 배치되는 것을 특징으로 한다.
특히, 상기 자석(600)이 애관(100) 외측면에 배치되는 경우, 애관(100) 외측면에 배치된 자석(600)과 애관(100) 외측면은 절연물로 코팅 되어 자석(600)이 도체로 작용하지 못하도록 절연 처리되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자석(600)은 엘레멘트(200)에 흐르는 전류의 방향에 직교하는 자계를 형성하는 N극 또는 S극의 극성을 가진 영구자석이거나 이와 동등한 자성체인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서 자석(600)의 배치는 도 2,4,6,8,10,12에 도시된 바와 같이 6가지 실시예를 갖는다.
먼저 도 2에 도시된 본 발명의 자석 배치에 대한 제1 실시예에 따르면,
상기 자석(600)은,
적어도 1개 이상의 자석이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 위치(도 2의 P1, P2)의 애관에 배치되어 각각의 노칭부(210)에 동일한 크기의 자계강도를 유도하고,
상기 노칭부(210)와 노칭부(210) 사이 중간 지점에 대응된 위치(도 2의 P1, P2)의 애관에 배치되는 적어도 1개 이상의 자석은,
아크에너지의 진행방향이 노칭부의 측 방향으로 향하도록 하기 위해, 도 2의 (A)그림에 도시된 바와 같이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점(도 2의 P1)의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)과 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점(도 2의 P2)의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에 모두 배치되거나, 도 2의 (B)그림에 도시된 바와 같이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점(도 2의 P1)의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에만 배치되거나, 도 2의 (C)그림에 도시된 바와 같이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점(도 2의 P2)의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에만 배치되고, 각각의 노칭부에 유도된 동일한 크기의 자계 방향에 의해 아크에너지의 진행방향이 결정되는 것을 특징으로 한다.
도 2의 (A),(B),(C)그림은 자석이 애관 외측면에만 배치된 것으로 도시되어 있지만 상술한 바와 같이 제1 실시예에 따른 본 발명의 자석은 도 14에 도시된 바와 같이 애관 내측면 또는 내부에도 배치되는 것을 특징으로 한다.
도 2와 같이 배치된 자석의 자계 방향에 의해 엘레멘트(200) 용융 시 발생하는 불규칙한 아크 에너지의 진행 방향은 플레밍의 왼손 법칙에 의해 도 3에 도시된 바와 같이 일정한 방향인 노칭부의 측 방향(도 3의 F방향)으로 진행하게 되고 한 방향(노칭부의 측 방향(도 3의 F방향))으로 응집된 아크 에너지의 충격에 의해 엘레멘트(200) 노칭부(210)의 빠른 절단(단로)이 일어나게 된다.
구체적으로 설명하면, 도 2와 같이 자석이 애관에 배치되는 경우, 자석의 자계 방향과 엘레멘트에 흐르는 전류 방향과 아크 에너지의 진행 방향은 플레밍의 왼손 법칙에 의해 도 3에 도시된 바와 같다. 도 3은 도 2와 같은 자석 배치에 대응된 자석의 자계 방향과 엘레멘트에 흐르는 전류 방향과 아크 에너지의 진행 방향을 나타내고 있다.
자석이 없는 종래의 퓨즈에 있어서 아크 에너지의 진행 방향은 불규칙한 방향 이어서 노칭부가 절단(단로) 되기까지는 어느 정도의 소요 시간이 필요했지만, 본 발명에 있어서는 아크 에너지 진행 방향이 자석의 자계 방향에 의해 일정한 한 방향으로 집중적으로 진행하게 되어 한 방향으로 응집된 아크 에너지의 충격에 의해 노칭부가 절단(단로) 되는 시간이 종래보다 빨라지게 되는 것이다.
즉, 노칭부가 절단(단로)되는 시간(노칭부 용융 시작 시점부터 절단이 완료되는 시점까지의 시간으로서 퓨즈의 사고전류 차단 시간을 의미함) 동안에 발생하는 아크에 의해 문제(애관 파손, 기기 파손 등)가 발생하게 되는데, 노칭부가 절단(단로)되는 시간을 줄인다는 것은 즉, 사고 전류 차단시간을 줄인다는 것은 아크에 의한 문제점(애관 파손, 기기 파손 등)을 최소화 시키는 효과를 제공하는 것이며 이 부분이 본 발명의 핵심적 기술 사상인 것이다.
좀 더 구체적으로 설명하면,
도 3에 도시된 바와 같이, 자석의 자계 방향에 의해 아크 에너지 진행 방향은 플레밍의 왼손 법칙에 따라 엘레멘트의 노칭부(210)의 측 방향(도 3의 F방향)으로 향하게 됨으로써 한 방향으로 응집된 아크 에너지의 충격에 의해 엘레멘트 노칭부(210)의 빠른 절단(단로)이 이루어짐으로 사고전류의 빠른 차단이 이루어지고, 이로 인해 퓨즈의 사고전류의 차단 속노를 높여 차단시간을 감소시키고, 차단시간 감소에 따른 차단전류의 Peak값을 감소시켜 아크 에너지의 발생 크기를 감소시킴으로써 퓨즈의 고속차단 동작 및 차단 후 아크 에너지로 인한 영향을 최소화하고 이를 통해 동일한 정격 전압 및 전류 특성을 갖는 기존의 퓨즈에 비해 제품 크기를 축소할 수 있게 되며, 또한 동일 크기의 퓨즈에 비해 큰 정격전압 및 정격전류의 사용이 가능도록 하는 효과가 있다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이 자석이 노칭부(210)와 노칭부(210) 사이 중간 지점에 대응된 위치(P1, P2)의 애관에 배치되는 이유는 각각의 노칭부에 동일한 크기의 자계강도가 유도되도록 하여 노칭부들이 동시에 절단(단로)되도록 하기 위함이다.
만일, 자석이 어느 한 노칭부(210)에 치우치는 위치에 설치되면 자석에 가까운 노칭부(210)에 유도되는 자계 강도는 상대적으로 자석에서 먼 노칭부(210)에 유도되는 자계 강도보다 크다. 이로 인해 노칭부에 가해지는 아크 에너지의 크기도 다르게 되어 노칭부들의 절단(단로) 속도가 다르게 된다.
노칭부들이 서로 다른 시점에 절단되면 회복전압(Recovery voltage)에 의한 문제가 발생하게 된다. 회복전압(Recovery voltage)에 의한 문제점을 해결하기 위해서는 노칭부들이 동시에 절단되어야 한다.
회복전압에 의한 문제점이란 노칭부 절단에도 불구하고 충분한 절연거리가 확보되지 않아 사고전류가 절단된 노칭부를 타고 넘어가 사고 전류의 2차 유입을 발생시켜 퓨즈의 단로 기능이 제대로 발휘되지 않는 것을 의미한다.
예를 들어, 엘레멘트 노칭부 절단을 통해 충분한 절연거리가 확보되어야만 회복전압(Recovery voltage)의 발생을 차단할 수 있어 사고전류의 2차 유입을 방지할 수 있으나, 특정 지점의 노칭부에만 자계강도가 크게 유입되게 되면 노칭부들의 동시 절단이 불가능하게 되고, 이러한 상태(특정지점의 노칭부만 먼저 절단되고 나머지 노칭부들은 절단이 되지 않은 상태)에서는 먼저 절단된 특정지점의 노칭부 절단만으로는 충분한 절연 거리를 확보할 수 없어 먼저 절단된 노칭부로 전로가 형성되어 회복전압(Recovery voltage)이 발생하게 되고 이로 인해 사고전류가 2차 유입되어 퓨즈가 폭발하거나 화재를 발생시켜 회로를 보호할 수 없는 치명적인 문제를 야기 시키게 된다.
따라서 회복전압(Recovery voltage)의 문제점이 발생되지 않도록 하기 위해서는 노칭부들이 동시에 절단되어 충분한 절연 거리가 확보 되어야 하고, 이를 위해서 각각의 노칭부에 동일한 크기의 자계강도가 유도될 수 있도록 자석을 노칭부(210)와 노칭부(210) 사이 중간 지점에 대응된 위치의 애관에 배치하는 것이다.
다음으로, 도 4에 도시된 본 발명의 자석 배치에 대한 제2 실시예에 따르면,
상기 자석(600)은,
적어도 1개 이상의 자석이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 위치(도 4의 P1)의 애관에 배치되어 각각의 노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하고,
상기 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 위치(도 4의 P1)의 애관에 배치되는 적어도 1개 이상의 자석은,
아크에너지의 진행방향이 노칭부의 수직 방향으로 향하도록 하기 위해, 도 5의 (A)그림에 도시된 바와 같이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)과 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에 모두 배치되거나, 도 5의 (B)그림에 도시된 바와 같이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에만 배치되거나, 도 5의 (C)그림에 도시된 바와 같이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에만 배치되고, 각각의 노칭부에 유도된 동일한 크기의 자계 방향에 의해 아크에너지의 진행방향이 결정되는 것을 특징으로 한다.
도 4에는 자석이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 지점의 애관 외측면에만 배치된 것으로 도시되어 있지만 상술한 바와 같이 제2 실시예에 따른 본 발명의 자석은 도 14에 도시된 바와 같이 애관 내측면 또는 내부에도 배치되는 것을 특징으로 한다.
도 4와 같이 배치된 자석의 자계 방향에 의해 엘레멘트(200) 용융 시 발생하는 불규칙한 아크 에너지의 진행 방향은 플레밍의 왼손 법칙에 의해 도 5에 도시된 바와 같이 일정한 방향인 노칭부의 수직 방향(도 5의 F방향)으로 진행하게 되고 한 방향(노칭부의 수직 방향(도 5의 F방향))으로 응집된 아크 에너지의 충격에 의해 엘레멘트(200) 노칭부(210)의 빠른 절단(단로)이 일어나게 된다.
자석 배치에 따른 상기 제2 실시예는 제1 실시예에 비해 자석이 배치되는 위치에 대한 차이만 있을 뿐, 효과와 기능은 동일한바 구체적 설명은 생략하기로 한다.
즉, 제2 실시예에 있어서 자석이 배치되는 위치는 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 지점의 애관에 자석이 설치되는 제1 실시예와는 달리 도 5에 도시된 바와 같이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관과 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관에 모두 배치되거나(도 5의 (A) 참조), 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관에만 배치되거나(도 5의 (B) 참조), 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관에만 배치(도 5의 (C) 참조)된다.
다음으로, 도 6에 도시된 본 발명의 자석 배치에 대한 제3 실시예에 따르면,
상기 자석(600)은,
적어도 2개 이상의 자석이 노칭부 지점에 대응된 위치(도 6의 P1, P2)의 애관에 배치되어 각각의 노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하고,
상기 노칭부 지점에 대응된 위치(도 6의 P1, P2)의 애관에 배치되는 적어도 2개 이상의 자석은,
아크에너지의 진행방향이 노칭부의 측 방향으로 향하도록 하기 위해, 도 6의 (A)그림에 도시된 바와 같이 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점(도 6의 P1)의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점(도 6의 P2)의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에 모두 배치되거나, 도 6의 (B)그림에 도시된 바와 같이 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점(도 6의 P1)의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에만 배치되거나, 도 6의 (C)그림에 도시된 바와 같이 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점(도 6의 P2)의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에만 배치되고, 각각의 노칭부에 유도된 동일한 크기의 자계 방향에 의해 아크에너지의 진행방향이 결정되는 것을 특징으로 한다.
도 6의 (A),(B),(C)그림은 자석이 애관 외측면에만 배치된 것으로 도시되어 있지만 상술한 바와 같이 제3 실시예에 따른 본 발명의 자석은 도 14에 도시된 바와 같이 애관 내측면 또는 내부에도 배치되는 것을 특징으로 한다.
도 6과 같이 배치된 자석의 자계 방향에 의해 엘레멘트(200) 용융 시 발생하는 불규칙한 아크 에너지의 진행 방향은 플레밍의 왼손 법칙에 의해 도 7에 도시된 바와 같이 일정한 방향인 노칭부의 측 방향(도 7의 F방향)으로 진행하게 되고 한 방향(노칭부의 측 방향(도 7의 F방향))으로 응집된 아크 에너지의 충격에 의해 엘레멘트(200) 노칭부(210)의 빠른 절단(단로)이 일어나게 된다.
자석 배치에 따른 상기 제3 실시예는 제1 실시예에 비해 자석이 배치되는 위치에 대한 차이만 있을 뿐, 효과와 기능은 동일한바 구체적 설명은 생략하기로 한다.
즉, 제3 실시예에 있어서 자석이 배치되는 위치는 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 위치의 애관에 자석이 설치되는 제1 실시예와는 달리 도 6에 도시된 바와 같이 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점(도 6의 P1)의 애관과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점(도 6의 P2)의 애관에 모두 배치되거나(도 6의 (A) 참조), 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점(도 6의 P1)의 애관에만 배치되거나(도 6의 (B) 참조), 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점(도 6의 P2)의 애관에만 배치(도 6의 (C) 참조)된다.
다음으로, 도 8에 도시된 본 발명의 자석 배치에 대한 제4 실시예에 따르면,
상기 자석(600)은,
적어도 2개 이상의 자석이 노칭부 지점에 대응된 위치(도 8의 P1)의 애관에 배치되어 각각의 노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하고,
상기 노칭부 지점에 대응된 위치의 애관에 배치되는 적어도 2개 이상의 자석은,
아크에너지의 진행방향이 노칭부의 수직 방향으로 향하도록 하기 위해, 도 9의 (A)그림에 도시된 바와 같이 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)과 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에 모두 배치되거나, 도 9의 (B)그림에 도시된 바와 같이 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에만 배치되거나, 도 9의 (C)그림에 도시된 바와 같이 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에만 배치되고, 각각의 노칭부에 유도된 동일한 크기의 자계 방향에 의해 아크에너지의 진행방향이 결정되는 것을 특징으로 한다.
도 8에는 자석이 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 지점의 애관 외측면에만 배치된 것으로 도시되어 있지만 상술한 바와 같이 제4 실시예에 따른 본 발명의 자석은 도 14에 도시된 바와 같이 애관 내측면 또는 내부에도 배치되는 것을 특징으로 한다.
도 8과 같이 배치된 자석의 자계 방향에 의해 엘레멘트(200) 용융 시 발생하는 불규칙한 아크 에너지의 진행 방향은 플레밍의 왼손 법칙에 의해 도 9에 도시된 바와 같이 일정한 방향인 노칭부의 수직 방향(도 9의 F방향)으로 진행하게 되고 한 방향(노칭부의 수직 방향(도 9의 F방향))으로 응집된 아크 에너지의 충격에 의해 엘레멘트(200) 노칭부(210)의 빠른 절단(단로)이 일어나게 된다.
자석 배치에 따른 상기 제4 실시예는 제1 실시예에 비해 자석이 배치되는 위치에 대한 차이만 있을 뿐, 효과와 기능은 동일한바 구체적 설명은 생략하기로 한다.
즉, 제4 실시예에 있어서 자석이 배치되는 위치는 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 지점의 애관에 자석이 설치되는 제1 실시예와는 달리 도 9에 도시된 바와 같이, 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관에 모두 배치되거나(도 9의 (A) 참조), 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관에만 배치되거나(도 9의 (B) 참조), 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관에만 배치(도 9의 (C) 참조)된다.
다음으로, 도 10에 도시된 본 발명의 자석 배치에 대한 제5 실시예에 따르면,
상기 자석(600)은,
적어도 3개 이상의 자석이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 위치(도 10의 P1, P2)의 애관에 배치되어 각각의 노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하고,
상기 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 위치(도 10의 P1, P2)의 애관에 배치되는 적어도 3개 이상의 자석은,
아크에너지의 진행방향이 노칭부의 측 방향으로 향하도록 하기 위해, 도 10의 (A)그림에 도시된 바와 같이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점(도 10의 P1)의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)과 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점(도 10의 P2)의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에 모두 배치되거나, 도 10의 (B)그림에 도시된 바와 같이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점(도 10의 P1)의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에만 배치되거나, 도 10의 (C)그림에 도시된 바와 같이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점(도 10의 P2)의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에만 배치되고,각각의 노칭부에 유도된 동일한 크기의 자계 방향에 의해 아크에너지의 진행방향이 결정되는 것을 특징으로 한다.
도 10의 (A),(B),(C)그림은 자석이 애관 외측면에만 배치된 것으로 도시되어 있지만 상술한 바와 같이 제5 실시예에 따른 본 발명의 자석은 도 14에 도시된 바와 같이 애관 내측면 또는 내부에도 배치되는 것을 특징으로 한다.
도 10과 같이 배치된 자석의 자계 방향에 의해 엘레멘트(200) 용융 시 발생하는 불규칙한 아크 에너지의 진행 방향은 플레밍의 왼손 법칙에 의해 도 11에 도시된 바와 같이 일정한 방향인 노칭부의 측 방향(도 11의 F방향)으로 진행하게 되고 한 방향(노칭부의 측 방향(도 11의 F방향))으로 응집된 아크 에너지의 충격에 의해 엘레멘트(200) 노칭부(210)의 빠른 절단(단로)이 일어나게 된다.
자석 배치에 따른 상기 제5 실시예는 제1 실시예에 비해 자석이 배치되는 위치에 대한 차이만 있을 뿐, 효과와 기능은 동일한바 구체적 설명은 생략하기로 한다.
즉, 제5 실시예에 있어서 자석이 배치되는 위치는 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 위치의 애관에 자석이 설치되는 제1 실시예와는 달리 도 10에 도시된 바와 같이, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점(도 10의 P1)의 애관과 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점(도 10의 P2)의 애관에 모두 배치되거나(도 10의 (A) 참조), 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점(도 10의 P1)의 애관에만 배치되거나(도 10의 (B) 참조), 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점(도 10의 P2)의 애관에만 배치(도 10의 (C) 참조)된다.
다음으로, 도 12에 도시된 본 발명의 자석 배치에 대한 제6 실시예에 따르면,
상기 자석(600)은,
적어도 3개 이상의 자석이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 위치(도 12의 P1)의 애관에 배치되어 각각의 노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하고,
상기 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 위치(도 12의 P1)의 애관에 배치되는 적어도 3개 이상의 자석은,
아크에너지의 진행방향이 노칭부의 수직 방향으로 향하도록 하기 위해, 도 13의 (A)그림에 도시된 바와 같이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)과 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에 모두 배치되거나, 도 13의 (B)그림에 도시된 바와 같이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에만 배치되거나, 도 13의 (C)그림에 도시된 바와 같이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관(애관의 외측면 또는 내측면 또는 내부)에만 배치되고, 각각의 노칭부에 유도된 동일한 크기의 자계 방향에 의해 아크에너지의 진행방향이 결정되는 것을 특징으로 한다.
도 12에는 자석이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 지점의 애관 외측면에만 배치된 것으로 도시되어 있지만 상술한 바와 같이 제6 실시예에 따른 본 발명의 자석은 도 14에 도시된 바와 같이 애관 내측면 또는 내부에도 배치되는 것을 특징으로 한다.
도 12와 같이 배치된 자석의 자계 방향에 의해 엘레멘트(200) 용융 시 발생하는 불규칙한 아크 에너지의 진행 방향은 플레밍의 왼손 법칙에 의해 도 13에 도시된 바와 같이 일정한 방향인 노칭부의 수직 방향(도 13의 F방향)으로 진행하게 되고 한 방향(노칭부의 수직 방향(도 13의 F방향))으로 응집된 아크 에너지의 충격에 의해 엘레멘트(200) 노칭부(210)의 빠른 절단(단로)이 일어나게 된다.
자석 배치에 따른 상기 제6 실시예는 제1 실시예에 비해 자석이 배치되는 위치에 대한 차이만 있을 뿐, 효과와 기능은 동일한바 구체적 설명은 생략하기로 한다.
즉, 제6 실시예에 있어서 자석이 배치되는 위치는 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 위치의 애관에 자석이 설치되는 제1 실시예와는 달리 도 13에 도시된 바와 같이, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관과 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관에 모두 배치되거나(도 13의 (A) 참조), 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관에만 배치되거나(도 13의 (B) 참조), 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관에만 배치(도 13의 (C) 참조)된다.
또한, 본 발명은 도 2,4,6,8,10,12에 도시된 바와 같이 애관(100)의 외부면 양측 일부 또는 애관(100)의 외부면 전체(미도시)를 둘러싸는 캡(300)을 더 포함하여 구성할 수 있다.
상기와 같이 구성된 캡(300)은 애관을 보호하는 기능과 엘레멘트(200)와 연결되어 외부 전류가 엘레멘트(200)에 흐를 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 캡(300) 일측에는 외부 전류가 인입, 인출되도록 하는 단자가 구성될 수 있다.
또한, 상기 캡(300)의 형태는 애관(100)의 형태에 따라 형성되며, 원통형, 직육면체, 정육면체 등의 형태와 무관하게 적용 가능하다.
또한, 본 발명은 도 2,4,6,8,10,12에 도시된 바와 같이 애관(100)의 외부면 양측 일부 또는 애관(100)의 외부면 전체(미도시)를 둘러싸는 캡(300)에 형성되는 전원연결부(400)를 더 포함하여 구성할 수 있다.
이 경우, 상기 전원연결부(400)는 엘레멘트(200)와 연결되어 외부 전류가 엘레멘트(200)에 흐를 수 있도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 도 2,4,6,8,10,12에 도시된 바와 같이 애관(100)의 내부 공간에 충진 되는 규사층(500)을 더 포함하여 구성할 수 있다.
상기 규사층(500)을 구성하는 규사는 사고전류 유입 시 발생하는 아크(Arc)로 인한 영향을 최소화하기 위해, 사고 전류에 의해 엘레멘트(200)의 노칭부(210) 융용 시 발생하는 아크 전압에 의해 엘레멘트나 애관 벽에 흡착되게 되어 엘레멘트(200)에 절연성을 제공하거나 퓨즈 전체의 절연성능을 높여 사고전류의 차단 후 발생하는 회복전압에 의해 발생하는 사고전류가 2차로 유입되는 현상을 막아주는 역할을 한다.
상기와 같은 내용의 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시된 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해해야만 한다.
본 발명은 퓨즈의 차단 속도 감소 및 퓨즈의 차단 전류 감소를 통한 아크(Arc) 에너지를 감소시킬 수 있어 동일한 AC/DC 전압 정격 및 전류 정격의 보호 퓨즈의 형상계수(configuration factor)의 크기를 줄일 있고, 이로 인해 동일 전압/전류 정격의 퓨즈에 대하여 퓨즈 크기를 축소시킬 수 있는 효과가 있기 때문에, 산업상 이용가능성도 높다.

Claims (15)

  1. 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈에 있어서,
    절연성 재질이며 내부에 공간이 형성된 하우징 형태의 애관(100)과;
    애관(100)의 내부 공간에 형성되되, 적어도 1개 이상의 노칭부(210)가 형성되는 엘레멘트(200)와;
    노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하여 사고 전류에 의한 엘레멘트(200)의 노칭부(210) 융용 시, 노칭부에서 발생하는 아크에 아크에너지 진행 방향성을 제공하도록 애관(100)에 형성되는 적어도 1개 이상의 자석(600)을 포함하도록 구성되고,
    상기 엘레멘트(200)는 애관(100) 내부 공간에 적어도 1개 이상이 형성되는 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자석(600)은,
    애관(100) 외측면 또는 애관(100) 내측면 또는 애관(100) 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 자석(600)은,
    엘레멘트(200)에 흐르는 전류의 방향에 직교하는 자계를 형성하는 N극 또는 S극의 극성을 가진 영구자석이거나 이와 동등한 자성체인 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 엘레멘트(200)가 2개 이상 형성되는 경우,
    각 엘레멘트(200)에 형성되는 각각의 노칭부(210)들의 위치는 다른 엘레멘트(200)에 형성되는 각각의 노칭부(210)들과 동일 선상에 위치하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 자석(600)은,
    적어도 1개 이상의 자석이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 위치의 애관에 배치되어 각각의 노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하고,
    상기 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 위치의 애관에 배치되는 적어도 1개 이상의 자석은,
    아크에너지의 진행방향이 노칭부의 측 방향으로 향하도록 하기 위해, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점의 애관과 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점의 애관에 모두 배치되거나, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점의 애관에만 배치되거나, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점의 애관에만 배치되고,
    각각의 노칭부에 유도된 동일한 크기의 자계 방향에 의해 아크에너지의 진행방향이 결정되는 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
  6. 제 2항에 있어서,
    상기 자석(600)은,
    적어도 1개 이상의 자석이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 위치의 애관에 배치되어 각각의 노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하고,
    상기 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 위치의 애관에 배치되는 적어도 1개 이상의 자석은,
    아크에너지의 진행방향이 노칭부의 수직 방향으로 향하도록 하기 위해, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관과 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관에 모두 배치되거나, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관에만 배치되거나, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관에만 배치되고,
    각각의 노칭부에 유도된 동일한 크기의 자계 방향에 의해 아크에너지의 진행방향이 결정되는 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 자석(600)은,
    적어도 2개 이상의 자석이 노칭부 지점에 대응된 위치의 애관에 배치되어 각각의 노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하고,
    상기 노칭부 지점에 대응된 위치의 애관에 배치되는 적어도 2개 이상의 자석은,
    아크에너지의 진행방향이 노칭부의 측 방향으로 향하도록 하기 위해, 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점의 애관과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점의 애관에 모두 배치되거나, 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점의 애관에만 배치되거나, 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점의 애관에만 배치되고,
    각각의 노칭부에 유도된 동일한 크기의 자계 방향에 의해 아크에너지의 진행방향이 결정되는 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 자석(600)은,
    적어도 2개 이상의 자석이 노칭부 지점에 대응된 위치의 애관에 배치되어 각각의 노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하고,
    상기 노칭부 지점에 대응된 위치의 애관에 배치되는 적어도 2개 이상의 자석은,
    아크에너지의 진행방향이 노칭부의 수직 방향으로 향하도록 하기 위해, 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관과 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관에 모두 배치되거나, 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관에만 배치되거나, 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관에만 배치되고,
    각각의 노칭부에 유도된 동일한 크기의 자계 방향에 의해 아크에너지의 진행방향이 결정되는 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
  9. 제 2항에 있어서
    상기 자석(600)은,
    적어도 3개 이상의 자석이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 위치의 애관에 배치되어 각각의 노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하고,
    상기 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 위치의 애관에 배치되는 적어도 3개 이상의 자석은,
    아크에너지의 진행방향이 노칭부의 측 방향으로 향하도록 하기 위해, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점의 애관과 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점의 애관에 모두 배치되거나, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 상부 지점의 애관에만 배치되거나, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 수직 하부 지점의 애관에만 배치되고,
    각각의 노칭부에 유도된 동일한 크기의 자계 방향에 의해 아크에너지의 진행방향이 결정되는 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
  10. 제 2항에 있어서
    상기 자석(600)은,
    적어도 3개 이상의 자석이 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 위치의 애관에 배치되어 각각의 노칭부에 동일한 크기의 자계강도를 유도하고,
    상기 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 위치의 애관에 배치되는 적어도 3개 이상의 자석은,
    아크에너지의 진행방향이 노칭부의 수직 방향으로 향하도록 하기 위해, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관과 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관에 모두 배치되거나, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 일측 지점의 애관에만 배치되거나, 노칭부와 노칭부 사이 중간 지점과 노칭부 지점에 대응된 엘레멘트의 측 방향으로 수평한 타측 지점의 애관에만 배치되고,
    각각의 노칭부에 유도된 동일한 크기의 자계 방향에 의해 아크에너지의 진행방향이 결정되는 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
  11. 제 2항에 있어서,
    상기 자석(600)이 애관(100) 외측면에 배치되는 경우,
    애관(100) 외측면에 배치된 자석(600)과 애관(100) 외측면은 절연물로 코팅 되어 자석(600)이 도체로 작용하지 못하도록 절연 처리되는 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
  12. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    애관(100)의 외부면 전체 또는 애관(100)의 외부면 양측 일부를 둘러싸는 캡(300)을 더 포함하고,
    상기 캡(300)은 엘레멘트(200)와 연결되어 외부 전류가 엘레멘트(200)에 흐를 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
  13. 제 12항에 있어서,
    캡(300)에 형성되는 전원연결부(400)를 더 포함하고,
    이 경우, 상기 전원연결부(400)가 엘레멘트(200)와 연결되어 외부 전류가 엘레멘트(200)에 흐를 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
  14. 제 1항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 애관(100)의 내부 공간에 충진 되되, 사고 전류에 의해 엘레멘트(200)의 노칭부(210) 융용 시 발생하는 아크 전압에 의해 엘레멘트(200)에 흡착되어 엘레멘트(200)에 절연성을 제공하는 규사층(500)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
  15. 제 1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 엘레멘트(200)의 형상은,
    직선형이거나, 엘레멘트(200)의 길이를 연장하기 위한 삼각파 형상이거나, 펄스파 형상이거나, 삼각파 형상과 펄스파 형상이 조합된 형상인 것을 특징으로 하는 아크 방향성을 유도하는 영구 자석을 포함한 퓨즈.
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