KR100952072B1

KR100952072B1 - Lightning arrester disconnector

Info

Publication number: KR100952072B1
Application number: KR1020080008396A
Authority: KR
Inventors: 정승현
Original assignee: 정승현
Priority date: 2008-01-28
Filing date: 2008-01-28
Publication date: 2010-04-14
Anticipated expiration: 2028-01-28
Also published as: KR20090082569A

Abstract

본 발명은 피뢰기용 단로기에 관한 것으로서, 국제규격인 IEC 60099-4에서 규정하는 보다 넓은 범위의 피뢰기용 단로기를 적용할 수 있는 5kA급 피뢰기용 단로기를 포함한 10kA급 이상의 피뢰기용 단로기를 제공하는 것이다.The present invention relates to a lightning arrester disconnector, to provide a lightning arrester disconnector for 10kA class or more including a 5kA class arrester disconnector that can be applied to a wider range of lightning arrester disconnector stipulated by the international standard IEC 60099-4.

본 발명은 화약 외피의 상부에 갭을 포함하고 있는 방열체을 삽입하여 방열체 사이에 갭 단자가 형성되도록 구성함으로써, 갭 단자에서 방전이 일어나더라도 직접 화약 외피의 온도를 상승시키는 것이 아니라 1차적으로 화약이 점화할 수 있는 임계온도까지 방열체의 온도가 상승하고, 방열판의 온도가 다시 간접적으로 화약 외피의 온도를 상승시킴으로 IEC 60099-4의 규격에 따라 분류된 피뢰기의 특성별 단로기의 요건을 충족할 수 있는 성능을 갖는다는 장점이 있다.The present invention is configured such that a gap terminal is formed between the radiators by inserting a radiator including a gap in the upper part of the gunpowder jacket, so that even if a discharge occurs in the gap terminal, the gunpowder jacket is not directly raised but the gunpowder is primarily increased. The temperature of the heat sink rises to the critical temperature that can be ignited, and the temperature of the heat sink indirectly raises the temperature of the gunpowder shell to meet the requirements of the disconnector according to the characteristics of the arrester classified according to IEC 60099-4. The advantage is that it has the capability to do so.

단로기, 피뢰기 Disconnector, lightning arrester

Description

A Disconnector For Arrester}

본 발명은 배전계통 선로에 사용되는 피뢰기(Arrester)의 접지측 단자에 연결되는 피뢰기용 단로기(Disconnector)에 관한 것이다.The present invention relates to a lightning arrester disconnector connected to a ground terminal of an arrester used in a distribution system line.

피뢰기는 일반적으로 비선형성 전압(V)-전류(I) 특성을 가지는 산화아연 바리스터(ZnO Varistor)가 내장되어, 각종 배전기자재와 전기전자기기 등의 피 보호기기와 병렬로 연결되어 선로의 정상 운전전압에서는 고 저항체(절연체)로 작용하여 대지에 대하여 누설전류를 차단하고, 뇌(Surge) 또는 회로 개폐에 의한 과전압과 같은 선로에 비정상적인 과도 전류 유입 시 저 저항체(도체)로 작용하여 피 보호기기가 절연 파괴에 이르지 않도록 대지로 과도전류를 흘려 보호할 뿐만 아니라 안정되고 품질 좋은 전력을 공급하기 위해 사용된다.The arrester is generally equipped with a zinc oxide varistor (ZnO Varistor) that has a non-linear voltage (V) -current (I) characteristics, and is connected in parallel with the protection equipment such as various distribution materials and electrical and electronic equipment to operate the line normally. In the voltage, it acts as a high resistance (insulator) to cut off the leakage current to the earth, and when the abnormal transient current flows into the line such as overvoltage by surge or circuit opening and closing, it acts as a low resistance (conductor). It is used to provide a stable and high-quality power as well as to protect the transient current to the ground to prevent breakdown.

한편, 피뢰기는 항상 배전계통 선로의 운전 전압이 인가되어 수십 ㎂ ∼ 수 mA의 누설전류가 흐르게 되며, 이러한 지속적인 전기적 스트레스에 의해서 피뢰기의 산화아연 바리스터가 열화가 된다든지, 피뢰기에 용량 이상의 고장전압이 인가된다든지, 혹은 피뢰기 하우징 내로 수분이 침투하여 절연이 파괴가 된다든지 하는 피뢰기로서의 기능이 소멸될 경우, 지락전류 사고로서 배전계통 선로의 손상을 초 래하게 되는데, 피뢰기에 흐르는 누설전류가 고장전류로서 일정 값 이상이 되면 피뢰기를 계통에서 자동적으로 분리하여 피뢰기에 의한 전력계통사고(지락사고)를 미연에 방지할 수 있고 사고의 식별을 용이하게 할 수 있는 장치가 단로기이다.On the other hand, the arrester always applies the operating voltage of the distribution system line and flows a leakage current of several tens of mA to several mA. The continuous electrical stress causes deterioration of the zinc oxide varistor of the arrester or a fault voltage exceeding the capacity of the arrester. If the function of the arrester, such as applied or the moisture is penetrated into the arrester housing and the insulation is destroyed, the damage of the distribution system line is caused by the ground fault current, and the leakage current flowing through the arrester is a fault current. As a result, when a certain value is exceeded, a device is capable of automatically disconnecting the arrester from the system to prevent a power system accident (ground fault) caused by the arrester and to easily identify the accident.

피뢰기용 단로기의 일반적인 회로 구성은 피뢰기 본체의 아래측에 접속하는 단자와 접지측에 전기적으로 연결되는 단자 사이에 저항체와 스파크 갭이 병렬로 연결된 회로구성을 가진다. 피뢰기용 단로기의 동작특성은 누설전류가 정상적으로 흐를 경우에는 단자(5), 저항체(2), 화약조립체(4)를 통해서 전류가 흐르며, 피뢰기에 뇌, 서어지(Surge) 등의 뇌격 전류가 순간적으로 흐를 경우에는 저항체를 통하지 않고 플러그(5) 하부의 갭단자(6), 화약외피(3), 화약조립체(4)를 통해서 전류가 흐르게 된다. 한편, 피뢰기의 열화 등으로 누설전류가 증가하여 수 ms의 장시간동안 수 A 이상이 흐를 경우에는 저항의 단자 전압이 갭의 단자 방전전압보다 높게 지속되어 방전에너지에 의한 발열로 화약 외피의 온도를 상승시켜 화약이 폭발하도록 구성되어 있다.The general circuit configuration of the arrester disconnector has a circuit configuration in which a resistor and a spark gap are connected in parallel between a terminal connected to the lower side of the arrester main body and a terminal electrically connected to the ground side. The operating characteristics of the arrester disconnector is that when the leakage current flows normally, current flows through the terminal (5), the resistor (2), and the gun powder assembly (4). In the case of flow through the current, the current flows through the gap terminal 6, the gunpowder jacket 3, and the gunpowder assembly 4 below the plug 5 without passing through the resistor. On the other hand, if the leakage current increases due to deterioration of the lightning arrester, and more than several A flows for a long time of several ms, the terminal voltage of the resistor is kept higher than the terminal discharge voltage of the gap, and the temperature of the gunpowder jacket is increased by the heat generated by the discharge energy. To explode.

피뢰기는 종류와 분류는 국제규격인 IEC 60099-4에 의하면 아래의 표와 같이 공칭방전전류(Nominal discharge current)의 크기와 선로방전등급(Line discharge class) 따라 분류가 된다.Types and classifications of arresters are classified according to the international standard IEC 60099-4 according to the size of the nominal discharge current and the line discharge class as shown in the table below.

이러한 분류는 각 피뢰기가 적용되는 송·배전 및 발·변전 계통에서 발생하는 뇌 또는 회로 개폐에 의한 과전압 등의 비정상적인 과도 전류의 크기가 달라짐에 의한 것이다.This classification is due to the change in the magnitude of abnormal transient currents such as overvoltages caused by brain or circuit switching occurring in transmission, distribution, and power generation and transformation systems to which each arrester is applied.

보다 상세하게 설명하기 위하여 국제규격인 IEC 60099-4에서 규정된 각 피뢰기 등급별에 따른 장시간충격전류 및 대전류를 아래의 표와 같이 정리하였다.In order to explain in more detail, the long-term impact current and the large current according to each lightning arrestor class specified in the international standard IEC 60099-4 are summarized as the following table.

상기의 표에 나타낸 바와 같이 장시간충격전류(Long-duration current impulse)의 경우 각 피뢰기의 등급에 따라 전류의 파형과 피뢰기가 흡수할 수 있는 전류의 크기가 다르며, 대전류(High current impluse) 특성 또한 다르다. 즉, 송·배전 및 발·변전 계통에 따라 발생되는 뇌, 서어지(Surge)의 에너지가 다르다는 것이다. 현재에 상용되고 있는 피뢰기용 단로기는 배전계통의 5kA급 피뢰기의 단로기이며, 이 단로기를 10kA급 이상의 피뢰기에 적용시 피보호기기를 보호하기 위한 피뢰기의 동작영역, 즉, 장시간충격전류내력(Long-duration current impulse withstand) 및 대전류충격내력(High current impulse withstand)에서 단로기가 동 작하는 문제점이 있다.As shown in the above table, in the case of a long-duration current impulse, the waveform of the current and the magnitude of the current that can be absorbed by the arrester differ according to the class of each arrester, and the characteristics of the high current impluse are also different. . In other words, the energy of the brain and surge is different depending on the transmission / distribution and power generation and transformation system. The lightning arrester disconnector currently in use is a disconnector of a 5kA lightning arrester of a distribution system, and when the disconnector is applied to an arrester of 10kA or higher, the operating area of the arrester for protecting the protected device, that is, the long-term impact current strength There is a problem that the disconnector operates in the duration current impulse withstand and the high current impulse withstand.

본 발명은 국제규격인 IEC 60099-4에서 규정하는 보다 넓은 범위의 피뢰기용 단로기를 적용할 수 있는 5kA급 피뢰기용 단로기를 포함한 10kA급 이상의 피뢰기용 단로기를 제공하는 것이다.The present invention provides a lightning arrester disconnector for a 10kA or higher class including a 5kA lightning arrester disconnector that can be applied to a wider lightning arrester disconnector specified in the international standard IEC 60099-4.

본 발명자는 상기에서 언급한 현재에 상용되고 있는 배전계통의 5kA급 피뢰기용 단로기의 특성을 보완하기 위해서, 즉, 장시간충격전류내력(Long-duration current impulse withstand)과 대전류충격내력(High current impulse withstand)을 향상시키기 위해서 화약이 내장된 화약 외피와 직접적으로 갭 단자가 형성되지 않고, 화약 외피의 상부에 상부갭과 일정한 갭을 유지하고 있는 방열체을 삽입하여 방열체 위에 갭 단자가 형성되도록 구성함으로써, 갭 단자에서 방전이 일어나더라도 직접 화약 외피의 온도를 상승시키는 것이 아니라 1차적으로 화약이 점화할 수 있는 임계온도까지 방열체의 온도가 상승하고, 방열판의 온도가 다시 간접적으로 화약 외피의 온도를 상승시킴으로 IEC 60099-4의 규격에 따른 각 피뢰기별 단로기의 요건을 충족하도록 구성한 것이다.In order to supplement the characteristics of the above-mentioned 5kA lightning arrester of the distribution system currently used in the above-mentioned, that is, long-duration current impulse withstand and high current impulse withstand The gap terminal is not formed directly with the gunpowder shell in which the gunpowder is embedded, and a gap terminal is formed on the radiator by inserting a heat radiator having an upper gap and a constant gap on top of the gunpowder shell. Even if a discharge occurs in the gap terminal, the temperature of the heat sink is not raised directly to the critical temperature at which the gunpowder can ignite, but the temperature of the heat sink indirectly increases the temperature of the gunpowder jacket. In order to meet the requirements of the disconnectors for each arrester according to IEC 60099-4.

본 발명은 화약 외피의 상부에 갭을 포함하고 있는 방열체를 삽입하여 방열체 사이에 갭 단자가 형성되도록 구성함으로써, 갭 단자에서 방전이 일어나더라도 직접 화약 외피의 온도를 상승시키는 것이 아니라 1차적으로 화약이 점화할 수 있는 임계온도까지 방열체의 온도가 상승하고, 방열판의 온도가 다시 간접적으로 화약 외피의 온도를 상승시킴으로 IEC 60099-4의 규격에 따라 분류된 피뢰기의 특성별 단로기의 요건을 충족할 수 있는 성능을 갖는다는 장점이 있다.The present invention is configured such that a gap terminal is formed between the radiators by inserting a radiator including a gap in the upper part of the gunpowder jacket, so that even if a discharge occurs in the gap terminal, the temperature of the gunpowder jacket is not directly increased. The temperature of the heat sink increases to the critical temperature at which the gunpowder can ignite, and the temperature of the heat sink indirectly raises the temperature of the gunpowder jacket to meet the requirements of the disconnector according to the characteristics of the arrester classified according to IEC 60099-4. The advantage is that it has the capability to do so.

본 발명의 피뢰기용 단로기는 피뢰기와 결합할 수 있는 상부단자가 삽입된 상부 몸체와 접지선을 결합할 수 있는 하부단자가 결합된 하부 몸체를 포함하는 부도체인 몸체, 상부단자와 전기적으로 결합되고 방열체(하부갭)와 일정한 갭 단자(A)를 유지할 수 있도록 발명된 상부갭, 상부갭과 일정한 갭 단자(A)를 유지할 수 있고 화약소자에 직접적으로 열을 전달하도록 발명된 방열체(하부갭), 상기의 방열체(하부갭)와 전기적으로 연결되는 화약이 내장된 화약외피가 내부에 삽입된 도체의 화약 조립체, 상기의 상부갭 및 방열체(하부갭), 그리고 화약 조립체의 배열을 유지할 수 있고 저항체를 삽입하여 상부갭과 방열체(하부갭)에 의해 유지되는 갭 단자(A)와 전기적으로 병렬로 연결할 수 있도록 발명된 절연체를 포함하는 데, 상기의 방열체(하부갭)는 상부갭과 갭 단자(A)를 유지시킬 뿐만 아니라 갭 단자에서 방전 시 화약소자의 온도를 상승을 제어할 수 있는 방열체 역할을 하는 것을 특징으로 한다.The lightning arrester disconnector of the present invention is a non-conducting body including an upper body into which an upper terminal that can be coupled to an arrester and a lower body that is coupled to a lower terminal that can couple a ground wire is electrically coupled to an upper terminal, and a heat sink. (Lower gap) and the upper gap invented so as to maintain a constant gap terminal (A), the heat dissipator (lower gap) invented to maintain the upper gap and a constant gap terminal (A) and to transfer heat directly to the gunpowder element , The gunpowder assembly of the conductor having the gunpowder shell embedded therein electrically connected to the radiator (lower gap), the upper gap and the radiator (lower gap), and the arrangement of the gunpowder assembly can be maintained. And an insulator invented so as to be electrically connected in parallel with a gap terminal A held by an upper gap and a heat sink (lower gap) by inserting a resistor, wherein the heat sink (lower gap) has an upper phase. As to maintain the gap and the gap terminal (A), but is characterized in that the heat sink serves to control the device to raise the temperature of the powder during discharge from the terminal gap.

이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 피뢰기용 단로기를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the lightning arrester disconnector of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른, 피뢰기용 단로기의 분리 사시도이며, 도 3은 도 2의 피뢰기용 단로기의 단면도이다.Figure 2 is an exploded perspective view of the arrester disconnector according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a cross-sectional view of the arrester disconnector of FIG.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 피뢰기용 단로기는 크게, 피뢰기와 결합할 수 있는 상부단자(11)가 삽입된 상부 몸체(10a)와 접지선을 결합할 수 있는 하부단자(12)가 결합된 하부 몸체(10b)를 포함하는 부도체인 몸체(10), 상부갭(13) 및 방열체(하부갭)(14), 그리고 화약 조립체(16)의 배열을 유지할 수 있고 저항체(17)를 삽입하여 상부갭(13)과 방열체(하부갭)(14)에 의해 유지되는 갭 단자(A)와 전기적으로 병렬로 연결할 수 있도록 발명된 절연체(18)를 포함한다. 부도체인 몸체(10)와 절연체(18)는 바람직하게는 열경화성 수지인 페놀 수지를 사용되지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.2 and 3, the arrester disconnector of the present invention is large, the upper terminal (10a) is inserted into the upper terminal 11 that can be coupled to the lightning arrester and the lower terminal 12 that can couple the ground wire It is possible to maintain the arrangement of the nonconducting body 10, the upper gap 13 and the heat dissipation (lower gap) 14, and the gunpowder assembly 16, including the lower body 10b coupled to the resistor 17. Insulator 18 is invented so as to be inserted into and electrically connected in parallel with the gap terminal A held by the upper gap 13 and the heat sink (lower gap) 14. The insulator body 10 and the insulator 18 preferably use a phenol resin, which is a thermosetting resin, but is not necessarily limited thereto.

절연체(18)의 상부에 결합되는 상부갭(13)은 상기 상부 몸체(10a)의 상부단자(11)와 전기적으로 결합되어 있다. 또한 방열체(하부갭)(14)는 절연체(18)의 내부에 삽입되어 상부갭(13)과 일정한 갭 단자(A)를 유지할 수 있도록 결합되어 있다.The upper gap 13 coupled to the upper portion of the insulator 18 is electrically coupled to the upper terminal 11 of the upper body 10a. In addition, the heat dissipation body (lower gap) 14 is inserted into the insulator 18 and coupled to the upper gap 13 so as to maintain a constant gap terminal A.

한편, 상기 방열체(하부갭)(14)와 전기적으로 연결된 화약외피(15)는 그 내부에 화약이 내장되어 있다. 화약 외피(15)는 화약 조립체(16) 내에 삽입되어 있으며, 상기 화약 외피(15)와 화약 조립체(16)는 전기적으로 연결되어 있다. 상기의 화약 조립체(16)는 절연체(18)의 하부에 결합되어 있으며, 상기의 하부 몸체(10b)의 하부단자(12)와 전기적으로 결합되어 있다.On the other hand, the gunpowder shell 15 electrically connected to the radiator (lower gap) 14 has the gunpowder embedded therein. The gunpowder shell 15 is inserted into the gunpowder assembly 16, and the gunpowder shell 15 and the gunpowder assembly 16 are electrically connected. The gunpowder assembly 16 is coupled to the lower portion of the insulator 18, and is electrically coupled to the lower terminal 12 of the lower body 10b.

또한 저항체(17)는 절연체(18)의 내부에 삽입되어 있으며. 상부갭(13)의 상부와 화약 조립체(16)의 하부에 전기적으로 연결되어 상부갭(13)과 방열체(하부갭)(14)에 의해 유지되는 갭 단자(A)와 전기적으로 병렬로 연결하도록 되어 있다. 피뢰기의 정상 운전 상태의 경우에 피뢰기와 결합된 상부단자(11), 상부갭(13)과 저항체(17)를 통해서 흐른 누설전류는 하부단자(12) 통해서 대지로 흐르게 되어 있다.In addition, the resistor 17 is inserted into the insulator 18. The upper part of the upper gap 13 and the lower part of the gunpowder assembly 16 are electrically connected in parallel with the gap terminal A held by the upper gap 13 and the heat sink (lower gap) 14. It is supposed to be. In the normal operating state of the arrester, the leakage current flowing through the upper terminal 11, the upper gap 13, and the resistor 17 coupled to the arrester is caused to flow to the ground through the lower terminal 12.

상기 방열체(하부갭)(14)는 상부갭(13)의 일측과 갭 단자(A)를 이루며, 상기의 갭 단자(A)에서 방전 시 화약외피(15)의 온도를 상승을 제어할 수 있는 방열체로 되어 있다. 즉, 화약외피(15)와 접촉되어 있는 방열체(하부갭)(14)는 상부갭(13)과 직접적으로 스파크 갭 단자(A)를 이루고 있으며, 이에 따라 스파크 갭 단자(A)에서 방전이 일어나더라도 직접 화약 외피(15)의 온도를 상승시키는 것이 아니라 1차적으로 화약이 점화할 수 있는 임계온도까지 방열체의 온도가 상승하고, 방열판의 온도가 다시 간접적으로 화약 외피(15)의 온도를 상승시킴으로 IEC 60099-4의 규격에 따른 단로기의 요건을 충족하도록 구성한 것이다.The heat sink (lower gap) 14 forms a gap terminal (A) with one side of the upper gap 13, and can control the rise of the temperature of the gunpowder jacket (15) when discharged from the gap terminal (A). Heat sink. That is, the heat dissipation body (lower gap) 14 in contact with the gunpowder jacket 15 forms a spark gap terminal A directly with the upper gap 13, whereby discharge is generated at the spark gap terminal A. Even if it occurs, the temperature of the heat sink is not increased directly to the critical temperature at which the gunpowder can ignite, but the temperature of the heat sink indirectly increases the temperature of the gunpowder jacket 15. By raising, it is configured to meet the requirements of the disconnector according to the standard of IEC 60099-4.

상기 상부 몸체(10a)와 하부 몸체(10b)는 초음파 용착(19)에 의해서 결합되는 데, 식별부호 19는 용착선을 나타낸다. 초음파 용착에 의해서 용착선(19)의 플라스틱이 용융됨으로써 외부로부터 습기로 인한 흡습을 방지하기 위해서 상부 몸체(10a) 및 하부 몸체(10b)가 틈이 없이 단단히 결합되는 것이다.The upper body (10a) and the lower body (10b) is coupled by ultrasonic welding 19, the identification 19 indicates a welding line. As the plastic of the welding line 19 is melted by ultrasonic welding, the upper body 10a and the lower body 10b are firmly coupled without a gap in order to prevent moisture absorption due to moisture from the outside.

본 발명의 단로기의 동작 원리를 보다 상세히 설명하기로 한다.The operating principle of the disconnector of the present invention will be described in more detail.

피뢰기는 단로기를 통하여 접지로 연결된다. 단로기는 피뢰기의 성능이 비정상적이면, 즉 외부에 의한 요소 또는 장기적인 전기적 스트레스에 의해 피뢰기가 고장상태이면 단로기가 동작하여(disconnecting) 피뢰기는 선로에서 분리되어 전력계통사고(지락사고)를 방지한다.The arrester is connected to earth via the disconnector. The disconnector is disconnected from the line when the arrester is disconnected due to abnormal performance of the arrester, that is, when the arrester is in a faulty state due to external factors or long-term electrical stress, thereby preventing a power system accident (ground fault).

본 발명의 단로기는 저항체(17)와 병렬로 연결된 스파크 갭 단자(A)는 상부갭(13)의 일측과 방열체(하부갭)(14) 사이에서 이루어진다. 단로기의 주요 동작 원리는 갭 단자(A)의 방전이 일어나지 않는 경우와 일어나는 경우를 분리하여 보다 상세하게 설명할 수 있다.In the disconnecting device of the present invention, the spark gap terminal A connected in parallel with the resistor 17 is formed between one side of the upper gap 13 and the heat sink (lower gap) 14. The main operation principle of the disconnector can be explained in more detail by separating the case where the discharge of the gap terminal A does not occur and the case where it occurs.

피뢰기의 정상 운전시(일상적인 동작 영역) 피뢰기 내부에 흐르는 수십∼수백㎂의 누설전류는 단로기 내부로 유입되어 저항체(17)를 통해 흐르게 된다. 이때 갭 단자에 병렬로 연결된 저항체(17)의 단자 전압이 스파크 갭 단자(A)의 방전 전압보다 적어 스파크 갭 단자(A)는 방전이 발생되지 않고 단지 저항체(17)를 통해서 피뢰기의 누설전류가 대지로 흐른다.During normal operation of the arrester (normal operating region), leakage currents of several tens to several hundreds of kilowatts flowing inside the arrester flow into the disconnector and flow through the resistor 17. At this time, since the terminal voltage of the resistor 17 connected in parallel to the gap terminal is less than the discharge voltage of the spark gap terminal A, no discharge occurs in the spark gap terminal A, and only the leakage current of the arrester through the resistor 17 It flows to the earth.

또한 피뢰기의 보호 동작 운전시(외부의 이상 전류 발생에 의한 동작 영역) 피뢰기의 내부에 흡수된 수백 A의 장시간충격전류(Long-duration current Impulse) 또는 수십∼수백 kA의 뇌, 서어지(Surge)가 단로기 내부로 유입되어 저항체(17)를 통해서 흐르게 될 때, 저항체(17)의 양단에 전압이 상승하게 되다. 이때 병렬로 연결된 스파크 갭 단자(A)의 양단에도 이러한 전압이 동일하게 인가되어 갭 단자(A) 사이에 방전(아크)이 발생되는데, 이때 발생되는 스파크의 방전에너지는 화약에 전달되는 에너지가 화약의 폭발 에너지보다 적은 경우이며, 피뢰기에 뇌, 서어지(Surge) 등의 뇌격 전류는 스파크 갭 단자(A)를 통과하여 대지로 스며드는 경우이다. 이때에는 정상적으로 동작하여야 함으로 단로기는 동작하지 않아야 한다. 즉, 폭발되지 않아야 한다. 여기서 주목할 점은 상기에서 설명된 바와 같이 각 피뢰기 등급에 따라 적용되는 장시간충격전류(Long-duration current Impulse) 및 뇌, 서어지(Surge) 전류는 크기와 파형이 다르며, 그에 따라 피뢰기의 갭 단자에 방전되는 에너지가 다르다는 것이다. 따라서 종래의 단로기는 5kA 피뢰기용의 서어지(Surge) 특성에 맞게 설계되어 있으며, 10kA급 이상의 피뢰기에 적용 시 피뢰기의 보호 동작 운전시(외부의 이상 전류 발생에 의한 동작 영역)에서도 동작하는, 즉 폭발하는 단점을 가지고 있으며, 정상적으로 적용할 수 없었다. 하지만 본 발명된 단로기의 특징은 갭 단자(A)와 화약 외피(15) 사이에 방열체(14)가 직렬로 연결되어 있다는 점이다. 따라서, IEC 60099-4에서 규정하는 각 피뢰기의 등급 따른 장시간충격전류(Long-duration current Impulse) 및 대전류(High current impulse)가 단로기에 인가되어 스파크 갭 단자(A)(상부갭(13)의 일측과 방열체(하부갭)(14) 사이)에서 방전이 일어나더라도 방열체에 온도가 상승하다가 냉각되어 화약에 전달된 온도는 점화에 필요한 에너지 보다 낮은 온도로서, 화약은 폭발하지 않게 된다.In addition, hundreds of A long-duration current impulse absorbed inside the arrester during the protective operation operation of the arrester (operation area due to external abnormal current generation) or several tens to hundreds of kA of brain and surge When is introduced into the disconnector flows through the resistor 17, the voltage rises at both ends of the resistor 17. At this time, the same voltage is applied to both ends of the spark gap terminal A connected in parallel to generate a discharge (arc) between the gap terminals A. At this time, the discharge energy of the spark is delivered to the gunpowder. It is less than the explosion energy of, and lightning currents such as brain and surge (Surge) to the lightning arrester penetrates into the ground through the spark gap terminal (A). At this time, the disconnector should not operate because it should operate normally. That is, it should not explode. It should be noted that as described above, the long-duration current impulse and the brain and surge currents that are applied according to each lightning arrester class have different magnitudes and waveforms, and thus, the gap terminals of the arrester The energy that is discharged is different. Therefore, the conventional disconnector is designed for surge characteristics for a 5kA lightning arrester, and when applied to a lightning arrester of 10kA or more, it operates in the protective operation operation of the arrester (operation area due to external abnormal current generation), that is, It has the disadvantage of exploding and could not be applied normally. However, a feature of the disconnector of the present invention is that the radiator 14 is connected in series between the gap terminal A and the gunpowder shell 15. Therefore, a long-duration current impulse and a high current impulse according to the class of each lightning arrestor specified in IEC 60099-4 are applied to the disconnector so that the spark gap terminal A (one side of the upper gap 13) Even if the discharge occurs between the heat sink (lower gap) (14), the temperature rises to the heat sink after cooling, the temperature delivered to the gunpowder is lower than the energy required for ignition, the gunpowder does not explode.

한편, 피뢰기의 성능이 비정상적으로 동작함으로써 발생되는 수십 A에서 수백A의 고장전류는 단로기 내부로 유입되어 저항체(17)를 통해 흐르게 될 때는. 갭 단자(A) 사이에 방전(아크)이 발생에 의해 화약을 점화시킬 수 있는 온도(임계온도)까지 일정 시간 동안 발생하여 방열체(하부갭)(14)의 온도를 상승시킨다. 그와 동시에 방열체(하부갭)(14)에 발생된 온도는 화약 외피(15)를 통해서 내부에 삽입 되어 있는 화약을 점화시켜 폭발이 일어나게 된다. 이 경우에 화약 폭발에 따른 단로기 내부 압력의 상승으로 플라스틱 몸체가 폭발하게 되어 단로기를 통해서 접지로 연결된 피뢰기를 계통에서 분리하게 된다.On the other hand, when tens of amperes to hundreds of amperes of fault current due to abnormal operation of the arrester are introduced into the disconnector and flow through the resistor 17. A discharge (arc) is generated between the gap terminals A for a predetermined time until a temperature (critical temperature) at which the gunpowder can be ignited by raising, thereby raising the temperature of the heat sink (lower gap) 14. At the same time, the temperature generated in the heat sink (lower gap) 14 ignites the gunpowder inserted therein through the gunpowder shell 15 to cause an explosion. In this case, the plastic body explodes due to an increase in the internal pressure of the disconnector due to the explosive explosion, which disconnects the arrester connected to the ground through the disconnector from the system.

본 발명의 방열체(하부갭)(14)는 도 4와 같은 형상으로 IEC 60099-4에 규정된 피뢰기의 각 등급에 따라 체적의 크기가 다르게 적용되며, 그 특성을 조절할 수 있다.The heat dissipation body (lower gap) 14 of the present invention has a shape similar to that of FIG. 4, and the size of the heat dissipation member is applied differently according to each class of the arrester defined in IEC 60099-4, and its characteristics can be adjusted.

도 5는 본 발명의 실시 예에 따른, 피뢰기용 단로기의 회로 구성도이다.5 is a circuit diagram of a lightning arrester disconnector according to an exemplary embodiment of the present invention.

양 끝단에는 피뢰기의 말단에 접속하는 단자(30)와 접지선과 연결되는 단자(31)가 전기적으로 연결되어 있다. 상기 단자(30, 31) 사이에는 갭 단자(A)와 방열체(하부갭)(33)는 직렬로 연결되었을 뿐만 아니라 화약소자(34)와도 직렬로 연결되어 있으며, 이 모두는 저항(82)과 병렬로 연결되어 있다.At both ends, a terminal 30 connected to the terminal of the arrester and a terminal 31 connected to the ground wire are electrically connected. The gap terminal A and the heat sink (lower gap) 33 are not only connected in series between the terminals 30 and 31 but also in series with the gunpowder element 34, all of which are resistors 82. Connected in parallel with

상기와 같은 회로의 구성은 저항(82)과 스파크 갭 단자(A)가 병렬로 연결되어 있다는 점에서 종래와 동일하나, 방열체(하부갭)(33)와 화약소자(34)가 스파크 갭 단자(A)에 대해서도 직렬로 연결되어 있다는 점, 특히 피뢰기의 각 등급에 따라 방열체(하부갭)가 가변될 수 있다는 점에서는 종래의 단로기의 회로와는 다른 회로 구성을 가진다.The structure of the circuit as described above is the same as the conventional in that the resistor 82 and the spark gap terminal (A) is connected in parallel, but the radiator (lower gap) 33 and the gunpowder element 34 is the spark gap terminal Also in (A), it has a circuit structure different from the circuit of the conventional disconnector in that it is connected in series and especially the heat sink (lower gap) can vary according to each grade of an arrester.

도 2에 도시된 형상을 가지는 피뢰기용 단로기를 제작하여 단로기의 특성 시험을 실시하였다. 우선적으로 IEC 60099-4에서 규정된 8.6항 피뢰기용 단로기 시험 중에 8.6.3항 시간-전류 곡선 시험을 20A에 한해서 실시하여 방열체(하부갭)의 체적 변화에 따른 단로기의 동작 특성을 파악하였다.The lightning arrester disconnector having the shape shown in FIG. 2 was manufactured and the characteristics test of the disconnector was performed. First of all, the 8.6.3 time-current curve test was conducted only for 20A during the 8.6 arrester disconnector test specified in IEC 60099-4, and the operation characteristics of the disconnector according to the volume change of the heat sink (lower gap) were identified.

상기의 시험에 각 피뢰기의 등급별 방열체(하부갭)의 체적에 따른 단로기의 동작 특성을 아래와 같이 설정하였다.In the above test, the operating characteristics of the disconnector according to the volume of the radiator (lower gap) for each class of lightning arrester were set as follows.

상기의 설정된 방열체(하부갭)의 체적에 따라 IEC 60099-4에서 규정된 피뢰기의 각 등급별 피뢰기용 단로기를 제작하여 8.6항 피뢰기용 단로기 시험의 8.6.1항의 장시간충격전류 내력시험과 8.6.2항의 동작책무시험을 실시하였고, 그 결과 모두 IEC60099-4에서 규정하는 요건을 모두 충족하는 결과를 얻을 수 있었다.According to the volume of the radiator (lower gap) set above, lightning arrester disconnectors for each class of lightning arrestor specified in IEC 60099-4 are manufactured, and the long-term impact current strength test of 8.6.1 of the 8.6 arrester disconnector test and 8.6.2 The operational responsibility test of Clause 3 was performed, and the result was that all the requirements of IEC60099-4 were met.

도 1은 종래의 피뢰기용 단로기의 개략도.1 is a schematic view of a conventional arrester disconnector.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른, 피뢰기용 단로기의 분리 사시도.Figure 2 is an exploded perspective view of the arrester disconnector according to an embodiment of the present invention.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른, 도 2의 피뢰기용 단로기의 단면도.3 is a cross-sectional view of the arrester for arrester of Figure 2, in accordance with an embodiment of the present invention.

도 4은 본 발명의 일실시예에 따른, 방열체(하부갭)의 사시도.4 is a perspective view of a heat sink (lower gap) according to an embodiment of the present invention.

도 5은 본 발명의 일실시예에 따른, 피뢰기용 단로기의 회로 구성도.Figure 5 is a circuit diagram of a lightning arrester disconnector according to an embodiment of the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1: 하우징 2: 저항1: housing 2: resistance

3: 화약외피 4: 화약조립체3: Gunpowder Jacket 4: Gunpowder Assembly

5: 플러그 6: 갭 단자5: plug 6: gap terminal

10a:상부몸체(하우징) 10b:하부몸체(하우징)10a: upper body (housing) 10b: lower body (housing)

11:상부단자 12:하부단자11: Upper terminal 12: Lower terminal

13:상부갭 14:방열체(하부갭)13: Upper gap 14: radiator (lower gap)

15:화약외피 16:화약조립체15: Gunpowder jacket 16: Gunpowder assembly

17:저항체 18:절연체17: resistor 18: insulator

19:융착선 A:갭 단자19: Fusion line A: Gap terminal

Claims

Body 10 consisting of an upper body 10a to which the upper terminal 11 is coupled and a lower body 10b to which the lower terminal 12 is coupled, an insulator 18 inserted into the lower body 10b, and the insulator In the arrester for an arrester comprising an upper gap 13 coupled to the upper portion of the 18 and electrically connected to the upper terminal 11,

A heat sink 14 inserted into the insulator 18 and coupled to form a gap terminal A that maintains a constant distance from one side of the upper gap 13;

A gunpowder assembly (16) inserted into and coupled to a lower portion of the insulator (18) and electrically connected to a lower terminal (12) of the lower body (10b);

A gunpowder inner shell 15 electrically connected to a lower portion of the heat sink 14 and inserted into the gunpowder assembly 14; And

A gap terminal inserted into the insulator 18 and electrically connected to an upper portion of the upper gap 13 and a lower portion of the gunpowder assembly 16 and maintained by the upper gap 13 and the heat sink 14. A lightning arrester disconnector, characterized in that it comprises a resistor (17) electrically connected in parallel with (A).

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