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KR101153905B1 - 철도용 낙뢰보호장치 - Google Patents

철도용 낙뢰보호장치 Download PDF

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KR101153905B1
KR101153905B1 KR1020120008547A KR20120008547A KR101153905B1 KR 101153905 B1 KR101153905 B1 KR 101153905B1 KR 1020120008547 A KR1020120008547 A KR 1020120008547A KR 20120008547 A KR20120008547 A KR 20120008547A KR 101153905 B1 KR101153905 B1 KR 101153905B1
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lightning
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장복규
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(주)금호전력
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    • H—ELECTRICITY
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    • H02H3/22—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess voltage of short duration, e.g. lightning
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

본 발명은 철도의 전원선로(30)에 설치되는 낙뢰보호장치에 있어서, 상기 낙뢰보호장치(100)는 전원선로(30)와 연결되어 낙뢰로 인한 이상전압이 발생되면 순간적으로 부도체로 변하여 전원선로(30)를 차단하고 반대로 정상전압이 공급되면 도체로 변하여 정상전압을 제어실(20)로 공급시키기 위한 SSR소자(110)와; 상기 전원선로(30)와 연결되어 평소에는 상기 SSR소자(110)를 통과하는 정상전압을 제어실(20)로 공급하고 반대로 SSR소자(110)가 소손되어 이상전압이 전달되면 지면으로 접지시키기 위한 바리스터(120)로 구성되는 철도용 낙뢰보호장치를 제공하기 위한 것으로, 본 발명은 낙뢰로 인한 이상전압을 차단하여 철도 전자장비의 정지 또는 소손으로 인한 경제적인 손실을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 낙뢰로 인한 철도 전자장비의 정지 또는 소손을 방지하여 원활한 열차 운행을 유도할 수 있는 효과를 갖는다. 특히 본 발명은 구조가 간단하고 현장 적용성이 우수하여 사용효율 및 활용범위가 증대될 수 있는 효과를 갖는다.

Description

철도용 낙뢰보호장치{Device protection bolt lightning for railroad}
본 발명은 철도용 낙뢰보호장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 낙뢰로 인한 이상전압을 차단하여 철도의 전자장비를 보호할 수 있도록 하는 철도용 낙뢰보호장치에 관한 것이다.
일반적으로 낙뢰가 철도의 전원선로에 전달될 경우 변전소 또는 제어실에 이상전압(과전류)이 공급되어 선로 전환장치 등과 같은 모든 전자장비가 정지하거나 또는 소손(손상)되는 문제점이 발생한다.
이를 해소하기 위해서 종래에는 도 1에 도시된 바와 같이 낙뢰보호장치(40)를 철로(10)와 제어실(20)을 연결하는 전원선로(30)의 사이에 설치하였다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-0957833호(2010.05.14)에 개시되어 있다.
그러나 종래의 낙뢰보호장치(40)는 도 2에 도시된 바와 같이 바리스터(50)를 사용하여 이상전압을 차단(방지)하고 있으나, 이는 낙뢰 등과 같은 순간적인 과대이상전압이 발생할 경우 바리스터 자체가 쉽게 소손되어 낙뢰방지 역할을 수행하지 못하는 기능상의 한계를 갖게 되었다.
특히 종래에는 낙뢰로 인한 이상전압을 신속하게 차단할 수 없으므로 제어실에 포함된 전자장비가 소손되어 막대한 경제적인 손실이 발생하는 문제점을 갖게 되었다.
또한, 철도의 제어실이 제 기능을 수행할 수 없으므로 열차 운행이 중단 또는 지연되어 승객들의 불편함을 초래하는 문제점을 갖게 되었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서,
본 발명은 낙뢰로 인한 이상전압이 발생되면 순간적으로 SSR소자가 부도체로 변하여 전원선로를 차단시켜 이상전압으로 인한 전자장비의 소손을 방지하고, 반대로 정상전압이 공급되면 SSR소자가 도체로 변하여 전원선로와 전자장비가 연결될 수 있는 철도용 낙뢰보호장치를 제공함에 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기 SSR소자와 연결되도록 바리스터를 마련하여 SSR소자의 오작동 또는 소손시 이상전압을 지면으로 접지시켜 전자장비를 보호할 수 있는 철도용 낙뢰보호장치를 제공함에 다른 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은
철도의 전원선로(30)에 설치되는 낙뢰보호장치에 있어서,
상기 낙뢰보호장치(100)는 전원선로(30)와 연결되어 낙뢰로 인한 이상전압이 발생되면 순간적으로 부도체로 변하여 전원선로(30)를 차단하고 반대로 정상전압이 공급되면 도체로 변하여 정상전압을 제어실(20)로 공급시키기 위한 SSR소자(110)와; 상기 전원선로(30)와 연결되어 평소에는 상기 SSR소자(110)를 통과하는 정상전압을 제어실(20)로 공급하고 반대로 SSR소자(110)가 소손되어 이상전압이 전달되면 지면으로 접지시키기 위한 바리스터(120)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
여기서 상기 SSR소자(110)는 전원선로(30)를 통해서 전달되는 AC전압을 DC전압으로 정류시키기 위한 다이오드(111)와; 상기 다이오드(111)를 통과하는 AC전압의 싸인파를 평활시키기 위한 콘덴서(112)와; SSR소자(110)를 도체 또는 부도체로 변환시키기 위한 기준전압을 설정하는 저항(113)이 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 낙뢰로 인한 이상전압을 차단하여 철도 전자장비의 정지 또는 소손으로 인한 경제적인 손실을 최소화할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명은 낙뢰로 인한 철도 전자장비의 정지 또는 소손을 방지하여 원활한 열차 운행을 유도할 수 있는 효과를 갖는다.
특히 본 발명은 구조가 간단하고 현장 적용성이 우수하여 사용효율 및 활용범위가 증대될 수 있는 효과를 갖는다.
도 1은 종래 철도용 낙뢰보호장치의 구조를 나타내기 위한 개념도.
도 2는 종래 철도용 낙뢰보호장치의 구조를 나타내기 위한 회로도.
도 3은 본 발명 철도용 낙뢰보호장치의 구조를 나타내기 위한 회로도.
상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기술적 구성을 첨부한 도면에 의해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명 철도용 낙뢰보호장치의 구조를 나타내기 위한 회로도를 도시한 것이다.
본 발명은 철도의 전원선로(30)에 설치되는 낙뢰보호장치에 있어서,
상기 낙뢰보호장치(100)는 전원선로(30)와 연결되어 낙뢰로 인한 이상전압이 발생되면 순간적으로 부도체로 변하여 전원선로(30)를 차단하고 반대로 정상전압이 공급되면 도체로 변하여 정상전압을 제어실(20)로 공급시키기 위한 SSR소자(110)와; 상기 전원선로(30)와 연결되어 평소에는 상기 SSR소자(110)를 통과하는 정상전압을 제어실(20)로 공급하고 반대로 SSR소자(110)가 소손되어 이상전압이 전달되면 지면으로 접지시키기 위한 바리스터(120)로 구성된다.
본 발명에서 상기 SSR소자(110)는 평소에는 도체를 유지하여 전원선로(30)를 인가(ON)시켜 전원을 공급할 수 있으나, 이와 달리 낙뢰로 인한 이상전압이 전달될 경우 부도체로 변환되어 전원선로(30)를 차단(OFF)시켜 이상전류가 제어실(20)로 유입됨을 차단할 수 있다.
이때 상기 SSR소자(110)는 일반적인 ON/OFF 기계식 스위치보다 응답속도가 빠르고 작동소음이 없으며 수명이 반영구적인 장점 등으로 인해서 순간적으로 발생하는 낙뢰의 이상전압을 효과적으로 차단할 수 있다.
여기서 상기 SSR소자(110)는 전원선로(30)를 통해서 전달되는 AC전압을 DC전압으로 정류시키기 위한 다이오드(111)와; 상기 다이오드(111)를 통과하는 AC전압의 싸인파를 평활시키기 위한 콘덴서(112)와; SSR소자(110)를 도체 또는 부도체로 변환시키기 위한 기준전압을 설정하는 저항(113)이 포함될 수 있다.
특히 상기 SSR소자(110)는 DC전압에서 작동하는 특성상 상기 다이오드(111)와 콘덴서(112)를 통해서 전원선로(30)를 통해서 전달되는 AC전압을 DC전압으로 변환시켜 상기 SSR소자(110)를 원활하게 작동시킬 수 있다.
또한, 상기 저항(113)은 전원선로(30)를 통해서 전달되는 전압의 기준치를 설정하여 SSR소자(110)를 도체 또는 부도체로 변환시키는 기준역할을 수행한다.
한편, 상기 바리스터(120)는 평소에는 상기 SSR소자(110)를 통과하는 정상전압을 제어실(20)로 공급하고 반대로 SSR소자(110)가 소손되어 이상전압이 전달되면 지면으로 접지시켜 이상전압이 제어실(20)로 유입됨을 최소화할 수 있다.
이때 상기 바리스터(120)는 지면에 접지된 상태로 평소에는 부도체로 존재하여 지면으로 방전되지 않고 전원선로(30)를 통해서 전원이 공급되도록 유도하고, 반대로 낙뢰로 인한 이상전압이 유입되면 순간적으로 도체로 변화하여 이상전압을 지면을 유도하여 접지를 통해서 방전시킬 수 있다.
아울러 본 발명에서는 바리스터(120)를 대신하여 낙뢰로 인한 이상전압이 전달될 경우 내부에 설치된 퓨즈가 끊어지게 하여 이상전압이 제어실(20)로 유입됨을 방지할 수 있는 전압 비직선 저항체(Zinc oxide Nonlinear Resistor: ZNR)를 사용할 수 있다.
따라서 본 발명 철도용 낙뢰보호장치(100)는 낙뢰로 인한 이상전압이 전원선로(30)를 따라서 제어실(20)로 이동할 경우 상기 SSR소자(110)의 작동(부도체 변환)으로 전원선로(30)를 차단할 수 있고, 만약 상기 SSR소자(110)가 오작동 또는 소손될 경우 상기 바리스터(120)가 2차적으로 이상전압을 지면으로 접지시켜 철도의 전자장비를 보호할 수 있다.
이처럼 상기와 같이 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시예와 실질적으로 균등의 범위에 있는 구성까지 본 발명의 권리범위에 포함됨은 당연하다.
10: 철로 20: 제어실
30: 전원선로 40: 철도용 낙뢰보호장치
100: 본 발명 철도용 낙뢰보호장치
110: SSR소자 111: 다이오드
112: 콘덴서 113: 저항
120: 바리스터(Varistor)

Claims (2)

  1. 철도의 전원선로(30)에 설치되는 낙뢰보호장치에 있어서,
    상기 낙뢰보호장치(100)는 전원선로(30)와 연결되어 낙뢰로 인한 이상전압이 발생되면 순간적으로 부도체로 변하여 전원선로(30)를 차단하고 반대로 정상전압이 공급되면 도체로 변하여 정상전압을 제어실(20)로 공급시키기 위한 SSR소자(110)와; 상기 전원선로(30)와 연결되어 평소에는 상기 SSR소자(110)를 통과하는 정상전압을 제어실(20)로 공급하고 반대로 SSR소자(110)가 소손되어 이상전압이 전달되면 지면으로 접지시키기 위한 바리스터(120)로 구성되되, 상기 SSR소자(110)는 전원선로(30)를 통해서 전달되는 AC전압을 DC전압으로 정류시키기 위한 다이오드(111)와; 상기 다이오드(111)를 통과하는 AC전압의 싸인파를 평활시키기 위한 콘덴서(112)와; SSR소자(110)를 도체 또는 부도체로 변환시키기 위한 기준전압을 설정하는 저항(113)이 포함되는 것을 특징으로 하는 철도용 낙뢰보호장치.
  2. 삭제
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