Development on Electrical Fire Prevention System of Small Size and High Speed by using PTC Thermistor

PTC 서미스터를 이용한 소형 고속응성의 전기화재 방재시스템 개발

This paper is studied on a prevention system for electrical fire and electrical faults by using electrical temperature characteristic of PTC thermistor. The PTC thermistor has characteristic of positive resistivity temperature coefficient according to the temperature variation, which is construction of a regular square and cube demarcation with $BaTiO_3$ ceramics of positive temperature coefficient. Also PTC shows the phenomenon which is rapidly increased in the resistivity if the temperature is increased over Curie temperature point. This paper is proposed on a protective control system used with temperature sensor of PTC thermistor. The proposed prevention system will prevent electrical fires due to electric short circuit faults or overload faults. And the prevention system will solve the problems that circuit breakers to be commonly used at existing are happened frequently electrical fires and electrical disasters due to incapable operation, weak reliability and low speed response. Some experimental results of the proposed apparatus are confirmed to the validity of the analytical results.

본 논문에서는 PTC 서미스터의 전기적 온도특성을 이용하여 각종 전기화재 및 전기사고를 예방 보호하는 방재시스템에 대해 연구하였다. PTC(Positive Temperature Coefficient) 서미스터는 온도변화에 따른 저항특성이 정 (+)온도계수를 갖는 특징이 있다. PTC서미스터는 정온도계수를 갖는 $BaTiO_3$계 세라믹스의 정방정계-입방정계 구조를 가지고 상변이점인 큐리(Curie)온도 이상으로 온도가 증가하면 저항이 급격히 증가하는 현상을 보인다. 본 논문에서는 이러한 정저항 온도특성과 자체 발열특성을 갖는 PTC 서미스터를 전기단락사고나 과부하사고 등 전기사고의 감지센서로 이용하여 전기화재사고를 예방하는 제어시스템에 대해 제안하였다. 그 결과 기존에 상용되는 차단기들의 빈번한 오동작과 저 신뢰성, 저속응성 등으로 발생되는 전기화재 및 전기재해의 문제점들을 해결하였다. 또한 제안한 방재시스템의 다양한 실험결과를 통해 이론적 해석의 타당성을 입증하였다.