KR100662746B1 - 배선용 회로차단기의 압트립 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배선용 회로차단기의 압트립 장치에 관한 것으로, 기구부를 보호하는 외함과, 각상의 전류를 통제하고 외부로 가스압을 배출할 수 있는 형상과 조립되었을 때 압력을 저장할 수 있는 공간을 가지는 단극 차단유닛과, 상기 단극차단유닛내에 조립되어 전자반발력에 의한 아크로부터 가스압을 발생시키는 가동접촉자 및 고정접촉자, 상기 각 단극차단유닛내에 압력발생시 유닛사이의 상간절연을 위한 압력밸브와, 각 단극 차단유닛의 외부에 회전점으로 회전 가능하게 조립되고 가압부와 바작동부가 구비되며 압력배출구로 배출되는 가스압에 의해 회전하는 동작바와, 상기 동작바의 움직임을 통제할 수 있는 복귀스프링과, 상기 동작바에 의해 회전함으로써 기구부를 트립시키는 트립바를 포함하여 구성된다. 이러한 본 발명은 단락전류 발생 시 단극 차단유닛 내부에 조립된 가동접촉자와 고정접촉자사이의 전자반발력으로 인한 접점의 분리로 발생된 아크에 의해 소호부내 가스압의 상승이 매우 빠르게 진행되며, 이 가스압이 배출될 때 각 단극 차단유닛 외부에 조립되어 있고 탄성체에 의해 지지되는 동작바를 구동시킴으로써 기구부를 구속하고 있는 트립바를 회전시켜 배선용 회로차단기를 직접 트립 시키기 때문에 종래의 다단계 기구동작을 통한 트립 과정에 비해 보다 빠르게 기구부를 트립 시키게 되므로 아크를 단시간에 차단 시켜 차단에너지를 감소시켜 기구부 및 접점의 손상을 줄여줄 수 있으며, 이를 통해 배선용 회로차단기의 성능을 높여줄 수 있고, 또한 여러 개의 차단기간의 상호 보호협조에서 하부에 설치된 차단기의 차단동작이 먼저 일어 나도록 함으로써 선택차단의 특성을 향상시키게 되어 상부에 설치된 차단기를 보호하는 효과를 가져올 수 있다.

Description

배선용 회로차단기의 압트립 장치{PRESSURE TRIP APPARATUS OF THE CIRCUIT BREAKER}

도 1 내지 도 4는 종래 배선용 회로차단기에 관한 것으로,

도 1은 배선용 회로차단기의 종단면도.

도 2는 배선용 회로차단기의 사시도.

도 3 및 도 4는 배선용 회로차단기의 구성 및 작용을 보인 사시도.

도 5 내지 도 10은 본 발명 장치가 채용된 배선용 회로차단기에 관한 것으로,

도 5는 배선용 회로차단기의 측면도.

도 6 및 도 7은 배선용 회로차단기를 서로 다른 방향에서 보인 사시도.

도 8 및 도 9는 요부 분해 사시도 및 요부 측면도.

도 10은 배선도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 외함 2 : 단극차단유닛

4 : 트립바 10 : 동작바

10a : 가압부 10b : 바작동부

11 : 복귀 스프링 12 : 축

13 : 압력배출구 15 : 압력밸브

16 : 고정접촉자 17 : 가동접촉자

본 발명은 배선용 회로차단기의 압트립 장치에 관한 것으로, 특히 단락전류 발생 시 발생하는 소호부내의 높은 압력을 각각의 단극 차단유닛과 연결된 압력배출공간으로 유도하여 그 내부에 조립되어 있는 동작바를 구동시킴으로써 트립바를 회전시켜 배선용 회로차단기를 트립 시키도록 한 배선용 회로차단기의 압트립 장치에 관한 것이다.

일반적으로 배선용 회로차단기는 전기적인 과부하 상태 또는 단락 상황 시 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하를 보호하는 전기기기이다. 배선용 차단기는 크게 전원측과 부하측과의 연결을 이룰 수 있는 단자부와 배선용 차단기 내의 가동접촉자와 고정접촉자의 접촉이 이루어지도록 개폐 시켜주는 기구부와 전원측에서 과전류나 순시 전류 및 단락전류 발생시 이를 감지하여 개폐 기구부에 전원을 차단시켜주기 위한 트립동작을 유도하는 트립부로 이루어 진다.

따라서 배선용 회로차단기는 전원과 부하사이에서 이상전류 즉 과전류나 순시전류 및 단락전류 발생시 이런 이상전류를 차단하여 부하 및 회로의 보호기능을 하는 것을 말한다.

한편 이상전류(과전류, 순시전류, 단락전류) 발생시 인위적인 개폐와는 무관 하게 배선용 차단기 내에서 이를 인지하여 자동으로 전류를 차단시켜 주게 되는데 이를 통상의 트립이라 지칭한다.

회로에서 순시전류이상의 높은 단락전류 발생시 차단기의 소호부에서는 홀름Force에 의한 전기적인 접점반발력과 로렌츠력에 의한 접촉자사이의 반발력이 발생하여 차단기의 개폐기구부가 동작하기 이전에 접점이 개리되고 이 때 생기는 전기적인 아크에 의해 높은 압력의 가스가 밖으로 배출된다.

이하, 도면에 의하여 설명하면, 도 1 내지 도 4는 종래 배선용 회로차단기에 관한 것으로, 도 1에는 배선용 회로차단기의 종단면도가 도시되고, 도 2에는 배선용 회로차단기의 사시도가 도시되어 있으며, 도 3 및 도 4에는 배선용 회로차단기의 구성 및 작용을 보인 사시도가 각각 도시되어 있다.

기구부를 보호하는 외함(1)과, 각상의 전류를 통제하고 외부로 가스압을 배출할 수 있는 형상과 조립되었을 때 압력을 저장할 수 있는 공간을 가지는 단극 차단유닛(2)과, 상기 외함(1)내부에 조립되어 배선용차단기로 흐르는 전류에 대해 전자력을 일으키는 마그네틱 코어(magnetic core)(5)와, 전자력으로 인해 마그네틱 코어(5)로 흡인되는 아마츄어(armature)(6)와, 상기 아마츄어(6)의 구동으로 인해 구동되는 크로스바(7)와, 상기 크로스바(7)에 의해 구동되는 트립 슈터(trip shooter)(8)와, 트립 슈터(8)의 구동력을 야기시키는 스프링(9)과, 상기 트립 슈터(8)에 의해 회전함으로써 기구부를 트립 시키는 트립바(4)로 구성되어 있다.

이와 같은 종래의 배선용 회로차단기는 도 3과 같이 정상전류가 흐를 시 크로스바(7)에 의해 트립 슈터(8)가 구속되어 트립바(4)는 리세트(reset) 위치를 유 지할 수 있으나, 도 4와 같이 순시전류와 초과전류에 있어서 마그네틱 코어(5)의 전자력이 아마츄어(6)를 흡인하여 아마츄어(6)의 일부분이 크로스바(7)를 회전시킴으로써 크로스바(7)로 인해 구속된 트립 슈터(8)의 걸림부를 해제시켜 구속을 풀게 되고, 트립 슈터(8)에 조립된 스프링(9)의 탄성력으로 인해 회전된 트립 슈터(8)는 트립바(4)를 회전시키며, 이로 인해 트립바(4)는 리세트 위치를 벗어나게 됨으로써 기구부를 트립 시키게 된다.

상술한 바와 같은 종래의 배선용 회로차단기는 단락전류가 흐를 시 다단계의 기구동작을 거쳐 기구부를 트립 시키기 때문에 시간지연으로 인해 차단에너지가 급격히 증가하고, 과도한 차단에너지의 증가는 배선용차단기의 본체 및 기구부를 손상시키며, 특히 가동접촉자과 고정접촉자 사이의 융착과 같은 심각한 문제를 야기할 수 있으며, 차단기를 여러 개 배치하는 회로에서 하부차단기의 우선동작을 요구하는 배선용 회로차단기의 선택차단 실현에 치명적인 영향을 미칠 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 문제점 및 결함을 해소하기 위하여 창안한 것으로, 단락전류 발생 시 종래기술의 문제점인 배선용 회로차단기의 다단계 기구동작을 통한 긴 트립 시간을 단축시켜 차단에너지를 최소화 하고 접점간 융착을 방지하여 차단성능을 향상시키기 위하여 단락사고 발생 시 전자반발력에 의해 가동접촉자가 들릴 때 발생되는 아크에 의해 생기는 높은 가스압을 이용하여 차단기를 트립시키는 구조를 가지며 이로 인해 정격전류별 차단기내 가스압의 상승조건이 다르게 되어 여러 개의 차단기를 배치하는 회로에서 하부차단기의 우선동작을 요구하 는 선택차단의 신뢰성을 향상 시킬 수 있게 되는 배선용 회로차단기의 압트립 장치를 제공하고자 함에 목적이 있다.

위와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 배선용 회로차단기의 압트립 장치는 기구 부를 보호하는 외함과;
각상의 전류를 통제하고 외부로 가스압을 배출할 수 있는 형상과 조립되었을 때 압력을 저장할 수 있는 공간을 가지는 단극 차단유닛과;
상기 단극 차단유닛 내에 조립되어 전자반발력에 의한 아크로부터 가스압을 발생시키는 가동접촉자 및 고정접촉자와;
상기 각 단극 차단유닛 내에 압력발생시 단극 차단유닛 사이의 상간절연을 위한 압력밸브와;
각 단극 차단유닛의 외부에 축으로 회전 점에 회전 가능하게 조립되고 가압부와 바 작동 부가 구비되며 압력배출구로 배출되는 가스압에 의해 회전하는 동작 바와;
상기 동작 바를 원위치로 복귀하도록 탄성 가압하는 복귀스프링과;
상기 동작 바에 의해 회전함으로써 기구 부를 트립시키는 트립 바와;를 포함하여 구성된다.

삭제

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 실시예를 들어 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5 내지 도 10은 본 발명 장치가 채용된 배선용 회로차단기에 관한 것으로, 도 5에는 배선용 회로차단기의 측면도가 도시되고, 도 6 및 도 7에는 배선용 회로차단기를 서로 다른 방향에서 보인 사시도가 각각 도시되어 있으며, 도 8 및 도 9에는 요부 분해 사시도 및 요부 측면도가 각각 도시되고, 도 10에는 배선도가 도시되어 있다.

이에 도시한 바와 같이 본 발명에 의한 배선용 회로차단기의 압트립 장치는 기구부를 보호하는 외함(1)과, 각상의 전류를 통제하고 외부로 가스압을 배출할 수 있는 형상과 조립되었을 때 압력을 저장할 수 있는 공간을 가지는 단극 차단유닛(2)과, 상기 단극 차단유닛(2)내에 조립되어 전자반발력에 의한 아크로부터 가스압을 발생시키는 가동접촉자(17) 및 고정접촉자(16)와, 각 단극 차단유닛(2)의 외부에 축(12)으로 회전 점(12a)에 회전 가능하게 조립되고 가압 부(10a)와 바 작동 부(10b)가 구비되며 압력배출구(13)로 배출되는 가스압에 의해 회전하는 동작 바(10)와, 상기 동작 바(10)를 원위치로 복귀하도록 탄성 가압하는 복귀스프링(11)와, 상기 동작 바(10)에 의해 회전함으로써 기구 부를 트립시키는 트립 바(4)를 포함하여 구성된다.

그리고 상기 각 단극 차단유닛(2) 사이에 아크로 인한 가스압의 상간유통을 막아 상간 절연을 유지하기 위한 압력밸브(15)가 구비되며, 상기 복귀스프링(11)은 바람직하기로 토션 스프링(torsion spring)으로 구성된다. 미설명 부호 15a 와 15b는 인접한 양 단극 차단유닛(2)의 압력배출구(13)들을 동시에 개폐가능하도록 한 쌍의 밸브 막이다.

이와 같이 된 배선용 회로차단기의 압트립 장치에 의한 배선용 회로차단기의 압트립 장치는 단락전류가 흐를 때 도 5와 같이 단극 차단유닛(2) 내부의 고정접촉자(16)와 가동접촉자(17) 사이의 전자반발력에 의하여 양 접점이 분리됨으로 인해 부호 "A"로 표시된 바와 같이 아크가 발생하며, 아크에 의해 생성된 가스압이 압트립을 위한 압력배출구(13)를 통해 단극 차단유닛(2) 사이에 존재하는 압력저장 공간에 빠르게 이동하여 저장되며 이 압력은 조립된 동작바(10)의 압력면(14)에 동작바(10)를 구속하는 복귀스프링(11)의 구속력을 넘어서는 압력을 가하여 도면에 화살표로 도시된 바와 같이 동작 바(10)를 회전 점(12a)을 중심으로 반 시계 방향으로 회전운동시키고, 회전한 동작 바(10)는 기구 부를 구속하고 있는 트립 바(4)를 시계 방향으로 회전시켜 기구부를 해제(트립)시킨다.

이때 소호부내에 발생하는 압력의 상승 경향은 접점반발시점을 결정하는 접압력과 소호부의 체적에 따라 다른 추이를 보이게 되며 이러한 현상은 차단기의 차단시간에 차이를 주게 된다.

그리고 회로에서 사고전류 발생 시 그 사고전류값이 순시전류이상 단락전류의 값을 갖을 때 도 10과 같이 동일 회로상에 설치되어 있는 상부차단기(CB1)와 하부차단기(CB2)중 하부차단기(CB2)의 소호부체적이 상부차단기(CB1)의 소호부체적보다 작고 접점의 접압력 또한 작게 설계되므로 접점의 반발시점이 빠르며 압력의 상승 또한 빠르게 이루어져 상부차단기(CB1)보다 먼저 차단(트립)동작을 수행하게 되므로 배선용 차단기간 상호 보호협조를 위한 선택차단역할을 하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같은 배선용 회로차단기의 압트립 장치는 단락전류 발생 시 단극 차단유닛 내부에 조립된 가동접촉자와 고정접촉자사이의 전자반발력으로 인한 접점의 분리로 발생된 아크에 의해 소호부내 가스압의 상승이 매우 빠르게 진행되며, 이 가스압이 배출될 때 각 단극 차단유닛 외부에 조립되어 있고 탄성체에 의해 지지되는 동작바를 구동시킴으로써 기구부를 구속하고 있는 트립바를 회전시켜 배선용 회로차단기를 직접 트립 시키기 때문에 종래의 다단계 기구동작을 통한 트립 과정에 비해 보다 빠르게 기구부를 트립 시키게 되므로 아크를 단시간에 차단 시켜 차단에너지를 감소시켜 기구부 및 접점의 손상을 줄여줄 수 있으며, 이를 통해 배선용 회로차단기의 성능을 높여줄 수 있고, 또한 여러 개의 차단기간의 상호 보호협조에서 하부에 설치된 차단기의 차단동작이 먼저 일어나도록 함으로써 선택차단의 특성을 향상시키게 되어 상부에 설치된 차단기를 보호하는 효과를 가져올 수 있다.

Claims (4)

1. 삭제
2. 삭제
3. 삭제
4. 기구 부를 보호하는 외함과;

   각상의 전류를 통제하고 외부로 가스압을 배출할 수 있는 형상과 조립되었을 때 압력을 저장할 수 있는 공간을 가지는 단극 차단유닛과;

   상기 단극 차단유닛 내에 조립되어 전자반발력에 의한 아크로부터 가스압을 발생시키는 가동접촉자 및 고정접촉자와;

   상기 각 단극 차단유닛 내에 압력발생시 단극 차단유닛 사이의 상간 절연을 위한 것으로 인접한 양 단극 차단유닛의 압력배출구들을 동시에 개폐가능하도록 한 쌍의 밸브 막을 갖는 압력밸브와;

   각 단극 차단유닛의 외부에 축으로 회전 점에 회전 가능하게 조립되고 가압부와 바 작동 부가 구비되며 압력배출구로 배출되는 가스압에 의해 회전하는 동작 바와;

   상기 동작 바를 원위치로 복귀하도록 탄성 가압하는 복귀스프링과;

   상기 동작 바에 의해 회전함으로써 기구 부를 트립시키는 트립 바와;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 배선용 회로차단기의 압트립 장치.

Images