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KR101214007B1 - Direct current breaker using arc extinguishing device - Google Patents

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Publication number
KR101214007B1
KR101214007B1 KR1020110137140A KR20110137140A KR101214007B1 KR 101214007 B1 KR101214007 B1 KR 101214007B1 KR 1020110137140 A KR1020110137140 A KR 1020110137140A KR 20110137140 A KR20110137140 A KR 20110137140A KR 101214007 B1 KR101214007 B1 KR 101214007B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnets
arc
unit
circuit breaker
pair
Prior art date
Application number
KR1020110137140A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김효성
이인수
Original Assignee
공주대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 공주대학교 산학협력단 filed Critical 공주대학교 산학협력단
Priority to KR1020110137140A priority Critical patent/KR101214007B1/en
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Abstract

PURPOSE: A direct current breaker using an arc extinguishing device is provided to prevent the counter electro-motive force generated in an inductor of a load circuit and to limit the range of arc voltage. CONSTITUTION: A load circuit part(200) comprises a DC power supply unit(100) and an inductor(201). An arc suppression division(310) is serially connected to the DC power supply unit. A magnetic arc suppression division includes magnets(311,312). An electrical arc suppression division(320) is parallelly connected to the contact point of a load circuit and a switch(301). The electrical arc suppression division limits the size of the counter electro-motive force generated in the inductor.

Description

아크 소호 장치를 사용한 직류 차단기 { Direct current breaker using arc extinguishing device }DC breaker using arc extinguishing device {Direct current breaker using arc extinguishing device}

본 발명은 직류 전원부와 부하 회로부 사이에 위치하여 직류 전류를 차단하는 직류 차단기에 관한 것으로, 상세하게는 자기적 소호부와 전기적 소호부가 구비된 직류 차단기를 포함하여 발생된 아크 전류를 제어하는 아크 소호 장치를 사용한 직류 차단기에 관한 것이다.
The present invention relates to a DC circuit breaker positioned between a DC power supply unit and a load circuit unit to block a DC current. Specifically, an arc arc control unit for controlling arc current generated by including a DC circuit breaker provided with a magnetic extinguishing unit and an electrical extinguishing unit. It relates to a DC circuit breaker using the device.

최근 들어 디지털 제품의 급증으로 인해 직류 전류를 사용하는 부하가 증가하고 있고, 신재생 에너지의 발전 등에 인해 직류 전류 형태의 분산 발전 기술이 확산됨에 따라 직류 전류의 배전망에 대한 관심이 급증하고 있는 실정이다. 하지만 직류 전류는 교류 전류와 달리 전류가 일정하게 흐르므로 부하의 단락 사고가 발생하는 경우 사고 전류가 스스로 영점이 되지 않으므로 직류 차단기에서 높은 아크 전압이 발생된 사고 전류의 흐름을 제어해야 하므로 교류 전류의 사고 전류에 비하여 상대적으로 차단하기가 어려운 단점이 있다.
Recently, due to the rapid increase in digital products, the load using DC current is increasing, and as the distributed generation technology in the form of DC current is proliferated due to the development of renewable energy, the interest in DC current distribution network is increasing rapidly. to be. However, unlike the alternating current, the direct current flows in a constant current. Therefore, in the event of a short circuit fault in the load, the fault current does not zero itself, so the flow of fault current with high arc voltage in the DC circuit breaker must be controlled. Compared with the fault current, it is relatively difficult to cut off.

한국 공개 특허 10-0026900호("자계 스위칭을 이용한 직류 차단기용 순간 전류 제한기", 선행기술 1)는 자계 스위칭을 이용하여 차단 직전의 사고 전류를 순간적으로 감소시키는 직류 차단기에 관한 구조를 개시하고 있다. 직류 전류가 가지고 있는 유도 장해가 적고, 회로의 안정도가 높으며, 송전 시 효율이 좋은 장점에도 불구하고 선행기술 1은 직류 차단기에서 아크 전류를 충분히 제어하지 못하여 직류 전류의 사고 전류를 지속적으로 허용하게 되어 대형 화재 사고로 이루어질 수 있는 단점으로 인해, 직류 배전망의 보급을 저해하는 문제점이 있다.
Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-0026900 ("Instant Current Limiter for DC Circuit Breakers Using Magnetic Field Switching", Prior Art 1) discloses a structure related to a DC circuit breaker that instantly reduces an accident current immediately before breaking by using magnetic field switching. have. Despite the advantages of low inductive interference of DC current, high circuit stability, and good efficiency in power transmission, Prior Art 1 does not sufficiently control the arc current in the DC circuit breaker, thereby allowing the accident current of DC current to be continuously allowed. Due to the disadvantage that can be made by a large fire accident, there is a problem that inhibits the spread of the DC power distribution network.

한국공개특허 제 0026900호 (공개일자 2009.03.16)Korean Laid-Open Patent No. 0026900 (Published Date 2009.03.16)

상술한 문제점들을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 직류 전원부와 부하 회로부의 접점에서 발생되는 아크 전류를 신속히 소호시키며, 부하 회로부에서 발생되는 역기전력을 우회시킴으로써 직류 전류의 사고 전류가 발생 시 전류의 차단을 용이하게 할 수 있는 직류 차단기를 제공하는 것이다.
An object of the present invention for solving the above problems is to quickly extinguish the arc current generated at the contact point of the DC power supply unit and the load circuit unit, and bypass the back electromotive force generated in the load circuit unit to block the current when an accident current of the DC current occurs It is to provide a DC circuit breaker that can be easily.

본 발명에 따른 아크 소호 장치를 사용한 직류 차단기는 직류 전원부(100)와 인덕터(201)가 구비되는 부하 회로부(200)를 연결하는 접점에 스위치(301)가 위치되는 직류 차단기(300)에 있어서, 상기 직류 전원부(100)의 (+) 단자 및 (-) 단자 중 선택되는 하나 또는 모두에 직렬로 연결되며, 적어도 한 쌍 이상의 자석(311, 312)이 상기 스위치(301)를 사이에 두고 배치되어 아크 전류에 대한 저항이 증가되는 자기적 소호부(310) 및 상기 스위치(301)와 상기 부하 회로부(200)의 접점에 병렬로 연결되며 상기 부하 회로부(200)의 인덕터(201)에서 발생되는 역기전력의 크기를 제한하는 전기적 소호부(320)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.In the DC circuit breaker using the arc extinguishing device according to the present invention, in the DC circuit breaker 300 in which the switch 301 is located at a contact point connecting the DC power supply unit 100 and the load circuit unit 200 provided with the inductor 201, It is connected in series to one or both selected from the (+) terminal and the (-) terminal of the DC power supply unit 100, at least one pair of magnets 311 and 312 are disposed with the switch 301 interposed therebetween. The back-electromotive force generated in the inductor 201 of the load circuit unit 200 is connected in parallel to the magnetic extinguishing unit 310 and the contact of the switch 301 and the load circuit unit 200 to increase the resistance to the arc current. It is preferably configured to include an electrical extinguishing portion 320 to limit the size of.

상기 자기적 소호부(310)는 한 쌍의 상기 자석(311, 312)에서 형성되는 자력선이 전기 접점에서 발생하는 아크 전류의 흐름 방향과 직각으로 배치되는 것이 바람직하다.The magnetic extinguishing unit 310 is a pair of the The magnetic force lines formed in the magnets 311 and 312 are preferably arranged at right angles to the flow direction of the arc current generated at the electrical contact.

한 쌍의 상기 자석(311, 312)은 각각의 상기 자석(311, 312)의 끝단에 구비되어 상기 자석(311, 312)간의 이격거리가 유지되도록 상기 자석(311, 312)을 지지하며, 탠덤 구조로 한 쌍의 상기 자석(311, 312)의 내측에 서로 마주보게 배치되는 한 쌍의 자극편(313, 314)이 더 구비되는 것이 바람직하다.A pair of the magnets 311 and 312 are provided at ends of the magnets 311 and 312 to support the magnets 311 and 312 so that the separation distance between the magnets 311 and 312 is maintained, and a tandem It is preferable that a pair of magnetic pole pieces 313 and 314 are disposed to face each other inside the pair of magnets 311 and 312 in a structure.

한 쌍의 상기 자극편(313, 314)은 한 쌍의 상기 자석(311, 312)과 접하는 일단의 단면적에 비하여 상기 자석(311, 312)에 접하지 않는 타단의 단면적이 좁아지게 되는 테이퍼형 구조로 형성되는 것이 바람직하다.
The pair of magnetic pole pieces 313 and 314 have a tapered structure in which the cross-sectional area of the other end that does not contact the magnets 311 and 312 is narrower than the cross-sectional area of one end that contacts the pair of the magnets 311 and 312. It is preferable to form.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명의 아크 소호 장치를 사용한 직류 차단 회로는 자기적 소호부와 전기적 소호부로 구성되는 직류 차단기를 구비함으로써 자기력을 이용하여 아크 전류에 대한 저항 값이 증가하여 자기적 아크 소호가 가능하며, 부하 회로부의 인덕터에서 발생되는 역기전력의 크기를 제한함으로써 직류 차단기와 부하 회로부의 접점에서 발생되는 아크 전압을 허용 범위 내로 제한시킬 수 있는 전기적 아크 소호가 가능한 효과가 있다.The DC blocking circuit using the arc extinguishing device of the present invention having the above-described configuration includes a DC circuit breaker composed of a magnetic arc extinguishing unit and an electrical arc extinguishing unit, thereby increasing the resistance value of the arc current by using a magnetic force. By limiting the amount of back EMF generated from the inductor of the load circuit The electric arc extinguishing which can limit the arc voltage generated at the contact of the DC circuit breaker and the load circuit part to the allowable range is possible.

이러한 아크 소호 장치를 통해서, 높은 아크 전압이 따르는 사고 전류가 발생되더라도 차단이 용이하여 직류 차단기의 안정성을 높이는 효과가 있다.
Through this arc extinguishing device, even if an accident current with a high arc voltage is generated, it is easy to cut off, thereby increasing the stability of the DC circuit breaker.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 아크 소호 장치를 사용한 직류 차단기에 대해 간략하게 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아크 소호 장치를 사용한 직류 차단기에 대해 상세하게 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 직류 차단기의 자기적 소호부내의 자석에 대해 상세하게 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 직류 차단기의 전기적 소호부에 대해 상세하게 도시한 도면이다.
도 5는 전기적 소호부가 구비되지 않은 일반적인 직류 차단기에 대해 도시한 도면이다.1 is a view briefly showing a DC circuit breaker using an arc extinguishing device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing in detail the DC circuit breaker using the arc extinguishing device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing in detail the magnet in the magnetic extinguishing portion of the DC circuit breaker according to the embodiment of the present invention.
4 is a view showing in detail the electrical arc of the DC circuit breaker according to an embodiment of the present invention.
5 is a diagram illustrating a general DC circuit breaker without an electrical extinguishing unit.

이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 아크 소호 장치를 사용한 직류 차단기를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 아래 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, a DC circuit breaker using the arc extinguishing device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The drawings introduced below are provided by way of example so that the spirit of the invention to those skilled in the art can fully convey. Accordingly, the present invention is not limited to the drawings presented below and may be embodied in other forms. Also, throughout the specification, like reference numerals designate like elements.

이때, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
Hereinafter, the technical and scientific terms used herein will be understood by those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. Descriptions of known functions and configurations that may be unnecessarily blurred are omitted.

직류 차단기(300)는 앞서 설명한 바와 같이 일반적으로 직류 전원부(100)와 부하 회로부(200) 사이에 위치하며, 상기 부하 회로부(200)는 인덕터(201)와 제 1 저항(202)를 포함하여 구성될 수 있다.As described above, the DC circuit breaker 300 is generally located between the DC power supply unit 100 and the load circuit unit 200, and the load circuit unit 200 includes an inductor 201 and a first resistor 202. Can be.

도 5를 참조하여, 일반적으로 사용되는 전기적 소호부(320)가 구비되지 않은 직류 차단기에 대해 상세하게 설명한다.Referring to Figure 5, it will be described in detail with respect to the DC circuit breaker that is not provided with the electrical extinguisher 320 is generally used.

일반적으로 직류 차단기의 전기 접점에서 아크 전류가 발생되며, 아크 전류는 전기 접점에서 나타나는 전위차로 인해 전기 접점이 과열되고, 전극이 기화됨으로써 금속의 증기를 발생하여 방전되는 전류를 말한다. 이 때, 일반적으로 사용되는 전기적 소호부(320)가 구비되지 않은 직류 차단기에서 발생되는 아크 전압은 하기의 식과 같이 표현될 수 있다.
In general, the arc current is generated at the electrical contact of the DC circuit breaker, the arc current refers to the current that is discharged by generating steam of the metal by the overheating of the electrical contact and vaporization of the electrode due to the potential difference appearing in the electrical contact. At this time, the arc voltage generated in the DC circuit breaker that is not provided with the generally used electrical extinguishing part 320 can be expressed as the following equation.

Figure 112011100659760-pat00001
Figure 112011100659760-pat00001

단, VDC는 직류 전원 전압, L는 부하 회로부의 인덕터, RL는 부하 회로부의 저항, VARC는 아크 전압이다.
However, V DC is a DC power supply voltage, L is an inductor of a load circuit part, R L is a resistance of a load circuit part, and V ARC is an arc voltage.

이때, 상기의 식을 통해서 계산될 수 있는 역기전력은

Figure 112011100659760-pat00002
이며, 이때 해당되는 역기전력은 수천볼트에 이를 수도 있다.At this time, the counter electromotive force that can be calculated through the above equation
Figure 112011100659760-pat00002
In this case, the corresponding counter electromotive force may reach thousands of volts.

역기전력은 상기 부하 회로부(200)의 인덕터(201)에서 매우 높게 발생하며, 역기전력은 아크 전압을 크게 증가시키기 때문에 이에 따른 직류 차단기에 심각한 손상을 초래할 수도 있으며, 심한 경우 차단 불능 상태에 이르게 할 수도 있다.
The counter electromotive force is generated very high in the inductor 201 of the load circuit unit 200, and the counter electromotive force may cause a serious damage to the DC circuit breaker according to the increase in the arc voltage, and in severe cases may lead to an unblocking state. .

이로 인해, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 직류 차단기(300)는 상기 직류 전원부(100)와 상기 부하 회로부(200)를 연결하는 접점에 구비되는 스위치(301)와 자기적 소호부(310) 및 전기적 소호부(320)를 포함하여 이루어진다.
For this reason, the DC circuit breaker 300 according to the embodiment of the present invention includes a switch 301 and a magnetic extinguishing unit 310 provided at a contact point connecting the DC power supply unit 100 and the load circuit unit 200. And an electrical extinguishing unit 320.

도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 아크 소호 장치를 사용한 직류 차단기의 구성에 대해 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조로 하여 본 발명의 실시예에 따른 직류 차단기의 구성에 대해 상세하게 설명한다.
1 and 2 are views showing the configuration of a DC circuit breaker using an arc extinguishing device according to an embodiment of the present invention. Referring to Figures 1 and 2 will be described in detail the configuration of the DC circuit breaker according to an embodiment of the present invention.

상기 자기적 소호부(310)는 상기 직류 전원부(100)의 (+) 단자 및 (-) 단자 중 선택되는 하나 또는 모두에 직렬로 연결될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 자기적 소호부(310)는 상기 직류 전원부(100)의 (+) 단자에 연결되어 있다. 상기 자기적 소호부(310)는 적어도 한 쌍 이상의 자석(311, 312)이 상기 스위치(301)를 사이에 두고 배치되어 이루어질 수 있다. 상기 자석(311, 312)에서 형성되는 자력선이 전기 접점에서 발생하는 아크 전류의 흐름 방향과 직각으로 배치되게 하고 있으며, 이에 따라, 상기 아크 전류에는 플레밍의 왼손 법칙에 의한 상기 자석(311, 312)의 자기력이 가해지게 됨으로써 자기력의 영향으로 인해 아크 전류가 분산되어 아크 전류에 대한 저항 값이 증가될 수 있다.The magnetic extinguishing unit 310 may be connected in series to one or both selected from the positive terminal and the negative terminal of the DC power supply unit 100, and the magnetic extinguishing unit according to an embodiment of the present invention. The unit 310 is connected to the (+) terminal of the DC power supply unit 100. The magnetic extinguishing unit 310 may be formed by arranging at least one pair of magnets 311 and 312 with the switch 301 interposed therebetween. The magnetic force lines formed in the magnets 311 and 312 are arranged at right angles to the flow direction of the arc current generated at the electrical contact. Accordingly, the magnets 311 and 312 are connected to the arc current according to the Fleming's left hand law. By applying a magnetic force of, the arc current is dispersed due to the influence of the magnetic force, thereby increasing the resistance value of the arc current.

이때, 상기 자석(311, 312)의 자기력 세기는 자속밀도의 크기에 비례하게 된다. 자속밀도를 높이기 위해, 상기 자석(311, 312)과 전기 접점 간의 이격거리를 짧게 하여야 하며, 너무 가깝게 설치되면 아크 전류에서 발생되는 고온에 자석이 노출되어 자성을 잃어버리는 경우가 발생할 수 있다.At this time, the magnetic force strength of the magnets 311 and 312 is proportional to the magnitude of the magnetic flux density. In order to increase the magnetic flux density, the separation distance between the magnets 311 and 312 and the electrical contact should be shortened. If the magnets are exposed too close to the high temperature generated by the arc current, the magnet may be lost.

도 3에 도시한 바와 같이, 한 쌍의 상기 자석(311, 312)은 탠덤 구조로 상기 자석(311, 312)의 내측에 서로 마주보게 한 쌍의 자극편(313, 314)을 배치함으로써 한 쌍의 상기 자석(311, 312) 간의 이격거리를 여유 있게 유지하면서도 전기 접점에서의 자속밀도를 높게 유지할 수도 있다. 이때, 한 쌍의 상기 자극편(313, 314)은 높은 자속밀도가 가능한 연철 등의 자성재료를 사용할 수 있다. 또한, 일반적으로 자극편은 자석의 끝부분에 설치되는 자성재료편을 의미한다.As shown in Fig. 3, the pair of magnets 311 and 312 are paired by arranging a pair of magnetic pole pieces 313 and 314 facing each other inside the magnets 311 and 312 in a tandem structure. While maintaining the separation distance between the magnets 311 and 312 of the margin can also maintain a high magnetic flux density at the electrical contact. In this case, the pair of magnetic pole pieces 313 and 314 may use a magnetic material such as soft iron capable of high magnetic flux density. In addition, generally, the magnetic pole piece means a magnetic material piece installed at the end of the magnet.

한 쌍의 상기 자극편(313, 314)는 한 쌍의 상기 자석(311, 312)의 끝단에 구비되고, 상기 자극편(313, 314)은 상기 자석(311, 312)과 접하는 일단의 단면적에 비하여 상기 자석(311, 312)에 접하지 않는 타단의 단면적이 좁아지게 되는 테이퍼형 구조로 형성될 수 있다.The pair of magnetic pole pieces 313 and 314 are provided at the ends of the pair of magnets 311 and 312, and the magnetic pole pieces 313 and 314 are provided at one end of the cross-sectional area in contact with the magnets 311 and 312. Compared to the magnets 311 and 312, the cross-sectional area of the other end that is not in contact with each other may be formed in a tapered structure.

이로 인해, 한 쌍의 상기 자극편(313, 314)의 좁은 단면적을 통해 빠져나오는 자속밀도는 상기 자석(311, 312)의 표면에서 발생된 원래의 자속밀도에 비하여 높아질 수 있다.
As a result, the magnetic flux density escaping through the narrow cross-sectional areas of the pair of magnetic pole pieces 313 and 314 may be higher than the original magnetic flux density generated on the surfaces of the magnets 311 and 312.

상기 전기적 소호부(320)는 상기 부하 회로부(200)의 인덕터(201)에서 발생하는 역기전력을 제한할 수 있다. 상기 전기적 소호부(320)는 상기 스위치(301)와 상기 부하 회로부(200)의 접점에 병렬로 연결되며 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 부하 회로부(200)의 상기 인덕터(201)에서 발생하는 역기전력을 인가하는 다이오드(321) 및 역기전력을 제어하는 제 2 저항(322)를 포함하여 구성될 수 있다.The electrical extinguishing unit 320 may limit back EMF generated from the inductor 201 of the load circuit unit 200. The electrical extinguishing unit 320 is connected in parallel to the contact of the switch 301 and the load circuit unit 200, as shown in Figure 4, generated in the inductor 201 of the load circuit unit 200 A diode 321 for applying the counter electromotive force and a second resistor 322 for controlling the counter electromotive force may be included.

상기 인덕터(201)에서 역기전력이 발생하려고 할 때 상기 부하 회로부(200)에 흐르는 전류를 상기 전기적 소호부(320)로 인가시킴으로써 역기전력의 크기를 제한할 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 상기 직류 차단기(300)의 전기 접점에서 발생되는 아크 전압은 하기의 식과 같이 표현될 수 있다.
When the counter electromotive force is generated in the inductor 201, the magnitude of the counter electromotive force may be limited by applying a current flowing in the load circuit unit 200 to the electrical extinguishing unit 320. At this time, the arc voltage generated at the electrical contact of the DC circuit breaker 300 according to the present invention can be expressed by the following equation.

Figure 112011100659760-pat00003
Figure 112011100659760-pat00003

단, VDC는 직류 전원부의 전압, L는 부하 회로부의 인덕터, RD는 전기적 소호부의 제 2저항, VARC는 아크 전압이다.
However, V DC is the voltage of the DC power supply part, L is the inductor of the load circuit part, R D is the second resistor of the electrical extinguishing part, and V ARC is the arc voltage.

이때, 상기의 식에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 부하 회로부(200)의 상기 인덕터(201)에서 발생되는 역기전력이 제거됨으로써 아크전압이 현격히 감소될 수 있다. 다만, 상기 제 2저항(322)에서 직류 전류를 차단하기 직전에 상기 부하 회로부(200)의 전류값과의 곱에 의한 전압강하가 발생되어 아크 전압을 증가시킬 수 있다. 반대로 상기 제 2저항(322)는 상기 부하 회로부(200)의 전류가 빠르게 영점이 되도록 상기 인덕터(201)에 저장되어 있는 에너지를 방출해 주는 기능을 한다.At this time, as can be seen in the above equation, the arc voltage can be significantly reduced by removing the back EMF generated from the inductor 201 of the load circuit unit 200. However, a voltage drop may be generated by multiplying the current value of the load circuit unit 200 immediately before the DC current is blocked by the second resistor 322 to increase the arc voltage. On the contrary, the second resistor 322 functions to release energy stored in the inductor 201 so that the current of the load circuit 200 quickly becomes zero.

즉, 상기 전기적 회로부(320)는 상기 부하 회로부(200)의 전류에 대한 감소기울기를 조정하고, 상기 직류 차단기(300) 접점에서 발생되는 아크 전압을 허용 범위 내로 제한할 수 있다.
That is, the electrical circuit unit 320 may adjust the slope of the current of the load circuit unit 200 and limit the arc voltage generated at the contact of the DC circuit breaker 300 within an allowable range.

본 발명의 실시예에 따른 아크 소호 장치를 사용한 직류 차단기(300)를 이용하여 실제 실험을 수행하였다. 상기 실험에서는 상기 부하 회로부(200)의 전류는 10A에서 0A로 하강하게 되며, 하기의 표는 오실로스코프를 이용하여 측정된 차단시간과 차단이 진행되는 과정에서 발생되는 아크 전압에 대해 정리한 표이다.
The actual experiment was performed using a DC circuit breaker 300 using an arc extinguishing device according to an embodiment of the present invention. In the above experiment, the current of the load circuit unit 200 is lowered from 10A to 0A, and the following table summarizes the cutoff time measured using an oscilloscope and the arc voltage generated in the course of the cutoff.

아크 소호 장치의 유무Presence or absence of arc extinguishing device 차단시간(ms)Shutdown time (ms) 발생되는 아크 전압(V)Generated Arc Voltage (V) 아크 소호 장치가 없는 직류 차단기DC circuit breaker without arc extinguishing device 136.5136.5 335335 아크 소호 장치가 있는 직류 차단기DC circuit breaker with arc extinguishing device 15.515.5 315315

상기의 표 1의 결과에서 알 수 있듯이 상기 자기적 소호부(310)와 상기 전기적 소호부(320)가 구비된 직류 차단기(300)를 사용함으로써 차단 시간이 약 120(ms)이상 개선된 것을 확인하였고, 또한, 상기 부하 회로부(200)의 인덕터(201)에서 발생하는 역기전력을 제한하여 전기 접점에서 발생되는 아크 전압이 감소된 것을 확인 하였다.
As can be seen from the results of Table 1, it was confirmed that the blocking time was improved by about 120 (ms) or more by using the DC circuit breaker 300 provided with the magnetic extinguishing part 310 and the electrical extinguishing part 320. In addition, it was confirmed that the arc voltage generated at the electrical contact was reduced by limiting the counter electromotive force generated in the inductor 201 of the load circuit unit 200.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100 : 직류 전원부
200 : 부하 회로부
201 : 인덕터 202 : 제 1 저항
300 : 직류 차단기 301 : 스위치
310 : 자기적 소호부
311, 312 : 자석 313, 314 : 자극편
320 : 전기적 소호부
321 : 다이오드 322 : 제 2 저항100: DC power supply
200: load circuit part
201: inductor 202: first resistor
300: DC circuit breaker 301: switch
310: magnetic recall
311, 312: magnets 313, 314: magnetic pole pieces
320: electrical extinguishing unit
321 diode 322 second resistor

Claims (5)

직류 전원부(100)와 인덕터(201)가 구비되는 부하 회로부(200)를 연결하는 접점에 스위치(301)가 위치되는 직류 차단기(300)에 있어서,
상기 직류 전원부(100)의 (+) 단자 및 (-) 단자 중 선택되는 하나 또는 모두에 직렬로 연결되며, 적어도 한 쌍 이상의 자석(311, 312)이 상기 스위치(301)를 사이에 두고 나란히 배치되어 아크 전류에 대한 저항이 증가되는 자기적 소호부(310); 및
상기 스위치(301)와 상기 부하 회로부(200)의 접점에 병렬로 연결되며 상기 부하 회로부(200)의 인덕터(201)에서 발생되는 역기전력의 크기를 제한하는 전기적 소호부(320);를 포함하여 구성되는 아크 소호 장치를 사용한 직류 차단기.
In the DC circuit breaker 300 in which the switch 301 is located at a contact point connecting the DC power supply unit 100 and the load circuit unit 200 provided with the inductor 201,
It is connected in series to one or both selected from the (+) terminal and the (-) terminal of the DC power supply unit 100, and at least one or more magnets 311 and 312 are arranged side by side with the switch 301 therebetween. A magnetic extinguishing unit 310 in which resistance to arc current is increased; And
And an electrical extinguishing unit 320 connected in parallel to the contact point of the switch 301 and the load circuit unit 200 and limiting the magnitude of back EMF generated from the inductor 201 of the load circuit unit 200. Circuit breaker using arc extinguishing device.
제 1항에 있어서,
상기 자기적 소호부(310)는
한 쌍의 상기 자석(311, 312)에서 형성되는 자력선이 전기 접점에서 발생하는 아크 전류의 흐름 방향과 직각으로 배치되는 아크 소호 장치를 사용한 직류 차단기.
The method of claim 1,
The magnetic extinguishing unit 310
A pair of reminders A DC circuit breaker using an arc extinguishing device in which magnetic lines of force formed in the magnets (311, 312) are arranged at right angles to the flow direction of the arc current generated at the electrical contacts.
제 1항에 있어서,
한 쌍의 상기 자석(311, 312)은
각각의 상기 자석(311, 312)의 끝단에 구비되어 상기 자석(311, 312)간의 이격거리가 유지되도록 상기 자석(311, 312)을 지지하며, 탠덤 구조로 한 쌍의 상기 자석(311, 312)의 내측에 서로 마주보게 배치되는 한 쌍의 자극편(313, 314)이 더 구비되는 아크 소호 장치를 사용한 직류 차단기.
The method of claim 1,
The pair of magnets 311 and 312
The magnets 311 and 312 are provided at ends of the magnets 311 and 312 to support the magnets 311 and 312 so that the separation distance between the magnets 311 and 312 is maintained. The pair of magnets 311 and 312 has a tandem structure. The DC circuit breaker using the arc extinguishing device which is further provided with a pair of magnetic pole pieces (313, 314) which are arranged to face each other inside the).
제 3항에 있어서,
한 쌍의 상기 자극편(313, 314)은
한 쌍의 상기 자석(311, 312)과 접하는 일단의 단면적에 비하여 상기 자석(311, 312)에 접하지 않는 타단의 단면적이 좁아지게 되는 테이퍼형 구조로 형성되는 아크 소호 장치를 사용한 직류 차단기.
The method of claim 3,
The pair of magnetic pole pieces 313 and 314
A DC circuit breaker using an arc extinguishing device having a tapered structure in which the cross-sectional area of the other end not contacting the magnets (311, 312) becomes narrower than the cross-sectional area of one end in contact with the pair of magnets (311, 312).
제 1항에 있어서,
전기적 소호부(320)는
상기 부하 회로부(200)의 인덕터(201)에서 발생하는 역기전력을 인가하는 다이오드(321); 및
상기 역기전력을 제어하는 제 2 저항(322)을 포함하여 구성되는 아크 소호 장치를 사용한 직류 차단기.The method of claim 1,
Electrical extinguisher 320
A diode 321 for applying back electromotive force generated by the inductor 201 of the load circuit unit 200; And
DC circuit breaker using an arc extinguishing device comprising a second resistor (322) for controlling the counter electromotive force.
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