KR200442853Y1 - 변류기가 내장된 삼상용 차단기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 분전반이나 배전반에서 입력되는 전원의 전류값을 감지하기 위한 센서인 변류기가 내장되는 삼상용 차단기에 관한 것이다.

본 고안은 각상의 전원이 입출력되는 입출력단자와 트립장치를 포함하여 구성되어 분전반이나 배전반에 설치되는 삼상용 차단기에 있어서, 상기 각상의 전원라인이 관통되도록 중공을 갖는 원형철심과 상기 원형철심에 감긴 2차코일로 구성되며, 상기 트립장치와 출력단자 사이에 장착된 각상별 변류기; 상기 변류기의 2차 코일과 차단기의 외부에 배치된 전류값 모니터링 시스템을 연결하기 위한 센서라인; 및 상기 센서라인이 차단기 외부로 인출될 수 있도록 차단기의 양측면에 상기 센서라인이 인출되는 인출구;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 변류기가 내장된 삼상용 차단기를 제공한다.

본 고안을 통해 변류기를 차단기의 장착틀에 내장함으로써 분전반의 내부공간을 확보할 수 있으며, 또한 분전반 설치에 있어 조립시간을 크게 단축할 수 있는 효과가 있으며, 차단기에는 변류기의 2차코일과 연결되는 센서라인이 관통되는 인출구가 형성되어, 상기 인출구를 통해 외부의 전류값 모니터링 시스템과 연결되도록 함으로써, 차단기 내부에 변류기를 내장하여 전류값의 감지도를 높일 뿐 아니라, 차단기 외부에서 전류값 모니터링 시스템을 통해 전류값을 실시간으로 감지하도록 할 수 있도록 함으로써 부하기기의 파손을 방지할 수 있다.

분전반, 차단기, 영상변류기, 변류기, 모니터링 시스템

Description

변류기가 내장된 삼상용 차단기{The three-phase circuit breaker with a current transformer}

본 고안은 분전반이나 배전반에서 입력되는 전원의 전류값을 감지하기 위한 센서인 변류기가 내장되는 삼상용 차단기, 다시 말해 3상 3선식 또는 3상 4선식의 삼상용 차단기에 관한 것이다.

보다 자세하게는, 과전류나 누전이 발생하였을 경우 이를 차단하여 회로나 부하기기 등을 보호하는 삼상전원이 입력되는 누전차단기 또는 배선용차단기 등의 내부에 각 상의 전류값을 감지하기 위한 센서를 내장하여 구성한 삼상용 차단기와 그를 이용한 전류값 모니터링 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 분전반이나 배전반에는 배선용차단기와 다수의 누전 차단기를 소정의 패널에 설치하여 과전류나 누설전류 등의 이상전류가 발생시에 전원의 공급을 차단하여 부하기기를 보호하고 있다.

상기 차단기들은 이상전류가 발생하였을 경우, 전원공급을 차단하기 위하여 내부에 트립장치를 구성하고 있다. 특히, 배선용차단기나 누전차단기의 경우에는 미세한 전류를 감지하여 이상 전류의 발생시 상기 트립장치를 작동시켜 전원을 차 단하기 위한 영상변류기(ZCT)가 내장되어 있으며, 또한 분전반 등에는 전류값을 감지하기 위한 센서로서 변류기(CT)가 설치되어 있다.

도 1은 종래기술에 따른 분전반 등에 변류기가 내장된 상태를 나타내는 상태도로서, 도시된 바와 같이 변류기(1)는 배선용차단기(2)의 후단에 설치되어 있다.

자세하게는, 배선용 차단기(2)는 3상(R, S, T)의 전원이 입력되어 출력되고 있으며, 배선용 차단기(2) 후단에는 전류값을 검출하기 위한 변류기(1)가 설치되어 있고, 부하로 전원을 공급하기 위한 다수의 누전차단기(3)가 설치되어 있다.

그러나, 이러한 구조의 분전반 등은 누전차단기(3)와 배선용차단기(2)를 설치하기 위한 패널(4)을 구성하고, 상기 패널(4)에는 변류기(1)를 설치하기 위한 장착구조와 장착공간을 포함하여야 함으로, 분전반 등의 구조가 복잡해지고, 특히 분전반 등과 같은 협소한 공간을 갖는 경우에 이러한 변류기(1)와 같은 다수의 센서를 분전반에 별도의 공간을 차지하면서 내장하는 것이 용이하지 않을 뿐만 아니라, 이러한 변류기(1)를 별도로 장착하기 위하여는 많은 시간이 소요되므로 분전반 등의 설치작업 시간이 늘어날 수밖에 없는 문제점을 갖고 있다.

또한, 전류를 민감하게 감지해야 하는 변류기(1) 등의 다수의 센서가 외부로 노출되도록 별도로 설치함으로써 정밀한 전류값을 감지하기가 매우 곤란하여 분전반 등의 전체 시스템의 안정성이 떨어지면서, 이로 인한 부하기기 등의 파손을 발생하는 문제가 야기되고 있다.

상기의 문제점을 해결하기 위하여 변류기를 삼상용 차단기에 내장시켜 분전반이나 배전반에 장착함으로써, 분전반 등의 공간을 확보할 수 있으면서 분전반 등의 조립속도를 크게 향상시키는 것을 목적으로 한다.

또한, 차단기에는 변류기를 장착하기 위한 구조설계를 함으로써, 변류기의 장착이 간단하면서도 또한, 외부의 전류값 감지장치와 연결되기 위한 변류기 라인의 배출이 용이하도록 형성된 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 차단기 내부에는 영상변류기를 갖추며, 변류기와 영상변류기를 관통한 각상의 전원라인이 차단기의 전원 출력단자로 꼬이지 않게 연결되기 위한 구조를 갖춘 삼상용 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 각상의 전원이 입출력되는 입출력단자와 트립장치를 포함하여 구성되어 분전반이나 배전반에 설치되는 삼상용 차단기에 있어서, 상기 각상의 전원라인이 관통되도록 중공을 갖는 원형철심과 상기 원형철심에 감긴 2차코일로 구성되며, 상기 트립장치와 출력단자 사이에 장착된 각상별 변류기; 상기 변류기의 2차 코일과 차단기의 외부에 배치된 전류값 모니터링 시스템을 연결하기 위한 센서라인; 및 상기 센서라인이 차단기 외부로 인출될 수 있도록 차단기의 양측면에 상기 센서라인이 인출되는 인출구;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 변류기가 내장된 삼상용 차단기를 제시한다.

또한, 상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 각상의 전원라인이 입출력되는 입출력단자와 트립장치를 포함하여 구성되어 분전반이나 배전반에 설치되는 삼상용 차단기에 있어서, 상기 각상의 전원라인이 관통되도록 중공을 갖는 원형철심과 상기 원형철심에 감긴 2차코일로 구성되며, 상기 트립장치와 출력단자 사이에 장착된 각상별 변류기; 상기 변류기와 차단기의 출력단자의 사이에 장착되며, 각상의 전원라인이 모두 관통되는 중공을 갖는 영상변류기; 및 상기 변류기의 2차 코일과 차단기의 외부에 배치된 전류값 모니터링 시스템을 연결하기 위한 센서라인;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 변류기가 내장된 삼상용 차단기를 제시한다.

상기 차단기의 내부에는 상기 변류기가 삽입되어 장착되도록 양측면에 가이드홈이 형성되며 하단에는 장착홈이 형성된 장착틀이 구성될 수 있다.

또한, 상기 가이드홈에는 기판이 더 장착되어, 상기 기판에 상기 2차코일과 센서라인이 부착됨으로써 서로 통전되도록 구성하고, 상기 기판에는 상기 각상의 전원라인이 관통할 수 있도록 관통홀이 형성될 수 있다.

상기 차단기의 내부에는 상기 영상변류기가 삽입되어 장착되도록 상기 영상변류기가 안착되는 안착홈이 형성된 장착틀이 구성되며, 상기 장착틀에는 영상변류기를 관통한 각상의 전원라인을 각각의 출력단자로 안내하기 위한 안내턱이 구성될 수 있다.

상기 센서라인이 차단기 외부로 인출될 수 있도록 차단기의 양측면에는 상기 센서라인이 인출되는 인출구가 각각 형성될 수 있다.

본 고안에 의한 변류기가 내장된 삼상용 차단기를 통해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

첫 번째로, 변류기를 차단기의 장착틀에 내장함으로써 분전반의 내부공간을 확보할 수 있으며, 또한 분전반 설치에 있어 조립시간을 크게 단축할 수 있는 효과가 있다.

두 번째로, 영상변류기가 장착되는 장착틀에는 안내홀이 형성된 안내턱을 구성함으로써, 다수의 전원라인이 영상변류기를 관통하더라도, 전원라인이 꼬이지 않고 출력단자로 배선되도록 하는 효과가 있다.

세 번째로, 차단기에는 변류기의 2차코일과 연결되는 센서라인이 관통되는 인출구가 형성되어, 상기 인출구를 통해 외부의 전류값 모니터링 시스템과 연결되도록 함으로써, 차단기 내부에 변류기를 내장하여 전류값의 감지도를 높일 뿐 아니라, 차단기 외부에서 전류값 모니터링 시스템을 통해 전류값을 실시간으로 감지하도록 할 수 있도록 함으로써 부하기기의 파손을 방지할 수 있다.

본 고안에 의한 변류기가 내장된 삼상용 차단기에 대해서, 이하 첨부된 도면을 참조하여 자세하게 설명한다. 이하 실시예에서는 삼상용 차단기에서 3상 3선식을 예로 설명하나, 상기의 구성은 3상 4선식에도 동일하게 적용할 수 있을 것임은 당업자의 입장에서 자명할 것이다.

도 2는 본 고안에 의한 변류기가 내장된 차단기를 나타내는 사시도이며, 도 3 및 도 4는 본 고안에 의한 실시예에 따른 변류기가 내장된 차단기를 나타내는 내 부 사시도이다.

도시된 바를 참조하면, 차단기(10)에는 3상의 전원이 입력되는 입력단자(100)와 출력되는 출력단자(200)가 구성되어 있다.

또한, 차단기 내부에는 이상전류가 발생하는 경우에 전원공급을 차단하기 위해 전원을 개폐하는 트립장치(300)가 구성되며, 트립장치(300)와 연결된 각상(R,S,T)의 전원라인(400)은 공급되는 각상의 전원을 출력단자로 연결하도록 배선된다.

상기 차단기(10)에는 각상의 전원라인(400)이 각각 관통하는 변류기(500)가 다수로 내장되어 있으며, 차단기(10)에는 변류기(500)가 장착되기 위한 장착틀(600)이 형성된다. 상기 장착틀(600)에는 다수의 변류기(500)가 끼워져 장착되도록 양측면에 가이드홈(620)이 형성되며, 하단에는 변류기가 끼워져 안착되는 장착홈(640)이 형성된다.

따라서, 세 개의 변류기(600)가 장착되는 경우에 중앙의 변류기는 장착틀(600)내에 형성된 장착홈(640)에 끼워져서 안착되며, 나머지 두 개의 변류기(500)는 장착틀(600)에 형성된 가이드홈(620)과 장착홈(640)에 끼워져 안착되도록 구성된다.

상기 변류기(500)는 각상의 전원라인(400)이 관통되도록 중공을 갖는 원형철심(520)과 상기 원형철심(520)에 감겨진 2차코일(540)로 구성되며, 상기 변류기(500)는 트립장치(300)와 출력단자(200) 사이에 장착된다.

또한, 차단기(10)에는 상기 변류기(500)와 차단기의 출력단자(200)의 사이에 장착되며, 각상의 전원라인(400)이 모두 관통되는 중공을 갖는 영상변류기(700)가 누설전류를 차단하기 위해 구성된다.

따라서, 변류기(500)를 관통한 각상의 전원라인(400)은 영상변류기(700)를 관통하여 출력단자(200)와 연결된다.

상기 차단기(10)에는 상기 영상변류기(700)를 장착하기 위한 장착틀(800)이 형성되며, 상기 장착틀(800)에는 영상변류기(700)가 삽입되어 장착되기 위한 안착홈(820)이 형성되며, 영상변류기(700)를 관통한 전원라인(400)이 각상의 출력단자(200)로 각각 연결될 수 있도록 장착틀(800)에는 전원라인(400)을 각각의 출력단자(200)로 안내하기 위하여 단차진 안내턱(840)을 구성된다.

상기 안내턱(840)은 단차지도록 형성되어 안내턱(840)과 영상변류기(700) 사이에는 안내홀(860)이 형성된다.

즉, 삼상차단기의 경우에 다수의 전원라인(400)이 영상변류기(700)를 관통하더라도, 각상의 전원라인(400)은 안내턱(840)과 영상변류기(700) 사이에 형성된 안내홀(860)을 통해 출력단자(200)로 각각 개별적으로 배선될 수 있는 구조로 형성되어, 다수의 전원라인(400)이 서로 꼬이지 않고 각상의 출력단자(200)로 배선되도록 할 수 있다.

도시된 바처럼, 상기 장착틀(800)은 차단기의 다수의 출력단자(200) 중 어느 하나의 출력단자(200)로부터 연장되어 일체화하여 형성될 수 있으나, 출력단자(200)와는 분리되어 별도로 장착틀(800)을 차단기에 형성할 수도 있을 것이다.

상기 변류기(500)의 원형철심(520)에 감긴 2차코일(540)과 연결되는 센서라인(560)이 구성되며, 상기 2차코일(540)과 연결된 센서라인(560)을 차단기(10)의 외부로 인출하기 위하여 차단기(10)에는 상기 센서라인(560)이 인출되는 인출구(900)가 형성된다.

상기 인출구(900)는 차단기(10)의 양측면에 각각 형성함으로써 변류기마다 형성된 다수의 센서라인(560)이 양측면으로 인출되도록 함으로써 쉽게 센서라인을 인출할 수 있도록 한다.

바람직하게는, 상기 변류기(500)의 장착틀(600)의 양측면에 형성된 가이드홈(620)의 일측에는 기판(660)이 더 장착될 수 있다.

상기 기판(660)의 정면에는 변류기(500)의 2차코일(540)을 부착하고, 상기 기판(660)의 배면에는 센서라인(560)을 부착하여, 2차코일(540)과 센서라인(560)을 서로 통전하게 하고, 센서라인(560)이 인출구(900)를 통해 인출되도록 함으로써, 다수의 센서라인(560)이 일괄적으로 기판(660)으로부터 인출구(900)를 통해 인출되도록 하여, 보다 수월하면서 복잡하지 않게 센서라인(560)을 인출구(900)로 인출할 수 있는 장점이 있다.

또한, 상기 기판(660)에는 상기 각상의 전원라인(400)이 각각 관통할 수 있도록 관통홀(665)이 다수로 형성된다.

도 5는 본 고안에 의한 변류기가 내장된 차단기를 통해 각상의 전원의 전류 값을 관리하기 위한 관리시스템의 구성도로서, 도시된 바와 같이 차단기의 인출구(900)를 통해 인출된 변류기의 센서라인(560)이 차단기(10)의 외부에 배치된 전류값 모니터링 시스템(20)과 연결되어 있다.

상기 모니터링 시스템(20)은 외부에 전류값을 감지할 수 있는 디스플레이 수단(22)을 포함하고 있으며, 바람직하게는 전류값을 실시간으로 측정하는 전류계나 전력계를 내장시켜 구성할 수 있다.

이를 통해, 분전반이나 배전반의 외부에서 위치한 모니터링 시스템(20)의 디스플레이 수단(22)에 전류값을 디스플레이함으로써 전류값을 실시간으로 감지할 수가 있으므로, 부하기기의 파손을 미리 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상 본 고안의 상세한 설명에서는 3상3선식 차단기에 관한 구체적인 실시예에 관해서 설명하였으나, 본 고안의 범위에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러가지 변형이 가능함은 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명하다 할 것이며, 특히 본 고안의 기술적 사상은 3상 4선식 차단기에도 적용가능함은 마찬가지로 자명하다 할 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 분전반에 차단기와 변류기가 장착된 상태를 나타내는 상태도이다.

도 2는 본 고안에 의한 변류기가 내장된 차단기를 나타내는 사시도이다.

도 3 및 도 4는 본 고안에 의한 실시예에 따른 변류기가 내장된 차단기를 나타내는 내부 사시도이다.

도 5는 본 고안에 의한 변류기가 내장된 차단기를 통해 각상의 전원의 전류값을 관리하기 위한 관리시스템의 구성도이다.

*도면의 주요부분에 대한 기호의 설명

10: 차단기 20: 전류값 모니터링 시스템

100: 입력단자

200: 출력단자 300: 트립장치

400: 전원라인 500: 변류기

520: 원형철심 540: 2차코일

560: 센서라인

600: 장착틀 620: 가이드홈

640: 장착홈 660: 기판

665: 관통홀 700: 영상변류기

800: 장착틀 820: 안착홈

840: 안내턱 860: 안내홀

900: 인출구

Claims (6)

1. 각상의 전원이 입출력되는 입출력단자와 트립장치를 포함하여 구성되어 분전반이나 배전반에 설치되는 삼상용 차단기에 있어서,

   상기 각상의 전원라인이 관통되도록 중공을 갖는 원형철심과 상기 원형철심에 감긴 2차코일로 구성되며, 상기 트립장치와 출력단자 사이에 장착된 각상별 변류기;

   상기 변류기의 2차 코일과 차단기의 외부에 배치된 전류값 모니터링 시스템을 연결하기 위한 센서라인; 및

   상기 센서라인이 차단기 외부로 인출될 수 있도록 차단기의 양측면에 상기 센서라인이 인출되는 인출구;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 변류기가 내장된 삼상용 차단기.
2. 각상의 전원라인이 입출력되는 입출력단자와 트립장치를 포함하여 구성되어 분전반이나 배전반에 설치되는 삼상용 차단기에 있어서,

   상기 각상의 전원라인이 관통되도록 중공을 갖는 원형철심과 상기 원형철심에 감긴 2차코일로 구성되며, 상기 트립장치와 출력단자 사이에 장착된 각상별 변류기;

   상기 변류기와 차단기의 출력단자의 사이에 장착되며, 각상의 전원라인이 모두 관통되는 중공을 갖는 영상변류기; 및

   상기 변류기의 2차 코일과 차단기의 외부에 배치된 전류값 모니터링 시스템을 연결하기 위한 센서라인;을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 변류기가 내장된 삼상용 차단기.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 차단기의 내부에는 상기 변류기가 삽입되어 장착되도록 양측면에 가이드홈이 형성되며 하단에는 장착홈이 형성된 장착틀이 구성된 것을 특징으로 하는 변류기가 내장된 삼상용 차단기.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 가이드홈에는 기판이 더 장착되어, 상기 기판에 상기 2차코일과 센서라인이 부착됨으로써 서로 통전되도록 구성하고, 상기 기판에는 상기 각상의 전원라인이 관통할 수 있도록 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 변류기가 내장된 삼상용 차단기.
5. 제 2항에 있어서,

   상기 차단기의 내부에는 상기 영상변류기가 삽입되어 장착되도록 상기 영상변류기가 안착되는 안착홈이 형성된 장착틀이 구성되며, 상기 장착틀에는 영상변류기를 관통한 각상의 전원라인을 각각의 출력단자로 안내하기 위한 안내턱이 구성된 것을 특징으로 하는 변류기가 내장된 삼상용 차단기.
6. 제 2항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 센서라인이 차단기 외부로 인출될 수 있도록 차단기의 양측면에는 상기 센서라인이 인출되는 인출구가 각각 형성된 것을 특징으로 하는 변류기가 내장된 삼상용 차단기.

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