JP2004200164A - 熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 線路上に欠相が発生したことを表示する熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置を提供する。
【解決手段】 過電流通電時バイメタルの湾曲量に応じて水平移動するシフタ5、電源部20によって欠相状態を表示する表示部30、固定接点8aを具備する固定台8、垂直方向に移動可能であり可動接点10を具備する可動台9、シフタの水平移動に応じて回転可能な連動レバー12、シフタと連動レバーに接続される連結台14、連動レバーに近接して設けられ正常通電時可動台の移動を拘束し、欠相発生時可動台を拘束状態から解除するラッチレバー15を含んで構成される。
【選択図】 図２

Description

本発明は線路に過負荷、短絡、地絡(ground fault)などの異常事故電流が発生した時の事故電流を遮断して電力系統上の線路及び機器を保護する熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置に関するもので、特に、線路上に欠相が発生した時、使用者が分かるように表示する熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置に関するものである。

一般的に、配線用遮断器は工場、ビルなどの大手配電設備のうち、主に配電盤に設置されて無負荷状態では負荷側に電力を供給または遮断する開閉装置の役目をし、負荷の使用中には負荷電路に異常現象が発生して負荷電流を超過する大電流が流れた場合、電路の電線及び負荷側の機器を保護するために電源側から負荷側に供給される電力を遮断する遮断器の役目をする。

このために前記配線用遮断器はフレームの大きさと極数及び動作方式などによっていろいろな構造で製作されており、その基本的な構造はモールドケース、接触子、トリップ装置、開閉器具、消弧装置、端子を含んで構成される。

前記配線用遮断器の各構成要素に対して簡単に説明すれば次のようである。

先ず、前記モールドケースは絶縁材料で成型されたケースとカバーとから構成され、各部品が内部に取り付けられる空間を形成し、部品が内部に取り付けられると共に相間を縁切りする。そして内部器具からの感電を防止して異質物が内部に侵入することを防止する。

前記接触子は可動接触子と固定接触子とから構成され、各極毎に設けられて電路を開閉する。

前記トリップ装置は過電流または短絡電流を検出して開閉器具をトリップさせる。

前記開閉器具はトリップ装置のトリップ及び手動操作によって可動接触子を駆動して自動遮断及び開閉動作をする。

前記消弧装置は可動及び固定接触子間に発生したアークを消滅させる。

前記端子は電源側と負荷側の各極に組み立てられて外部の電線または導体と内部導体を接続する。

前記配線用遮断器の過電流トリップ装置は遮断器の内部に装着されて過電流を検出するもので、シリコーンオイルの粘度を利用する完全電子式、バイメタル(Bi-metal)の湾曲特性と固定及び可動鉄心を利用する熱動電子式、半導体素子を利用する電子式など大きく3種に区分される。

この中、前記熱動電子式トリップ装置は過電流によってヒーターが発熱され、その熱でバイメタルが湾曲されて電路を自動的に遮断させる遅延トリップと、比較的大きい過電流によって固定鉄心が可動鉄心を吸引して電路を自動的に遮断させる瞬時トリップを行うようになる。この時、前記遅延トリップはバイメタルの湾曲によって遮断器を遮断させ、前記瞬時トリップは電磁石の原理で可動鉄心を吸引して遮断器を遮断させる。

このような従来の熱動電子式配線用遮断器は図1に図示されたように、モールドケース1と、電流通電時ヒーター3の発熱量に比例して湾曲されるバイメタル2と、前記バイメタル2の上端に結合されて過電流通電時、前記バイメタル2の湾曲量によって水平移動する第1及び第2のシフタ4、5と、前記第1及び第2のシフタ4、5に形成された貫通孔に突起を介して結合して前記第1及び第2のシフタ4、5の動きによって所定の角度に回転して駆動部のラッチ(未図示)を回転させて電源を遮断するシフタレバー6を含んで構成される。ここで、説明しない符号14は連結台であり、符号7は補助装置のフレームである。

以下、前記構成を有する従来の熱動電子式配線用遮断器に対して説明する。

先ず、定格電流の通電時、前記ヒーター3は一つの低抗体となって発熱し、前記バイメタル2は前記ヒーター3から発生された熱によって湾曲する。この時、前記バイメタル2の上端に結合された前記第1及び第2のシフタ4、5は前記バイメタル2の湾曲方向と同一の方向に水平移動をする。

前記第1及び第2のシフタ4、5には孔が形成されており、それぞれの孔には前記シフタレバー6の突起が結合されている。

正常な通電時、前記ヒーター3によって一定の湾曲を維持していた前記バイメタル2はその湾曲量に応じて前記第1及び第2のシフタ4、5を湾曲方向に移動させる。

この時、もしも3相(R相、S相、T相)中のいずれかの相に欠相が発生すると欠相が発生しないほかの2相に電流が分配されて流れるので過負荷がかかるようになる。したがって、前記熱動電子式配線用遮断器の負荷側に連結された負荷に致命的な損傷をもたらす。

一方、欠相が発生した相には電流が流れないので前記ヒーター3が発熱しないので、これによって湾曲された前記バイメタル2はまた初めの状態に戻るようになる。この時、前記バイメタル2が初めの状態に戻るために湾曲の反対方向にのびるようになると、前記バイメタル2の端に結合された前記シフタ5も湾曲の反対方向に動くようになる。そして、前記シフタ5の動きによって前記シフタレバー6は湾曲方向に回転することになり、この回転によって前記シフタレバー6の端部が駆動部のラッチ(未図示)を回転させて電源を遮断するようになる。

かつ、遮断器の本体には通常の補助装置が付着された状態で用いられ、事故電流によって負荷側や電源側に異常が発生すると検出部と開閉器具部が動作して接点部の接点を離隔させるトリップ動作が行われ、この時、補助装置は検出部または開閉器具部の動作に応じて連動しながらその信号を外部に表示する。

しかしながら、前記構成を有する従来の熱動電子式配線用遮断器は過電流や瞬時電流などの事故電流によるトリップ動作を外部に表示する機能はあるが、欠相による遮断器のトリップ動作を別に表示する機能は有していない。

すなわち、遮断器で3相(R相、S相、T相)中のいずれかの相に欠相が発生する場合、負荷側の線路に過度な熱が発生してこの熱によって致命的な損傷をもたらすが、従来のものでは遮断器のトリップ動作時、この遮断器が過電流や瞬時電流によってトリップされたのか、または欠相によってトリップされたのかが分からなかったので、欠相に対する迅速な措置をとるのが難しいという問題があった。

本発明は前記問題点を解決するためになされたもので、本発明の目的は線路上に欠相が発生した時、使用者が分かるように表示することによって、使用者が欠相に対して速かに対処することができ、欠相によって過度な熱が発生して惹起される致命的な損傷を予め防止することができる熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置を提供することにある。

前記本発明の目的は、電流通電時、ヒーターの発熱量に比例して湾曲されるバイメタルと、前記バイメタル上端に結合されて過電流通電時、前記バイメタルの湾曲量に応じて水平移動するシフタとを具備した熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置において、
電力を供給する電源部と、
前記電源部によって前記配線用遮断器の欠相状態を表示する表示部と、
前記電源部に電気的に接続され、固定接点を具備する固定台と、
垂直方向に移動可能であり、可動接点を具備し、前記固定接点と前記可動接点が接触された時、前記電源部と前記表示部とともに欠相状態を知らせる回路を構成する可動台と、
前記シフタの水平移動に応じて連動回転が可能な連動レバーと、
水平移動する前記シフタの動力を前記連動レバーに伝逹するため、前記シフタと前記連動レバーに接続される連結台と、
前記連動レバーに近接して設置され、正常通電時前記可動台の移動を拘束し、欠相発生時前記可動台を拘束状態から解除するラッチレバーと、を含んで構成されたことを特徴とする熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置を提供することによって達成される。

本発明による熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置によれば、過電流や瞬時電流による遮断器のトリップを表示する機能以外に、欠相による遮断器のトリップを表示する機能をさらに具備することによって、使用者が欠相に対して速かに対処することができ、欠相によって過度な熱が発生して惹起される致命的な損傷を予め防止することができる效果がある。

以下、添付図面を参照して本発明の実施例に対して詳細に説明する。そして、従来と同一の構成を有す構成要素は従来と同一の図面符号を使って説明する。

図2は本発明による熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置を示す斜視図であり、図3は図2の一部分解斜視図である。

本発明による熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置は図1に図示された配線用遮断器のモールドケース1内に設けられた第1及び第2のシフタ4、5を利用して欠相信号を補助装置に伝逹して表示するように構成されている。

以下、本発明による熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置を図1乃至図3を参照して説明する。

本発明の熱動電子式配線用遮断器は図1に図示されたように、モールドケース1と、電流通電時、ヒーター3の発熱量に比例して湾曲されるバイメタル2と、前記バイメタル2上端に結合されて過電流通電時前記バイメタル2の湾曲量に応じて水平移動する第1及び第2のシフタ4、5と、前記第1及び第2のシフタ4、5に形成された貫通孔に突起を介して結合し、前記第1及び第2のシフタ4、5の動きによって所定の角度で回転して駆動部のラッチ(未図示)を回転させて電源を遮断するシフタレバー6とを含んで構成される。ここで、説明しない符号14は連結台であり、符号7は補助装置のフレームである。

前記連結台14は前記第1及び第2のシフタ4、5と連動レバー(図2の12)間に設けられ、欠相によって前記第1及び第2のシフタ4、5が水平移動する時、この水平移動力を前記連動レバー12に伝逹して連動レバー12が回転されるようにする。

そして、前記第1及び第2のシフタ4、5の間にはシフタレバー６が結合されており、前記シフタは前記バイメタル2に結合されてバイメタル2の形状変位に応じて図面を基準として左側または右側方向に移動する。

定格電流の通電時、前記ヒーター3は抵抗となって発熱をすることになってこの熱によって前記バイメタル2は熱量と比例する距離だけ図面上左側方向に湾曲をし、湾曲時前記バイメタル2の上端に結合している前記第1及び第2のシフタ4、5は前記バイメタル2の湾曲方向と同一の方向に水平移動をするようになる。

前記第1及び第2のシフタ4、5には孔が形成されており、それぞれの孔には前記シフタレバー6の突起が結合されている。

正常な通電時、抵抗として作用している前記ヒーター3によって一定の湾曲を維持していた前記バイメタル2はその湾曲量に応じて前記第1及び第2のシフタ4、5を左側方向に移動させる。この時、もしも3相(R相、S相、T相)中のいずれかの相に欠相が発生する時には欠相の発生した相は電流が流れなくなり、電流が流れなければ自然に前記ヒーター3の発熱量がなくなって、これによって湾曲された前記バイメタル2は右側方向に移動するようになる。

前記補助装置フレーム7には固定接点8aがある固定台8と可動接点10がある可動台9が設けられている。前記固定台8は電源部20に連結されており、前記可動台9は可動接点を具備し、垂直方向に移動可能であり、前記表示部30に電気的に連結され、前記固定接点と前記可動接点が接触された時、前記電源部と前記表示部と一緒に欠相状態を知らせる回路を構成する。前記可動台9はその下端部がスプリング11によって支持されてスプリング11によって常に上昇するようにバイアスされている。

前記補助装置のフレーム7には前記シフタの水平移動に応じて連動する連動レバー12がピン13を中心に回転可能に設けられている。前記連動レバー12と前記第2のシフタ5の間には水平移動する前記シフタ5の動力を前記連動レバー12に伝逹するため、前記シフタ5と前記連動レバー12に接続される連結台14が設けられている。前記連結台14の一端側は前記第2のシフタ5の一端側と接続され、前記連結台14の他端側の突起14aは前記連動レバー12の孔12aを介して結合されている。

したがって、前記第2のシフタ5が水平移動すると前記連結台14が一緒に移動することになり、これによって前記連動レバー1２はピン13を中心に回転運動をするようになる。

前記連動レバー12に近接した位置にはラッチレバー15が軸15aを中心に回転可能に設けられており、前記ラッチレバー15の一端側には掛かりピン16が設けられており、前記掛かりピン16の下部には掛かりピン16を常に上方に押しあげるスプリング(未図示)が設けられている。

そして、前記ラッチレバー15は可動台9の移動を拘束したり解除できるようにその先端部が可動台9の移動経路上に位置したり移動経路から外れるように移動可能である。前記掛かりピン16の上端部は前記連動レバー12の一端側に接触されることができる位置に設けられている。

なお、本発明による熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置は図2に図示されたように、電源を供給する電源部20と、前記電源部20からの電流が前記可動接点10と固定接点8aの接触または分離によって供給または遮断されることによって前記配線用遮断器の欠相状態を表示したり表示を中止する表示部30を具備している。本発明の実施例にしたがって前記表示部30は欠相発生時、点灯されてこれを知らせるランプ、"欠相発生"という情報を表示する液晶ディスプレー、欠相表示の横に位置して欠相発生時、点灯するLED(Light Emitting Device)中のいずれかをも利用することができる。かつ、前記表示部30の実施例を代替したり追加して前記配線用遮断器の欠相発生時、前記固定台及び可動台の接触による閉回路の構成によって警告音を発生させて使用者に知らせるブザーも使用されることができる。

以下、上記構成を有する本発明による熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置の動作について図4〜図8を参照して説明する。

図4〜図6は本発明による熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置の動作状態図として、図4は遮断器に電源が投入される前の状態図であり、図5は遮断器が正常動作中である状態図であり、図6は遮断器が欠相によってトリップされた状態図である。

そして、図7〜図8は本発明による熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置を示す正面図として、図7は遮断器が正常動作中である状態図であり、図8は遮断器が欠相によってトリップされた状態図である。

先ず、図4は遮断器に電源が投入される前の状態図として、ラッチレバー15に設けられた掛かりピン16は連動レバー12によって押されて突出されない状態でおり、ラッチレバー15の先端部は可動台9の上方移動を阻止する位置に位置することになる。

この時、前記可動台9はスプリング11の弾性力によって図面上の上方にバイアシングする力を受けるが、前記可動台9の上方移動を阻止する位置に位置されたラッチレバー15によって上方への移動が拘束される。したがって、前記固定台8の固定接点8aと前記可動台9の可動接点10は離隔された状態で維持される。

このような状態で遮断器に電源が投入されて正常な定格電流が流れると前記バイメタル2が一定量だけ湾曲されて前記第1及び第2のシフタ4、5が一定の変位量だけ図面上の左側方向に移動することになり、図5に図示されたように前記連結台14によって前記第2のシフタ5と連結された前記連動レバー12はピン13を中心に図面上の反時計方向の回転をするようになる。 この時、前記ラッチレバー15に設けられた掛かりピン16はその下方に設けられたスプリング(未図示)の力によって上方に突出されて前記連動レバー12の一端側面に接触するように位置するようになる。

この時にも前記ラッチレバー15は前記可動台9の上方移動を阻止するように位置して前記可動台9の移動を拘束し、これによって前記固定接点8aと前記可動接点10は離隔されるようになる。

しかし、遮断器に欠相状態が発生すると、欠相された相に連結されたバイメタルが冷却しながら湾曲される前の元の形態に復元され、バイメタルの湾曲によって図面上の左側方向に移動されていた前記第2のシフタ5は、バイメタルの復元によって図面上の右側方向に移動するようになる。

このように、前記第2のシフタ5が移動をすると図6に図示されたように、前記連結台14によって前記第2のシフタ5と連結されている前記連動レバー12がピン13を中心に図面上の時計方向に回転するようになる。この時、前記ラッチレバー15に設けられた前記掛かりピン16が前記連動レバー１2の一端側に突出されているので、前記連動レバー12が回転するとその駆動力が掛かりピン16によってラッチレバー15に伝逹されて、ラッチレバー１5が軸15aを中心に図面上の反時計方向に回転するようになる。そして、前記ラッチレバー15の回転によって前記ラッチレバー15の先端部が前記可動台9の直上方の位置から外れるので、前記可動台9は前記ラッチレバー15の拘束状態から解除される。

したがって、前記可動台9は前記スプリング11の力によって図面上の上方に移動をするようになり、前記可動台9が上方に移動すると図8に図示されたように、前記可動台9の可動接点10が前記固定台８の固定接点8aと接触するようになる。

したがって、欠相発生前には接点が離れていて電流が流れないので動作表示装置が動作しないが、もしも欠相が発生して可動接点10と固定接点8aが接触をすると電源から接点を経由した表示装置までの電気回路が閉回路となって表示装置が動作するので欠相となってトリップされたことを使用者が分かるようになる。

以上で説明した本発明の望ましい実施例は例示の目的のために開示されたものであり、当業者なら本発明の思想と範囲の中で多様な修正、変更、付加などが可能であり、このような修正変更などは本発明の範囲に含まれると見なければならないものである。

従来の一般的な熱動電子式配線用遮断器の斜視図である。 本発明による熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置を示す斜視図である。 図2の一部分解斜視図である。 本発明による熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置の動作状態図（その１）である。 本発明による熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置の動作状態図（その２）である。 本発明による熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置の動作状態図（その３）である。 本発明による熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置を示す正面図（その１）である。 本発明による熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置を示す正面図（その２）である。

符号の説明

５…第２のシフタ
８…固定台
９…可動台
１２…連動レバー
１２ａ…孔
１３…ピン
１４…連結台
１４ａ…突起
１５…ラッチレバー
１６…掛かりピン

Claims (6)

1. 電流通電時、ヒーターの発熱量に比例して湾曲されるバイメタルと、前記バイメタル上端に結合されて過電流通電時、前記バイメタルの湾曲量に応じて水平移動するシフタとを具備した熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置において、
   電力を供給する電源部と、
   前記電源部によって前記配線用遮断器の欠相状態を表示する表示部と、
   前記電源部に電気的に接続され、固定接点を具備する固定台と、
   垂直方向に移動可能であり、可動接点を具備し、前記固定接点と前記可動接点が接触された時、前記電源部と前記表示部とともに欠相状態を知らせる回路を構成する可動台と、
   前記シフタの水平移動に応じて連動回転可能な連動レバーと、
   水平移動する前記シフタの動力を前記連動レバーに伝逹するため、前記シフタと前記連動レバーに接続される連結台と、
   前記連動レバーに近接して設けられて、正常通電時前記可動台の移動を拘束し、欠相発生時前記可動台を拘束状態から解除するラッチレバーと、を含んで構成されたことを特徴とする熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置。
2. 前記可動台は垂直方向に上昇するようにバイアスする弾性手段によって弾性支持されることを特徴とする請求項１記載の熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置。
3. 前記連結台は、前記シフタに係合するための第1突起が一端側に形成され、前記連動レバーに係合するための第2突起が他端側に形成されていることを特徴とする請求項１記載の熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置。
4. 前記ラッチレバーは一端側に弾性力が作用する掛かりピンを有し、前記連動レバーの回転時、前記連動レバーが前記掛かりピンにかかることによって前記ラッチレバーが一緒に回転されるようにしたことを特徴とする請求項１記載の熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置。
5. 前記表示部はランプ、液晶ディスプレー、 LEDの中のいずれかを利用したことを特徴とする請求項１記載の熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置。
6. 前記欠相表示装置は、前記配線用遮断器の欠相時、前記固定台及び可動台の接触によってブザーを鳴らすブザー部を含んで構成されたことを特徴とする請求項１記載の熱動電子式配線用遮断器の欠相表示装置。

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