KR100282641B1 - 차단기 소호부 고정 접촉자 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차단기 소호부 고정 접촉자에 관한 것으로서, 바닥면 상부에 돌출형성된 접촉자(10)에 의해 외부 가동 접촉자(20)와 상호 접촉되는 본체(30); 및 상기 가동 접촉자(20)의 개극시 이동 궤적을 따라, 상기 본체(30)의 내측면에 구비되어, 개극 도중 양 접촉자 간의 절연을 유지하는 절연부(40)를 포함하여 구성되어, 개극 속도를 가능한 빠르게 하고 발생 아크의 길이를 길게 함으로써, 소호부의 차단 성능을 향상시키고, 세트화하여 제작할 경우 작업 생산성을 높일 수 있으며, 그 크기 변경할 경우에는 소용량 제품에서 대용량 제품까지 다양한 크기의 제품에 적용가능한 매우 유용한 발명인 것이다.

Description

차단기 소호부 고정 접촉자

본 발명은 차단기 소호부 고정 접촉자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 가동 접촉자가 최초 개극된 후에도 소정 거리 이격된 다음 다시 개극 속도를 가속시키는 방향으로 힘이 가해짐으로써, 전체적으로 개극 속도를 보다 빠르게 하여 소호부의 차단성능을 향상시킬 수 있도록 한 소호기 차단부 고정 접촉자에 관한 것이다.

일반적으로 고압 전력기기 차단시에는 많은 에너지를 갖는 아크가 발생하게 되는데, 이러한 아크는 차단기의 부품들을 손상시킴으로써 수명을 단축시키는 것은 물론, 차단 특성을 저하시킴으로써 전력의 효율적인 제어를 불가능하게 하므로, 공급되는 고압의 전력을 보다 효과적으로 차단할 수 있도록 발생 아크를 소호시키기 위한 많은 방법이 현재 사용되고 있다.

배선급 차단기로 흔히 쓰이는 MCCB(Molded Case Circuit Breaker) 및 그 유사 제품의 소호부는 일반적으로 가동 접촉자와 고정 접촉자로 구성되는데, 이러한 소호부의 차단성능을 향상시키기 위해서는, 개극시 두 접촉자의 속도를 가능한 한 빠르게 하는 것과, 아크저항이 커질 수 있도록 접촉자 간에 발생하는 아크를 보다 길어지도록 하는 것이 매우 중요하다.

이와 같이 아크의 길이를 늘리고 개극 속도를 높여 차단성능을 향상시키기 위해서는 소호부의 구조적 개선이 있어야 하는 바, 국내의 경우에는 MCCB제품의 고정 접촉자로서 대부분 U자 형태의 것을 사용하고 있었으며, 이웃 일본에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 국내 제품보다 성능이 진전된 "디귿"자 형태의 것을 사용하고 있었다.

"디귿"자 형 고정 접촉자는 그 구조적 특성으로 인해, 발생아크에 자계가 가해짐으로써 아크를 외부로 길게 늘이는 한편, 고정 접촉자 및 가동 접촉자에 흐르는 전류에 의해 발생하는 인력 및 척력이 가동 접촉자에 합력으로 작용하여 초기 개극속도를 빠르게 함으로써, U자형 고정 접촉자에 비해 그 성능이 보다 우수 하였다.

그러나, 상기 "디귿"자 형 고정 접촉자는 소호부의 차단 성능을 향상시키기에 충분치 못하다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 접촉자 간의 개극 속도를 보다 빠르게 하고, 개극시 발생하는 아크의 길이를 보다 길게 하도록 한 차단기 소호부 고정 접촉자를 제공하는 데 그 목적이 있는 것이다.

도 1은 종래의 고정 접촉자의 구조를 도시한 것이고,

도 2는 본 발명에 따른 차단기 소호부 고정 접촉자의 일 실시예의 구조를 도시한 것이고,

도 3은 개극 과정에서의 도 2의 고정 접촉자 및 외부 가동 접촉자에의 전류 및 힘의 방향을 각각 도시한 것이다.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 접촉자 11 : 접촉면

20 : 가동 접촉자 30 : 고정 접촉자

35 : 단자부 40 : 절연부

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차단기 소호부 고정 접촉자는, 전류 차단기에 있어서, 외부 가동 접촉자와의 접촉이 이루어지는 접촉면; 상기 접촉면의 일 측단에서, 상기 가동 접촉자의 이동궤적 상에 공간을 확보하도록 돌출형성되되, 상기 접촉면과 소정 거리 이격된 곳이 반복절곡되어 있는 측면; 및 상기 측면의 상단에 형성되되, 외부 전원으로부터 전류가 인가되는 단자부를 포함하여 구성되는 것에 그 특징이 있는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차단기 소호부 고정 접촉자는, 상기 측면으로부터 1회에 한해 절곡된 절곡면이 형성되어 있던 종래의 "디귿"자형 고정 접촉자에 비해, 최초 절곡면으로부터 상기 접촉면 대향 방향 및 상기 측면 형성 방향으로 반복적으로 수회 절곡된 절곡면이 형성되어 있으므로, 하측에 형성된 "디귿"자형 구조에 의해 최초로 개극을 위한 힘을 받은 후, 다시 상부에 형성된 "디귿"자형 구조에 의해 추가적인 힘을 받음으로써, 전체적으로 개극 속도가 빨라져서 소호부의 차단 성능이 향상되는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 차단기 소호부 고정 접촉자의 일 실시예의 구성 및 동작에 대해 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차단기 소호부 고정 접촉자의 일 실시예를 도시한 것으로서, 바닥 접촉면(11) 상부에 돌출형성된 접촉자(10)에 의해 외부 가동 접촉자(20)와 상호 접촉되는 본체(30); 및 상기 가동 접촉자(20)의 개극시 이동 궤적을 따라, 상기 본체(30)의 내측면에 구비되어, 개극 도중 양 접촉자 간의 절연을 유지하는 절연부(40)를 포함하여 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차단기 소호부 고정 접촉자의 동작에 대해 상세히 설명하면 다음과 같다.

최초에 정상적인 상태에서 상기 접촉자(10)를 통해 상기 외부 가동 접촉자(20)와 상호 접촉상태를 유지하고 있던 상기 고정 접촉자 본체(30)에, 기 설정된 크기 이상의 전류가 흐르는 등 이상 상태가 발생하게 되면, 상기 본체(30)의 상면 우측에 형성된 단자부(35)를 통해 외부 전원으로부터 전류가 인가되고, 이 전류는 상기 본체(30)를 따라 계속 흘러 상기 접촉자(10)를 통해 상기 가동 접촉자(20)로 흘러 들어가며, 이에 따라 상기 고정 접촉자 본체(30) 및 상기 가동 접촉자(20)의 각 구성부분에서는 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같은 방향을 갖는 전류의 흐름이 생긴다.

그런데, 일반적으로 동일 방향의 전류가 흐르는 물체 간에는 상호 끌어당기는 인력이 작용하고, 반대 방향의 전류가 흐르는 물체 간에는 상호 밀쳐내는 척력이 작용하는 바, 도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 본체(30)의 최하단면(32)과 상기 가동 접촉자(20) 간에는 반대 방향의 전류가 흐르게 되어 상호 반발력(F1)이 작용하고, 반면에 상기 최하단면(32)의 직상부(34)와 상기 가동 접촉자(20) 간에는 동일 방향의 전류가 흐르게 되어 상호 인력(F2)이 작용한다.

상기 각 힘(F1,F2)의 합력은 상기 가동 접촉자(20)가 상기 접촉자(10)로부터 이격되어 도면 상에서 반시계 방향으로 회전하도록 작용하므로, 이상 상태 발생시 두 접촉자의 접촉이 해제되어 빠른 속도로 개극되게 된다.

본 발명에 따른 고정 접촉자는 단순히 "디귿"자 형태로 구성된 종래와는 달리, "디귿"자 형태가 중첩되어 있는 형태로 되어 있으므로, 상기 가동 접촉자(20)가 상기 합력에 의해 최초로 개극된 후일지라도, 반시계 방향으로 소정 각도 만큼 회전하다가 도 3b에 도시된 바와 같이, 상기 고정 접촉자 본체(30)의 최상단면(38)과 그 직하부(36) 사이에 위치하게 되면, 다시 상기에서와 동일한 작용을 하는 한 쌍의 힘(F1,F2)을 상기 최상단면(38) 및 상기 직하부(36)로부터 각각 받게 된다.

상기 작용하는 힘의 합력에 의해, 반시계 방향으로 회전중이던 상기 가동 접촉자(20)가 최초 회전속도 보다 추가적으로 가속되어 회전하므로, 상기 가동 접촉자(20)의 이동 거리 전체로 볼 때, 한번만 힘을 받았던 종래의 "디귿"자형 접촉자에 비해 보다 빠른 속도로 상기 고정 접촉자 본체(30)로부터 이격됨으로써, 소호부의 차단 성능이 향상되는 것이다.

이때, 상기 가동 접촉자(20)는 상기 직하부(36)의 우측부(도면 상에서 절곡부의 최우측면으로서, 전류가 수직 아래 방향으로 흐르는 부위)로부터 모멘트를 받게 되는 바, 상기 가동 접촉자(20)의 끝단부에 작용하게 되어 그 회전 지지점으로부터의 거리가 최대한 멀어지므로 모멘트 역시 최대한 크게 작용하게 된다. 따라서, 이에 의해서도 상기 가동 접촉자(20)의 개극 속도가 보다 빨라지게 된다. 도면에서는 상기 우측부가 독립적으로 절곡되어 있으나, 양자를 상호 연결형성하는 것도 가능할 것이다.

또한, 상기 개극 과정에서, 상기 고정 접촉자 본체(30)에 의해 발생하는 자계의 강도는 그 구조적 특성상 종래의 경우에 비해 커지므로, 상기 가동 접촉자(20)와 상기 본체(30) 사이에 발생하는 아크의 길이가 늘어나게 되어 역시 소호부의 차단 성능이 향상된다.

한편, 상기 본체(30)의 내측면에는, 상기 가동 접촉자(20)의 이동 궤적에 해당하는 면을 따라 절연 재료로 형성된 절연부(40)가 형성되어 있으므로, 개극 도중 양 접촉자 간에 절연을 유지할 수 있는 것은 물론, 상기 가동 접촉자(20)의 개극시 발생하는 아크의 상호 접촉으로 인해 발생할 수 있는 전류의 흐름을 방지하게 해준다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명에 따른 차단기 소호부 고정 접촉자는, 개극 속도를 가능한 빠르게 하고 발생 아크의 길이를 길게 함으로써, 소호부의 차단 성능을 향상시키고, 세트화하여 제작할 경우 작업 생산성을 높일 수 있으며, 그 크기 변경할 경우에는 소용량 제품에서 대용량 제품까지 다양한 크기의 제품에 적용가능한 매우 유용한 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 전류 차단기에 있어서,

   외부 가동 접촉자와의 접촉이 이루어지는 접촉면;

   상기 접촉면의 일 측단에서, 상기 가동 접촉자의 이동궤적 상에 공간을 확보하도록 돌출형성되되, 상기 접촉면과 소정 거리 이격된 곳이 반복절곡되어 있는 측면; 및

   상기 측면의 상단에 형성되되, 외부 전원으로부터 전류가 인가되는 단자부를 포함하여 구성되는 차단기 소호부 고정 접촉자.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 절곡된 형상은, 상기 측면이 돌출형성된 일 측단을 제외한 상기 접촉면의 타 측단의 둘레를 따라 상기 접촉면에 대향형성된 것을 특징으로 하는 차단기 소호부 고정 접촉자.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 가동 접촉자의 개극시의 이동 궤적 및 상기 절곡된 형상을 따라 절연부가 구비된 것을 특징으로 하는 차단기 소호부 고정 접촉자.
4. 전류 차단기에 있어서,

   차단 전류의 의한 상기 가동 접촉자의 개극시, 최초 개극에 따른 소정 거리 이동 후 상기 가동 접촉자에 대해 추가적인 개극 가속력을 가하는 절곡부가 형성된 차단기 소호부 고정 접촉자.