KR100341303B1 - 기중차단기 - Google Patents

Abstract

전기회로에서 부하전류 개폐와 단락전류 및 지락전류 등 고장전류 차단 등에 사용되는 기중차단기 중 R, S, T, N선을 갖는 3상 4선식 기중차단기에서 R, S, T상의 가동단자와 고정단자의 접점간격을 L1 이라 하고, 상기 N상의 가동단자와 고정단자의 접점간격을 L2 라고 할 때, Ll>L2를 만족하도록 R, S, T, N상의 가동단자와 고정단자의 접점 간격을 구성함으로써 N상의 가동단자가 R, S, T상의 가동단자 보다 접점에서의 개방시 분리 동작은 지연되고, 투입시 접속 동작은 우선적으로 시행되도록 하여 접지 장해 보호 장치의 적절한 운영 및 오동작이 제거되고, 교류 전원의 확실한 접지 효과를 얻을 수 있게되며, 지락 사고시 인명의 쇼크 위험을 감소 시키고, 전위 차에 의한 사고 발생을 완전히 예방할 수 있으며, 과도 전류가 발생될 수 없으므로 연결장치의 손상을 방지할 수 있고, 아크 발생이 매우 작아짐과 아울러 장치의 조작 개폐 실폐율이 감소되도록 한 것이다.

Description

기중차단기{AIR CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 기중차단기에 관한 것으로, 회로의 전기를 투입하는 경우에 중선선의 N상의 가동단자가 3상(R, S, T상)의 단자보다 접점에서 접속하는 시간은 빠르고, 개방시 중성선 N상의 가동단자가 3상의 단자보다 분리되는 시간은 지연되도록한 부하 전류 개폐와 단락 전류 및 지락 전류 등 고장 전류 차단 등에 사용되는 기중차단기에 관한 것이다. 종래의 기중차단기(3상 4선식)는 R, S, T, N상이 동시에 붙고 동시에 떨어지는 구조로 Y결선 방식에서 N상은 항상 상간전압의의 전압이 인가되어야 함에도 불구하고 회로의 투입 혹은 차단시 상간 접촉 시간의 차이로 투입시 N상이 R, S, T상보다 늦게 접속되고 개방시 N상이 다른 상보다 빨리 분리되는 경우가 빈번히 발생된다. 이 경우, 순간적으로 N상에 상간 전압이 인가되거나 N상이 접지에서 분리되는 현상이 발생 인명의 순간적인 감전 쇼크 사고의 요인을 내포하고 있다.

이 때문에 3상 4선식 기중차단기에서는 중성선(N상)이 다른 상(R, S, T상)보다 투입시 먼저 붙고 개방시 나중에 분리되는 기능이 요구되는 것이다.

일반적인 3상 4선식 기중차단기는 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 3상의 R, S, T의 전원 공급선과 중성선 N을 개폐하도록 구성되어 있다.

이때, 중성선 N은 기기의 손상 등을 미연에 방지하거나 국부적인 전기적인 사고가 광범위한 지역으로 확산되는 것을 방지하고자 지락전류, 단락전류, 뇌서지등에 의해서 발생되는 이상전류를 검출하기 위한 각종 계전기 등이 연결, 설치되어 있고, 3상 전압의 안정을 위하여, 다수의 접지 선이 연결되어 있어 안정적인 전력공급을 위하여 매우 중요한 역할을 하는 선로라 할 수 있다.

그러나, 종래의 기중차단기에서는 R, S, T, N이 동시에 투입되거나 차단되도록 설계되어지나, 실제적으로는 기계적인 오차로 인하여 R, S, T상보다 N상이 먼저 개방되거나, 연결 시에 R, S, T상이 N상보다 먼저 연결되는 경우가 빈번히 발생된다.

이러한 경우에는 R, S, T상이 활선 상태에서 N상은 3상과 분리된 상태가 되므로 3상은 외란에 매우 위험한 상태로 되어 중성선에 발생되는 과도적인 전류, 전압변동에 연계되어 동작되는 각종 계전기는 오동작을 발생하게되며, 특히, Y결선에서 중성점을 이용한 부하에는 상간 전압의의 전압이 인가되어야 하나 순간적으로 상간 전압이 돌입 하게되고 접지선이 활선 상태에서 개방되므로 인명에 대해 순간적인 감전사고가 발생할 수도 있다.

따라서 각종 기기 및 기기의 운영자는 위험에 노출되고, 특히 접지보호장치의 오동작이 유발되며, 지락사고시 인명 및 기기에 손상을 주게된다.

이와 같은 문제점을 감안하여 인출한 본 발명의 목적은 전원의 투입 및 개방시의 이상 전류 및 전압의 발생을 방지하여 인명 및 연결 장치의 손상을 방지하려는 것이다.

도 1은 일반적인 3상 4선식 기중차단기의 원리를 설명하기 위한 회로도이고,

도 2는 3상 4선식 Y결선 방식에서 부하 사용 예를 설명하기 위한 회로도이며,

도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 기중차단기 외형도이고,

도 4는 도 3의 선 A-A에 따라 절취하여 나타낸, 기중차단기의 투입 상태의 내부구조 단면도이며,

도 5는 도 3의 선 A-A에 따라 절취하여 나타낸, 기중차단기의 개방 상태의 내부구조 단면도,

도 6 : 본 발명 실시 예에 의한 기중차단기가 개방된 상태에서 R, S, T상 및 N상 가동단자와 고정단자 접점 사이의 간격(L1, L2)을 도시한 단면도,

도 7a 및 도 7b : 기중차단기가 투입시 N상이 먼저 접속하는 것을 설명하기 위한 동작 상태도와 투입완료 상태도, 및

도 8 : 기중차단기가 개방시 N상이 나중에 분리되는 것을 설명하기 위한 동작 상태도와 개방완료 상태도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

01 : 구동부 동력 전달축의 회전중심

02 : 도전부 가동자의 회전중심

L1 : R, S, T상 가동단자와 고정단자 접점거리

L2 : N상 가동단자와 고정단자 접점거리

FT : 고정단자

NT : N상 가동단자

MT : R, S, T상 가동단자

CR : 가동단자와 구동부의 구동 축을 연결하는 연결 ROD

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 기중차단기는 R, S, T, N선을 갖는 3상 4선식 기중차단기에 있어서,R, S, T상의 가동단자와 고정단자의 접점 간격을 L1이 라하고, 상기 N상의 가동단자와 고정단자의 접점간 간격을 L2라고 할 때, L1>L2를 만족하도록 R, S, T, N상의 고정단자와 가동단자의 접점간 간격을 구성함으로써 기중차단기 동작시 N상의 가동단자가 R, S, T상의 가동단자보다 접점에서의 개방 동작은 지연되고, 접속 동작은 우선적으로 수행하도록 한 것을 특징으로 한다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 의한 기중차단기의 외형도이고, 도4와 도5는도3의 선 A-A에 따라 단면 처리하여, 투입상태와 개방 상태로 나누어 도시한 내부구조도이며, 도6에서의 도전부를 확대하여 고정단자(FT)와 R, S, T상 가동단자(MT)의 접점 사이의 거리 L1과 고정단자(FT)와 N상 가동단자(NT)의 접점사이의 거리 L2를 도시한 도면이고, 도7과 도8은 기중차단기의 투입시 N상 가동단자(NT)가 R, S, T상 가동단자(MT)보다 먼저 접속하고 개방시 N상의 가동단자(NT)가 R, S, T상 가동단자(MT) 보다 늦게 분리되는 것을 설명하기 위한 도면이다.

본 발명 실시 예에 의한 기중차단기는 도4에 도시한 바와 같이 R, S, T상 3상의 가동단자(MT)와 고정단자(FT) 점점 간의 거리 L1이 중성선 N상의 가동단자(NT)와 고정단자(FT) 접점간의 거리 L2보다 크게 구성되어 있다.

도 4에 도시된 바와 같이, L1과 L2가 이와 같이 구성되는 기중차단기에서 기중차단기를 투입하고자 투입지령을 주면 기중차단기의 가동단자(MT)는 구동부 동력전달축 회전중심(01)을 중심으로 회전하는 회동자(11)의 회전에 따라, 가동단자(MT)가 결합된 가동자(13)와 구동부의 구동축을 연결하는 연결로드(CR)가 연동하여 이동됨으로써, 가동단자(MT)가 가동자(13)의 회전중심(02)을 중심으로 반시계 방향으로 회전되며, 도 7a에 도시된 바와 같이, 중성선 N상의 가동단자(NT)의 접점이 고정단자(FT) 접점과 먼저 접촉한 후 구동부(11)의 동작에 따라 계속 움직여 다른 3상(R, S, T)의 가동단자(MT)도, 도 7b에 도시된 바와 같이 고정단자(FT)와 완전히 접속하면 투입동작을 완료하게 된다.

여기에서, 상기 연결로드(CR)는, 상기 회동자(11)와 가동자(13)의 각각의 회전지지점을 잇는 가상선의 한쪽 방향에서만 이동하도록 상기 회동자(11)와가동자(13)에 힌지결합되고, 더욱이 상기 가동자(13)에 대한 상기 연결로드(CR)의 힌지결합은 상기 가동자(13)에 결합된 가동단자(MT, NT)의 고정단자(FT)에의 접점부위와, 가동자의 회전중심(02) 사이에서 이루어져 있다.

반대로, 개방 시에는 도5 및 도8에 도시된 바와 같이, 구동부의 작동에 따라, 가동단자(MT)는 가동자(13)의 회전중심(02)을 중심으로 시계방향으로 회전하며, 가동단자(MT)의 고정단자(FT)에 대한 분리는 도 8a에 도시된 바와 같이, 3상(R, S, T)의 가동단자(MT)가 고정단자(FT)로부터 먼저 분리된 후 중성선 N상의 가동단자(NT)가 고정단자로부터 분리되며 N상의 가동단자가 분리된 후 전체의 가동단자(R, S, T 상에서는 MT 라 하고, N 상에서는 NT 라 함)는 계속 움직여 도8b에 도시된 바와 같이 안전한 절연거리까지 분리된 후 개방 동작을 완료하며, 이때 R, S, T상의고정단자(FT)와 가동단자(MT)의 접점 거리는 L1, N상의 고정단자(FT)와 가동단자(NT)의 접점거리는 L2이다.

이상에서 설명한바와 같이 본 발명 기중차단기에 의하면 접지장해 보호장치의 적절한 운영 및 오동작이 제거되고, 교류전원의 접지효과를 얻을 수 있게되며, 지락 사고시 인명의 쇼크 위험을 감소시키는 효과가 있다.

또한, 전위 차에 의한 사고 발생을 완전히 예방할 수 있고, 이상전류 및 전압이 중성선에 돌입할 수 없으므로 연결장치의 손상을 방지할 수 있다.

Claims (1)

1. R, S, T, N선을 갖는 3상 4선식 기중차단기에 있어서,

   상기 가동단자는,

   투입시에는, 구동부 동력 전달축 회전중심(01)을 중심으로 회전하는 회동자(11)의 회전에 따라, 가동단자(MT)가 결합된 가동자(13)와 구동부의 구동축을 연결하는 연결로드(CR)가 연동하여 이동됨으로써, 가동단자(MT)가 가동자(13)의 회전중심(O2)을 중심으로 반시계 방향으로 회전되도록 회전 가능하게 지지되고, 개방 시에는, 구동부의 동작에 따라, 상기 가동자는 가동자 회전중심(02)을 중심으로 시계방향으로 회전하며, 가동단자와 고정단자의 분리는 3상(R, S, T)의 가동단자(MT)가 고정단자(FT)로부터 먼저 분리된 후 중성선 N상의 가동단자(NT)가 고정단자로부터 분리되며 N상의 가동단자가 분리된 후 전체의 가동단자(R, S, T, N상)는 계속 회동하여, 설정 절연거리까지 분리된 후 개방 동작을 완료하도록 구성되되,

   여기에서, R, S, T상의고정단자(FT)와 가동단자(MT)의 접점 거리를 L1, N상의 고정단자(FT)와 가동단자(NT)의 접점거리를 L2라고 할 때, Ll>L2를 만족하도록 R, S, T, N상의 가동단자와 고정단자간의 접점 간격을 마련하고,

   상기 연결로드(CR)는, 상기 회동자(11)와 가동자(13)의 각각의 회전지지점을 잇는 가상선의 한쪽 방향에서만 이동하도록 상기 회동자(11)와 가동자(13)에 힌지 결합되고, 더욱이 상기 가동자(13)에 대한 상기 연결로드(CR)의 힌지결합은 상기가동자(13)에 결합된 가동단자(MT, NT)의 고정단자(FT)에의 접점 부위와 가동자의 회전중심(02) 사이에서 이루어진 것을 특징으로 하는 기중차단기.