KR100379691B1

KR100379691B1 - 회로차단기의 접점개폐장치

Info

Publication number: KR100379691B1
Application number: KR10-2001-0018612A
Authority: KR
Inventors: 유만종
Original assignee: 엘지산전 주식회사
Priority date: 2001-04-09
Filing date: 2001-04-09
Publication date: 2003-04-10
Also published as: KR20020078297A

Abstract

본 발명은 회로차단기의 접점개폐장치에 관한 것으로서, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 고정배치되며 고정접점이 형성되어 있는 적어도 하나의 고정전극부와, 상기 고정접점과 상호 접촉 및 분리가능하도록 형성된 가동접점을 가지고 회동가능하게 배치되는 가동전극부를 구비한 회로차단기에 있어서, 상기 가동전극부의 일측에 상기 가동전극부와 연동하여 회동가능하게 배치되는 래치부재와; 상기 래치부재의 일측에 사고전류의 발생시 전원이 인가되어 자기장을 형성하는 요크와; 상기 래치부재와 상기 요크의 사이에 회동가능하게 배치되며 상기 요크의 전원인가시 일측이 상기 요크측으로 흡입되는 아마추어와; 상기 래치부재와 상기 아마추어사이에 회동가능하게 배치되어 상기 아마추어의 흡인시 상기 아마추어에 접촉가압되는 적어도 하나의 접촉부가 형성되어 있는 본체와, 상기 접촉부의 대향측에 상기 래치부재와 접촉되어 상기 래치부재이 회동을 억제시키는 래치홀더부를 구비한 크로스바를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 상호 연동되는 부품수를 줄여 사고전류를 신속하게 차단할 수 있으며, 부품투입수에 기인한 제조비용 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라 동작의 신뢰도를 제고시킬 수 있는 회로차단기의 접점개폐장치가 제공된다.

Description

회로차단기의 접점개폐장치{CONTACT POINT CLOSING/OPEN APPARATUS FOR CIRCUIT BREAKER}

본 발명은, 회로차단기의 접점개폐장치에 관한 것으로서, 특히 상호 연동되는 부품수를 줄여 사고전류를 신속하게 차단할 수 있으며, 부품투입수에 기인한 제조비용 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라 동작의 신뢰도를 제고시킬 수 있도록 한 회로차단기의 접점개폐장치에 관한 것이다.

회로차단기는 발전소 또는 변전소로부터 수용가의 전기설비에 이르기까지 전기회로에서 단락발생 등의 이상 상태에 의한 사고전류로부터 부하기기 및 선로보호를 목적으로 전기회로를 개폐하는 장치이다.

도 1은 종래의 회로차단기의 접점개폐장치의 종단면도이고, 도 2는 도 1의 요부확대 분해사시도이며, 도 3은 도 1의 투입상태를 도시한 도면이며, 도 4 및 도 5는 각각 래치부재의 투입전 및 투입후의 상태를 설명하기 위한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 회로차단기는, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱과, 케이싱의 내부에 고정배치되는 고정전극부(111)와, 고정전극부(111)와 상호 전기적으로 접촉 및 분리가능하게 배치되는 가동전극부(121)와, 과부하 및 사고전류를 검출하는 트립부(131)와, 전류의 차단시 가동전극부(121) 및 고정전극부(111)사이에 발생되는 아크를 소호시키는 아크소호부(137)를 구비하고 있다.

케이싱은 상하방향을 따라 상호 결합되어 내부에 수용공간을 형성하는 상부케이싱(101) 및 하부케이싱(103)으로 구성되어 있으며, 하부케이싱(103)의 내부에는 고정접점(112)을 구비하여 상호 소정 간격을 두고 이격배치된 복수의 고정전극부(111)가 설치되어 있다.

각 고정전극부(111)의 일측에는 고정접점(112)과 전기적으로 상호 접촉 및 분리가능한 가동접점(122)을 가지고 고정전극부(111)의 이격방향을 따라 배치된 회동축(124)을 중심으로 회동가능하게 가동전극부(121)가 배치되어 있다. 가동전극부(121)에는 가동전극부(121)를 회동구동시키기위한 상부링크(123) 및 하부링크(125)가 상호 연동가능하게 설치되어 있으며, 상부링크(123)의 일측에는 가동접점(122) 및 고정접점(112)이 상호 접촉된 상태 또는 분리된 상태로 유지될 수 있도록 하는 접점개폐장치가 구비되어 있다.

접점개폐장치는, 상부링크(123)의 일측에 상부링크(123)와 상호 연동가능하게 배치된 래치부재(143)와, 래치부재(143)와 접촉가능하게 배치되어 래치부재(143)의 회동을 억제시키거나 래치부재(143)의 회동을 허용하는 래치홀더(153)와, 래치홀더(153)를 상대회동가능하게 지지하는 홀더지지부재(163)와, 홀더지지부재(163)와 일체로 회동가능하게 결합되는 크로스바(173)를 포함하여 구성되어 있다.

래치부재(143)는 거의 “Ｌ”형상을 가지며 일측에는 측벽판(147)에 결합된 회동축(145)을 수용할 수 있도록 축공이 형성되어 있으며, 절곡영역은 상부링크(123)와 상호 상대운동가능하게 결합되어 있다. 타측 단부영역에는 래치홀더(153)와 접촉가능하게 돌출된 돌기부(146)가 형성되어 있다.

래치홀더(153)는 홀더지지부재(163)에 홀더핀(155)에 의해 상대 회동가능하게 결합되어 있으며, 홀더핀(155)에는 래치홀더(153)의 하단부가 래치부재(143)측으로 향하도록 래치홀더(153)를 탄성가압하는 홀더스프링(157)이 결합되어 있다.

홀더지지부재(163)는 크로스바(173)에 대해 상대회동가능하게 결합되어 있으며, 홀더지지부재(163)의 회동축에는 홀더지지부재(163)를 탄성가압할 수 있도록 홀더지지부재스프링(167)이 결합되어 있다.

크로스바(173)는 고정전극부(111)의 이격방향을 따라 배치된 회동축(175)을 중심으로 회동가능하게 결합되어 있으며, 크로스바(173)의 일측에는 크로스바(173)의 하측영역이 래치부재(143)측을 향하여 회동될 수 있도록 탄성력을 가하는 크로스바스프링(177)이 구비되어 있다.

한편, 래치부재(143)의 대향측에는 과부하 및 사고전류를 감지하는 트립부(131)가 형성되어 있으며, 트립부(131)에는 사고전류의 발생시 전원이 인가되는 요크(133)와, 요크(133)의 일측에 회동가능하도록 배치되어 요크(133)에 전원 인가시 일측이 요크(133)에 의해 흡인되고 대향측이 크로스바(173)에 접촉되어 크로스바(173)를 회동시키는 아마추어(135)가 상호 작용가능하게 개재되어 있다.

상부케이싱(101)에는 일측이 외부에 노출되고 타측은 상부케이싱(101)의 내부에 배치된 회동축을 중심으로 회동가능하게 배치되어 래치부재(143)를 투입위치로 리셋시키는 리셋핸들(105)이 구비되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 사고전류 등에 의해 요크(133)에 전원이 인가되면, 아마추어(135)는 요크(133)에 의해 하부영역이 흡인되어 회동축(136)을 중심으로 도면의 반시계방향을 따라 회동하게 된다. 아마추어(135)의 상부영역은회동축(136)을 중심으로 하향회동하여 크로스바(173)를 가압하게 되고, 이에 따라 크로스바(173)에 접촉되어 회동억제된 홀더지지부재(163)가 회동하게 된다.

홀더지지부재(163)가 회동됨에 따라 홀더지지부재(163)와 일체로 결합된 래치홀더(153)는 홀더지지부재(163)의 회동축(165)을 중심으로 크로스바(173)측으로 선회하게 되고, 래치홀더(153)에 의해 회동억제된 래치부재(143)는 걸림해제상태가 되어 회동축(145)을 중심으로 회동하게 됨으로써, 상부링크(123) 및 하부링크(125)는 도시 않은 스프링부재의 탄성력에 의해 회동되고 이와 연동하여 가동전극부(121)는 회동축(124)을 중심으로 회동되어 고정전극부(111)로부터 분리된다.

한편, 가동접점(122)과 고정접점(112)을 상호 접촉시키고자 할 경우에는, 리셋핸들(105)을 잡아 회동시키게 되면 리셋핸들(105)에 연동가능하게 결합된 래치부재(143)는 회동축(145)을 중심으로 회동되고, 돌기부(146)가 래치부재(143)에 접촉되게 된다. 돌기부(146)가 계속해서 회동하게 되면 래치홀더(153)는 홀더지지부재(163)에 대해 상대회동되다가 돌기부(146)가 소정의 위치를 통과하게 되면 홀더스프링(157)의 탄성력에 의해 초기위치로 복귀하게 되어 래치부재(143)가 차단위치로 회동되는 것을 방지하게 된다.

그런데, 이러한 종래의 회로차단기용 접점개폐장치에 있어서는, 래치부재(143)와 접촉가능하게 배치되는 래치홀더(153)와, 래치홀더(153)를 지지하는 홀더지지부재(163)와, 홀더지지부재(163)와 상대 회동가능하게 결합되는 크로스바(173)와, 홀더스프링(157), 홀더지지부재(163)를 탄성가압하는 홀더지지부재스프링(167), 크로스바스프링(177) 등을 포함하도록 되어 있어, 이들의 제조 및 조립에 상대적으로 많은 시간과 노력이 소요되는 문제점이 있다.

그리고, 이들의 상호 연동작용에 의해 트립이 이루어지도록 되어 있어 사고전류의 발생부터 사고전류의 차단까지의 시간이 연장되어 사고전류에 의한 손상이 상대적으로 증가하게 되는 문제점이 있다.

또한, 부품수의 증가에 따른 고장 또는 오동작의 우려가 크다고 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 상호 연동되는 부품수를 줄여 사고전류를 신속하게 차단할 수 있으며, 부품투입수에 기인한 제조비용 저감시킬 수 있을 뿐만 아니라 동작의 신뢰도를 제고시킬 수 있는 회로차단기의 접점개폐장치를 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 회로차단기의 접점개폐장치의 종단면도,

도 2는 도 1의 요부확대 분해사시도,

도 3은 도 1의 투입상태를 도시한 도면,

도 4 및 도 5는 각각 래치부재의 투입전 및 투입후의 상태를 설명하기 위한 도면,

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로차단기의 접점개폐장치의 종단면도,

도 7은 도 6의 요부확대 분해사시도,

도 8 및 도 9는 각각 도 6의 래치부재의 작용을 설명하기 위한 확대도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

21 : 고정전극부2 2 : 고정접점

31 : 가동전극부 33 : 가동접점

35 : 상부링크 39 : 리셋핸들

44 : 요크 46 : 아마추어

51 : 래치부재 57 : 걸림부

61 : 래치홀더 65 : 걸림턱

71 : 크로스바 72 : 본체

73 : 회동축 74 : 결합부

78 : 롤러 81 : 복귀스프링

상기 목적은, 본 발명에 따라, 내부에 수용공간을 형성하는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 고정배치되며 고정접점이 형성되어 있는 적어도 하나의 고정전극부와, 상기 고정접점과 상호 접촉 및 분리가능하도록 형성된 가동접점을 가지고 회동가능하게 배치되는 가동전극부를 구비한 회로차단기에 있어서, 상기 가동전극부의 일측에 상기 가동전극부와 연동하여 회동가능하게 배치되는 래치부재와; 상기 래치부재의 일측에 사고전류의 발생시 전원이 인가되어 자기장을 형성하는 요크와; 상기 래치부재와 상기 요크의 사이에 회동가능하게 배치되며 상기 요크의 전원인가시 일측이 상기 요크측으로 흡입되는 아마추어와; 상기 래치부재와 상기 아마추어사이에 회동가능하게 배치되어 상기 아마추어의 흡인시 상기 아마추어에 접촉가압되는 적어도 하나의 접촉부가 형성되어 있는 본체와, 상기 접촉부의 대향측에 상기 래치부재와 접촉되어 상기 래치부재이 회동을 억제시키는 래치홀더부를 구비한 크로스바를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 접점개폐장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 래치홀더부는 상기 본체에 대해 상대 회동가능하게 결합되는 것이 바람직하다.

상기 본체에 상기 래치홀더부와 구름접촉가능하게 배치되어 상기 래치홀더부의 회동을 억제시키는 롤러를 더 포함하는 것이 효과적이다.

그리고, 상기 요크의 전원차단시 상기 크로스바가 초기위치로 복귀되도록 상기 크로스바에 탄성력을 가하는 탄성가압수단을 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 일단이 상기 케이싱의 외부로 노출되도록 배치되고 타단은 상기 케이싱의 내부에 상기 래치부재와 연동가능하게 배치되어 상기 래치부재를 상기 투입위치로 리셋시키는 리셋핸들을 더 포함하는 것이 효과적이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로차단기의 접점개폐장치의 종단면도이고, 도 7은 도 6의 요부확대 분해사시도이며, 도 8 및 도 9는 각각 도 6의 래치부재의 작용을 설명하기 위한 확대도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 회로차단기는, 상하방향을 따라 상호 결합되어 내부에 소정의 수용공간을 형성하는 상부케이싱(11) 및 하부케이싱(13)과, 상기 케이싱(11,13)의 내부에 고정배치되며 고정접점(22)이 형성되어 있으며 통상 R, S, T 3상에 대응되게 배치되는 고정전극부(21)와, 고정접점(22)과 상호 접촉가능하게 형성된 가동접점(33)을 가지고 각 고정전극부(21)에 대해 회동축(32)을 중심으로 상대회동 가능하게 배치되는 가동전극부(31)와, 고정전극부(21) 및 가동전극부(31)의 둘레에 배치되어 각 접점(33,33)사이에 발생되는 아크를 소호시키는 아크소호부(41)와, 과부하 또는 사고전류발생시 이를 검출하는 트립부(43)를 포함하여 구성되어 있다.

가동전극부(31)의 회동축선방향을 따라 상호 인접배치된 가동전극부(31)의 사이에는 가동전극부(31)와 상호 연동가능하게 상부링크(35) 및 하부링크(37)가 배치되어 있으며, 상부케이싱(11)의 외부에 노출되도록 리셋핸들(39)이 회동가능하게 설치되어 있다.

트립부(43)는 사고전류의 발생시 전원이 인가되어 자기장을 형성하는 요크(44)와, 요크(44)의 일측에 거의 “Ｌ”형상을 가지고 회동가능하게 배치되며 일측이 요크(44)의 전원인가시 요크(44)측으로 흡입되는 아마추어(46)를 포함하여 구성되어 있다.

한편, 상부링크(35) 및 하부링크(37)의 일측에는 고정접점(22) 및 가동접점(33)이 상호 접촉된 상태, 즉 투입상태로 유지되도록 하고 사고전류발생시 고정접점(22)으로부터 가동접점(33)이 신속하게 분리될 수 있도록 하는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로차단기의 접점개폐장치가 구비되어 있다.

본 회로차단기의 접점개폐장치는, 일측이 상부링크(35) 및 리셋핸들(39)과상호 연동가능하게 결합되는 래치부재(51)와, 래치부재(51)의 투입위치시 래치부재(51)와 접촉되어 래치부재(51)의 회동을 억제시키는 래치홀더(61)와, 래치홀더(61)와 상대회동가능함과 동시에 일측에 배치된 회동축(73)을 중심으로 회동가능하게 배치되는 크로스바(71)와, 래치홀더(61)와 크로스바(71)사이에 개재되어 크로스바(71) 및 래치홀더(61)를 초기위치로 복귀시키는 복귀스프링(81)을 포함하여 구성되어 있다.

크로스바(71)는 가동전극부(31)의 회동축선방향을 따라 배치되는 본체(72)와, 본체(72)의 일측에 각 가동전극부(31)에 대응되게 배치된 아마추어(46)와 슬라이딩 가능하게 접촉될 수 있도록 아마추어(46)측으로 하향경사지게 형성된 복수의 접촉부(79)를 구비하고 있다.

본체(72)의 길이방향을 상부 중앙영역에는 회동축(73)에 의해 회동가능하게 결합될 수 있게 결합부(74)가 돌출형성되어 있으며, 결합부(74)에는 회동축(73)을 수용할 수 있도록 축공(76)이 형성되어 있다. 축공(76)의 일측에는 래치홀더(61)와 구름접촉가능하게 롤러(78)가 배치되어 있으며, 롤러(78)의 일측에는 래치홀더(61)의 상부영역이 접촉지지되어 있다.

한편, 래치부재(51)는 거의 “Ｌ”형상을 가지며 일측에는 고정판(53)에 회동핀(55)에 의해 회동가능하게 결합될 수 있도록 핀공이 형성되어 있으며, 핀공으로부터 소정 이격된 절곡영역에는 상부링크(35) 및 리셋핸들(39)이 상대운동가능하게 결합되어 있다. 끝단부에는 래치홀더(61)와 접촉될 수 있도록 걸림부(57)가 돌출형성되어 있다.

래치부재(51)와 크로스바(71)사이에는 래치부재(51)와 접촉되어 래치부재(51)의 회동을 억제시키는 래치홀더(61)가 배치되어 있으며, 래치홀더(61)의 일측에는 회동핀(63)을 수용할 수 있도록 핀공이 형성되어 있다. 래치홀더(61)의 일측에는 래치부재(51)의 걸림부(57)와 접촉될 수 있도록 걸림턱(65)이 형성되어 있으며, 회동핀(63)에는 일측이 크로스바(71)의 본체(72)에 접촉되고 타단은 래치홀더(61)에 접촉되어 래치홀더(61)와 크로스바(71)가 초기위치로 복귀되도록 하는 복귀스프링(81)이 결합되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 사고전류 등에 의해 요크(44)에 전원이 인가되면, 아마추어(46)는 요크(44)에 의해 하부영역이 흡인되어 회동축(47)을 중심으로 도면의 반시계방향을 따라 회동하게 된다. 아마추어(46)의 상부영역은 회동축(47)을 중심으로 하향회동하여 크로스바(71)의 접촉부(79)를 가압하게 되고, 크로스바(71)는 회동축(73)을 중심으로 도면의 시계방향을 따라 회동하게 된다.

크로스바(71)가 회동함에 따라 크로스바(71)의 롤러(78)에 의해 상부영역이 접촉지지되고 래치부재(51)의 걸림턱(65)과 걸림상태로된 래치홀더(61)는 회동핀(63)을 중심으로 도면의 시계방향을 따라 회전하게 된다. 이에 따라, 래치부재(51)의 걸림부(57)는 래치홀더(61)의 걸림턱(65)으로부터 걸림상태가 해제되어 도면의 반시계방향을 따라 회동하게 되고, 래치부재(51)에 연결된 상부링크(35)의 작용에 의해 가동전극부(31)는 고정전극부(21)로부터 분리되는 차단위치로 회동하게 된다. 여기서, 래치부재(51)의 가압력은 복귀스프링(81)의 탄성력보다 월등히 크므로 복귀스프링(81)은 압축되어 탄성력을 축적하게 되고, 래치부재(51)가 회동되면 래치홀더(61)는 복귀스프링(81)의 탄성력에 의해 초기위치로 복귀된다.

한편, 가동접점(33)과 고정접접을 상호 접촉시키고자 할 경우에는, 리셋핸들(39)을 잡아 회동시키게 되면 리셋핸들(39)에 연동가능하게 결합된 래치부재(51)는 회동핀(55)을 중심으로 회동되고, 래치부재(51)의 걸림부(57)는 래치홀더(61)에 접촉되어 래치홀더(61)를 가압한 상태로 상대 슬라이딩 이동하게 된다. 이에 따라, 래치홀더(61)는 회동핀(63)을 중심으로 도면의 시계방향을 따라 회전하고, 복귀스프링(81)은 압축되면서 탄성력을 축적하게 된다.

래치부재(51)가 계속해서 회동하여 걸림부(57)가 걸림턱(65)을 통과하게 되면 래치홀더(61)는 복귀스프링(81)의 탄성력에 의해 초기위치로 복귀되고, 이에 의해 래치부재(51)는 걸림부(57)가 걸림턱(65)에 접촉됨으로써 차단위치로의 회동이 억제된다.

전술 및 도시한 실시예에서는, 래치홀더와 크로스바를 각각 형성하고, 이들이 각각의 회동축을 중심으로 상대회동 가능하도록 구성한 경우를 예를 들어 설명하고 있지만, 크로스바의 일측에 래치부재와 접촉되어 래치부재를 회동억제시키는 래치홀더부를 형성할 수도 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 가동접점부와 상호 연동가능한 래치부재와, 사고 전류에 의한 전원인가시 자기장을 형성하는 요크와, 요크의 전원인가시 일측이 흡인되어 회동되는 아마추어와, 래치부재와 아마추어사이에 개재되어 래치부재의 회동을 억제시킴과 동시에 아마추어와 접촉되어 래치부재의 회동억제상태를 해제시키는 크로스바를 마련하여 상호 연동되는 부품수를 줄여 연동시간이 단축되도록 함으로써, 사고전류를 신속하게 차단할 수 있으며, 부품수의 절감에 따른 제조비용을 저감시킬 수 있는 회로차단기의 접점개폐장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면, 연동되는 부품수를 저감시킴으로써 고장률을 줄일 수 있어 동작의 신뢰도를 제고시킬 수 있는 회로차단기의 접점개폐장치가 제공된다.

Claims

내부에 수용공간을 형성하는 케이싱과, 상기 케이싱의 내부에 고정배치되며 고정접점이 형성되어 있는 적어도 하나의 고정전극부와, 상기 고정접점과 상호 접촉 및 분리가능하도록 형성된 가동접점을 가지고 회동가능하게 배치되는 가동전극부를 구비한 회로차단기에 있어서, 상기 가동전극부의 일측에 상기 가동전극부와 연동하여 회동가능하게 배치되는 래치부재와; 상기 래치부재의 일측에 사고전류의 발생시 전원이 인가되어 자기장을 형성하는 요크와; 상기 래치부재와 상기 요크의 사이에 회동가능하게 배치되며 상기 요크의 전원인가시 일측이 상기 요크측으로 흡입되는 아마추어와; 상기 래치부재와 상기 아마추어사이에 회동가능하게 배치되어 상기 아마추어의 흡인시 상기 아마추어에 접촉가압되는 적어도 하나의 접촉부가 형성되어 있는 본체와, 상기 접촉부의 대향측에 상기 래치부재와 접촉되어 상기 래치부재이 회동을 억제시키는 래치홀더부를 구비한 크로스바를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 접점개폐장치.
제1항에 있어서,

상기 래치홀더부는 상기 본체에 대해 상대 회동가능하게 결합되는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 접점개폐장치.
제2항에 있어서,

상기 본체에 상기 래치홀더부와 구름접촉가능하게 배치되어 상기 래치홀더부의 회동을 억제시키는 롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 접점개폐장치.
제1항에 있어서,

상기 요크의 전원차단시 상기 크로스바가 초기위치로 복귀되도록 상기 크로스바에 탄성력을 가하는 탄성가압수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 접점개폐장치.
제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서,

일단이 상기 케이싱의 외부로 노출되도록 배치되고 타단은 상기 케이싱의 내부에 상기 래치부재와 연동가능하게 배치되어 상기 래치부재를 상기 투입위치로 리셋시키는 리셋핸들을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 접점개폐장치.