KR100386629B1 - 회로차단기의 소호장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회로차단기에 관한 것으로, 특히 사고전류에 의해 가동접촉자가 고정접촉자로 부터 개리될 때 발생하는 아크를 신속히 소호하여 단락전류를 차단하는 부분인 소호장치에 관한 것이다.

본 발명은 고정접점(12)이 용접되고 아크런너(13)가 고정된 고정접촉자(11)와, 상기 고정접촉자에 접속되어 전류를 통전시키고 단락사고시 고정접촉자로 부터 개리되는 가동접촉자(14)와, 상기 가동접촉자가 고정접촉자로 부터 개리될 때 발생하는 아크를 소호시키는 복수개의 아크슈트(16)를 구비하고 상기 고정접촉자의 고정접점 주위에 가동접촉자와의 척력을 작용시키기 위한 슬롯(11a)을 형성한 회로차단기에 있어서, 상기 아크슈트의 최상단에 아크를 가동접촉자의 끝부분으로 유도하기 위해 제1밴딩부(17a) 및 제2밴딩부(17b)와 아크가스의 배기를 위한 배기공(18)이 있는 런너 그리드(17)를 설치하여서 된 것으로, 아크의 소호시간을 단축시켜 보다 높은 용량의 차단성능을 확보할 수 있게 된다.

Description

회로차단기의 소호장치{Are extinguishing device in circuit breaker}

본 발명은 회로차단기에 관한 것으로, 특히 사고전류에 의해 가동접촉자가 고정접촉자로 부터 개리될 때 발생하는 아크를 신속히 소호하여 단락전류를 차단하는 부분인 소호장치에 관한 것이다.

회로차단기는 전기선로상에 과부하나 단락전류가 발생할 때 자동적으로 회로를 차단하여 회로 및 부하기기를 보호하는 전기기기이다.

이러한 회로차단기는 크게 나누어 사고전류 발생시 이를 검출하는 검출기구부와, 상기 검출기구부의 검출신호 또는 차단기의 투입동작에 따라 접점을 개로시키거나 폐로시키는 개폐기구부와, 인입전원 및 부하기기의 전선을 연결하는 단자부로 구성되어 있다.

또한 단락사고의 발생시 단락전류가 차단되는 과정은 단락사고의 발생 →단락전류 통전 →단락전류 검출 →접점개극 및 아크발생 →아크소멸 →회복전압 인가의 순서로 이루어진다.

도 1은 종래 회로차단기의 소호장치를 나타낸 구성도로서 고정접촉자(1)에 고정접점(2)이 용접되어 있고 아크런너(Arc Runner)(3)가 리벳에 의해 고정되어 있으며, 가동접촉자(4)에는 가동접점(5)이 용접되어 있다.

상기 가동접촉자(4)는 통전시 고정접촉자(1)에 접촉된 폐로상태로 유지되다가 사고전류가 발생하면 검출기구부와 개폐기구부에 의해 도면상 상부로 회전운동을 하면서 고정접촉자(1)로 부터 개리되고, 이때 고정접촉자(1)와 가동접촉자(4)사이에 절연파괴로 인한 플라즈마 상태의 아크(7)가 발생하게 된다.

또한 상기 고정접촉자(1)와 가동접촉자(4)가 설치된 부분의 인접한 위치에는 가동접촉자(4)가 고정접촉자(1)로 부터 개리될 때 발생하는 아크를 유도하여 소호하기 위한 복수개의 아크슈트(Arc Chute)(6)가 설치되어 있다.

따라서 가동접촉자(4)가 회전하면서 고정접촉자(1)로 부터 개리될 때 발생하는 아크는 고정접촉자(1)에 고정된 아크런너(3)를 통해 아크슈트(6)로 이동되어 적층된 형상의 아크슈트(6)사이에서 신장 및 분단되고 각 아크슈트(6)간의 전압 발생에 의해 소호된다.

그러나 상기와 같은 종래의 장치는 가동접촉자(4)의 회전운동으로 발생된 아크가 고정접촉자(1)에 고정된 아크런너(3)를 통해 아크슈트(6)로 이동한 후 아크슈트(6)사이에서 신장될 때 아크(7) 기둥이 아크슈트(6)의 상단부를 경유하지 못하고 가동접촉자(4)의 가동접점(5)으로 이어지게 되므로 아크슈트(6)를 통한 충분한 아크전압의 상승치를 얻을 수 없으며, 아크의 유도가 아크슈트(6)의 전단부만을 통해 이루어지기 때문에 아크의 소호시간이 길어지게 된다.

또한 상기와 같은 종래의 장치는 아크열에 의해 아크슈트(6)의 용융 또는 가동접촉자(4)의 용융을 초래하여 단락전류 차단시간이 길어지고 단락차단이 실패할 우려가 많다.

따라서 차단용량이 큰 차단기에는 적합하지 않으며, 종래의 장치는 고정접촉자(1)와 가동접촉자(4)의 전류의 흐름방향이 같기 때문에 초기 단락전류의 돌입시에 역방향 전류에 의한 가동접촉자의 한류기능을 기대할 수 없다.

본 발명의 목적은 아크슈트에서의 아크 신장 및 분단 후 소호기능을 향상시키고 초기전류 돌입시의 전자반발력을 증대시켜 아크의 소호시간을 단축함으로써 높은 용량의 차단성능이 확보될 수 있는 회로차단기의 소호장치를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따라 고정접점이 용접되고 아크런너가 고정된 고정접촉자와, 상기 고정접촉자에 접속되어 전류를 통전시키고 단락사고시 고정접촉자로 부터 개리되는 가동접촉자와, 상기 가동접촉자가 고정접촉자로 부터 개리될 때 발생하는 아크를 소호시키는 복수개의 아크슈트로 구성되고 상기 고정접촉자의 고정접점 주위에 가동접촉자와의 척력을 작용시키기 위한 슬롯을 형성한 회로차단기에 있어서, 상기 아크슈트의 최상단에 아크를 가동접촉자의 끝부분으로 유도하기 위해 제1밴딩부 및 제2밴딩부와 아크가스의 배기를 위한 배기공이 있는 런너 그리드를 설치하여서 된 것 회로차단기의 소호장치가 제공된다.

도 1은 종래 회로차단기의 소호장치를 나타낸 구성도

도 2는 본 발명에 따른 회로차단기의 소호장치를 나타낸 구성도

도 3은 본 발명에 적용된 런너 그리드의 사시도

도 4는 본 발명에 적용된 고정접촉자의 사시도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 고정접촉자 11a : 슬롯

13 : 아크런너 13a : 돌출편

14 : 가동접점 16 : 아크슈트

17 : 런너 그리드 17a : 제1밴딩부

17b : 제2밴딩부 18 : 배기공

도 2는 본 발명에 따른 소호장치를 나타낸 구성도이고 도 3은 아크 그리드의 사시도이며, 도 4는 고정접촉자의 사시도이다.

고정접촉자(11)에는 고정접점(12)이 용접되어 있고 고정접점의 주위로는 가동접촉자와의 전자반발력을 얻기 위한 대략 U자 형상의 슬롯(11a)이 형성되어 있으며, 또한 상기 고정접촉자(11)에는 아크의 유도를 위한 아크런너(13)가 리벳에 의해 고정되어 있고 이 아크런너에는 하향 경사진 형상의 돌출편(13a)이 형성되어 있다.

가동접촉자(14)에는 가동접점(15)이 용접으로 고정되어 있다.

상기 고정접촉자(11)와 가동접촉자(14)의 인접한 위치에는 아크런너에 의해 유도된 아크를 신장 및 분단시키는 복수개의 아크슈트(16)가 설치되어 있으며, 상기 아크슈트(16)의 최상단부에는 런너 그리드(Runner Grid)(17)가 설치되어 있다.

상기 런너 그리드(17)에는 아크를 가동접촉자(14)의 끝단부쪽으로 유도하기 위한 하향 경사진 제1밴딩부(17a)와 상향 경사진 제2밴딩부(17b)가 형성되어 있고 제1밴딩부(17a)측에는 아크가스의 배기를 위한 배기공(18)이 형성되어 있으며, 상기 제2밴딩부(17b)의 폭은 가동접촉자의 선단부 폭과 같거나 선단부 폭보다 넓게 형성되어 있다.

이는 제2밴딩부(17b)측으로 흐르는 아크를 원활하게 가동접촉자(14)쪽으로 유도하기 위한 것이다.

상기와 같이된 본 발명의 작동을 설명한다.

회로차단기의 부하측에 단락이 발생하면 검출기구부에서 이를 검출하여 개폐기구부를 구동시키고 가동접촉자(14)는 개폐기구부에 의해 회전운동을 하면서 고정접촉자(11)로 부터 개리되며, 이때 전류에 의해 공기중의 절연이 파괴되어 고온의 플라즈마 상태인 아크(7)가 발생하게 된다.

이렇게 아크가 발생할 때 본 발명에 따른 고정접촉자(11)의 고정접점(12) 주위에는 U자 형상의 슬롯(11a)이 형성되어 이 슬롯(11a)이 가동접촉자(14)와 고정접촉자(11)에 흐르는 전류의 방향을 척력이 작용하는 방향으로 유도하게 되므로 가동접촉자(14)의 개리속도가 빨라지고, 이에따라 아크가 접점 주위에 머무르는 시간이 줄어들게 된다.

한편 가동접촉자(14)의 개리시에 발생된 아크는 아크런너(13)에 형성된 돌출편(13a)에 의해 빠르게 유도되어 아크슈트(16)쪽으로 이동한 후 아크슈트(16)사이에서 신장 및 분단되고 아크슈트(16)간의 전압발생에 의해 소호되는데, 상기와 같이 아크슈트(16)쪽으로 이동된 아크중의 일부는 가동접촉자(14)의 이동궤적과 동일하게 형성된 아크슈트(16)의 전단부를 통해 가동접촉자(14)로 유도되고 나머지 다른 일부는 런너 그리드(17)의 제1밴딩부(17a)와 런너 그리드(17)의 가동접촉자쪽 선단부에서 윗쪽으로 밴딩된 제2밴딩부(17b)를 통해 가동접촉자(14)의 끝부분으로 유도된다.

상기 과정에서 분배된 아크는 아크슈트(16)의 냉각효과와 음극 양극점을 통한 아크전압의 상승으로 전류영점에서 소호되어 전류차단 과정을 마치게 된다.

즉, 종래의 장치는 아크의 분배과정이 없기 때문에 아크가 아크슈트의 상단부를 경유하지 못하고 가동접촉자쪽으로 유도되고 이에따라 아크열에 의해 아크슈트나 가동접촉자가 용단되고 아크전압의 부족으로 인해 전류의 재발호가 일어나 차단시간의 지연이나 차단실패가 일어날 우려가 있지만, 본 발명의 소호장치는 아크를 분배하여 유도함에 의해 상기와 같은 문제를 해소할 수 있게 되는 것이다.

본 발명은 고정접촉자에 슬롯을 형성함과 함께 아크런너에 돌출편을 형성하여 가동접촉자가 고정접촉자로 부터 개리될 때 개리속도를 증가시킴은 물론 아크를 아크슈터쪽으로 신속히 유도할 수 있으며, 아크슈터의 최상단에 아크의 신장을 유도할 수 있는 런너 그리드를 설치하여 아크의 궤적을 분산, 변환시킴으로써 아크전압의 상승속도를 증대시켜 소호시간을 단축할 수 있고 보다 높은 용량의 차단성능을 확보할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 고정접점(12)이 용접되고 아크런너(13)가 고정된 고정접촉자(11)와, 상기 고정접촉자에 접속되어 전류를 통전시키고 단락사고시 고정접촉자로 부터 개리되는 가동접촉자(14)와, 상기 가동접촉자가 고정접촉자로 부터 개리될 때 발생하는 아크를 소호시키는 복수개의 아크슈트(16)로 구성되고 상기 고정접촉자의 고정접점 주위에 가동접촉자와의 척력을 작용시키기 위한 슬롯(11a)을 형성하여서 된 회로차단기에 있어서,

   상기 아크슈트의 최상단에 아크를 가동접촉자의 끝부분으로 유도하기 위해 제1밴딩부(17a) 및 제2밴딩부(17b)와 아크가스의 배기를 위한 배기공(18)이 있는 런너 그리드(17)를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 회로차단기의 소호장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,

   상기 런너 그리드의 제2밴딩부의 폭을 가동접촉자의 끝단부 폭보다 같거나 넓게 형성하여서 된 회로차단기의 소호장치.