KR100417579B1 - 회로차단기의 중성극 개폐장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의한 회로 차단기의 중성극 개폐장치는 회로차단기의 중성극 구조로서, 트립장치의 작동 및 개폐용 레버의 회동에 의해 회로가 차단되거나 연결될시 안전상의 이유로 중성선의 연결을 확보하도록 구성되는 회로차단기의 중성극 구조에 있어서, 상기 중성극은 회로의 개폐시 발생되는 아크를 소호하는 소호부에 인접하도록 장착된 고정접촉자과, 상기 개폐용 레버와 링크기구로 연결되어 연동되고 회전할 수 있도록 장착된 샤프트와, 회로의 개폐시 발생되는 아크를 소호하는 소호부에 인접하도록 장착된 고정접촉자과, 중성극 이외의 다른 극보다 상기 고정접촉자에 먼저 접할 수 있도록 상기 샤프트의 외주면에 장착되어 회전하며 상기 고정접촉자에 투입 및 차단되는 제1가동접촉자와, 상기 샤프트의 회전중심점을 기준으로 상기 제1가동접촉자와 대칭을 이루도록 장착되어 쌍 접점구조를 이루는 제2가동접촉자와, 상기 제2가동접촉자가 타측 접점에 회로적으로 항상 연결될 수 있도록 연결하는 연결수단이 구비되어 구성되므로, 상기 중성극의 동작 방식이 다른 극과 별개의 구조로 적용되어 속입지절의 특성이 확보되도록 하므로 투입 및 차단시에 중성선 접지에 의한 안전을 확보할 수 있도록 한 것이다.

Description

회로차단기의 중성극 개폐장치{APPARATUS FOR MAKE AND BREAK THE NEUTRAL POLE OF CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 쌍 접점형 회로차단기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 쌍 접점 구조를 가진 회로차단기의 중성극이 속입지절동작의 신뢰성을 확보할수 있도록 하는 기술에 관한 것이다.

일반적으로 4극형 차단기에 있어서 중성극은 안전상의 이유로 속입지절의 동작을 확보하도록 하고 있다.

여기서 속입지절이란 4극형 차단기에 있어서 동시 동작하는 다른 3개극 보다 중성극의 접점이 투입시 먼저 투입되어 중성선의 연결을 확보한 후 나머지의 다른 극이 동시 접촉하여 통전전로를 형성하도록 하고 차단시에는 다른 극의 차단이 이루어진 후 약간의 지연시간을 가지고 중성극의 차단이 나중에 이루어지도록 하는 동작을 말한다.

이와같이 중성극은 속입지절의 특성을 지니는 구조를 이루어야 하나, 종래의 쌍 접점형 회로 차단기에서 중성극의 접촉방식은 구조상의 특성으로 다른 극과 동일한 구조로 구성된다.

이러한 종래의 회로 차단기의 중성극 개폐장치는 다른 극과 동일한 구조를 이루므로 중성극 및 중성극을 제외한 다른 극의 구조는 도 1에 도시한 바와 같이, 내부 수용공간이 형성된 케이스(1)와, 상기 케이스(1)의 상부에 장착된 개폐용 레버(2)와, 상기 케이스(1)의 내부 수용공간에 장착된 트립(Trip)기구부(10)와, 상기레버(2) 및 트립기구부(10)의 동작에 따라 구동력을 전달하도록 장착된 링크기구(20)와, 상기 링크기구(20)에 의해 회전중심점(31a)을 중심으로 회전되며 전로를 통전 및 단락 시키는 접점부(30)와, 상기 접점부(30)의 주위에 장착된 소호부(3)로 구성된다.

상기 트립기구부(10)는 부하의 이상으로 순간적으로 큰 사고전류가 발생되면 사고전류를 차단시키기 위해 작동되는 트립장치(11)와, 상기 트립장치(11)의 동작에 의해 회동되는 네일(12)과, 상기 네일(12)에 의해 일측이 때때로 구속되며 타측은 핀으로 고정되어 회동되며 상기 링크기구(20)의 동작에 관여하는 래치홀더(13)로 구성된다.

상기 링크기구(20)는 중간이 절곡된 형상으로 일측이 상기 케이스(1)의 내측에 핀으로 고정되어 회동되며 타측은 상기 래치홀더(13)에 때때로 구속되는 래치(21)와, 상기 래치(21)의 중간 절곡부에 제1핀(27)으로 일측이 고정되어 회동되는 제1링크(22)와, 상기 제1링크(22)의 타측과 제2핀(26)으로 일측이 연결되어 회동하며 타측은 상기 접점부(30)에 제3핀(25)으로 연결되는 제2링크(23)와, 상기 제1링크(22) 및 제2링크(23)를 연결하는 제2핀(26)에 일측이 고정되며 타측은 상기 레버(2)의 제4핀(28)에 고정되는 텐션스프링(24)으로 구성된다.

상기 접점부(30)는 일정부위에 상기 제2링크(23)의 타측과 제3핀(25)으로 고정 연결되어 회전중심점(31a)를 기준으로 회전하도록 장착된 샤프트(31)와, 상기 샤프트(31)의 외주면 일정부위에 장착된 제1가동접촉자(32)와, 상기 샤프트(31)의 외주면에 상기 제1가동접촉자(32)가 장착된 위치와 180。의 위상차를 두고 상기 회전중심점(31a)을 중심으로 대칭되게 장착되어 쌍 접점구조를 이루는 제2가동접촉자(33)와, 상기 제1가동접촉자(32)와 반복적으로 접촉되도록 상기 제1가동접촉자(32)의 연장선상위에 장착된 제1고정접촉자(34)와, 상기 제1고정접촉자(34)와 상기 회전중심점(31a)을 중심으로 대칭되게 장착되어 상기 제2가동접촉자(33)와 반복적으로 접촉되는 제2고정접촉자(35)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 회로 차단기에서 중성극의 구조는 그 이외의 다른극들과 동일한 구조로 구성되기 때문에 회로 차단기에서 중성극의 접점이 동시동작하는 다른 극보다 투입시 먼저 투입되어 중성선의 연결을 확보한 후 나머지의 다른 극이 동시 접촉되어 통전전류를 형성하도록 하고 차단시에는 다른 극의 차단이 이루어진 후 약간의 지연시간을 가지고 중성극의 차단이 나주에 이루어지는 속입지절의 특성을 확보하기가 어렵다.

이는 쌍 접점 구조가 아닌 이전의 회로 차단기에서 적용되는 방식인 중성극의 가동자 설치각도를 다른 극의 가동자 설치각도와 상이하기 하여 먼저 접촉하고 나중에 개리되도록 하는 구조를 적용할 수 없는 것에 기인한다.

이와 같이 종래의 쌍 접점 방식의 회로 차단기는 중성극의 가동자를 다른 극과 동일한 구조를 갖도록하여 동시동작하도록 하는 구조를 채택하고 있으나 실제의 동작에 있어 다소의 작은 편차가 존재하므로 접촉 및 차단시 위험요소를 완전히 배제할 수 없고, 안전을 위한 속입지절의 동작 신뢰성을 확보할 수 없다.

상기한 바와 같은 점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 쌍 접점 방식 회로차단기의 중성극 구조에 있어서 중성극에 속입지절의 기능이 제공되는 회로 차단기의 중성극 개폐장치에 관한 것이다.

도 1은 종래의 회로차단기의 단면도,

도 2는 본 발명의 일 실시예인 중성극 개폐장치가 장착된 회로차단기의 단면도,

도 3은 도 2의 회로차단기에 전류가 투입되도록 링크기구가 구동된 상태의 요부구성도,

도 4는 도 2의 회로차단기에 전류가 차단되도록 링크기구가 구동된 상태의 요부구성도,

도 5는 도 2의 회로차단기에서 중성극 개폐장치가 속입지절의 특성을 갖도록 구성된 접점부의 요부구성도.

**도면의 주요 부위에 대한 부호의 설명**

130 : 접점부 131 : 샤프트

131a : 회전중심점 132 : 제1가동접촉자

133 : 제2가동접촉자 134 : 제1고정접촉자

135 : 리드와이어 136 : 접속판

137 : 접점

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 고안된 회로 차단기의 중성극 개폐장치는 트립장치의 작동 및 개폐용 레버의 회동에 의해 회로가 차단되거나 연결될시 안전상의 이유로 중성선의 연결을 확보하도록 구성되는 회로차단기의 중성극 구조에 있어서, 상기 중성극은 회로의 개폐시 발생되는 아크를 소호하는 소호부에 인접하도록 장착된 고정접촉자과, 상기 개폐용 레버와 링크기구로 연결되어 연동되고 회전할 수 있도록 장착된 샤프트와, 중성극 이외의 다른 극보다 상기 고정접촉자에 먼저 접할 수 있도록 상기 샤프트의 외주면에 장착되어 회전하며 상기 고정접촉자에 투입 및 차단되는 제1가동접촉자와, 상기 샤프트의 회전중심점을 기준으로 상기 제1가동접촉자와 대칭을 이루도록 장착되어 쌍 접점구조를 이루는 제2가동접촉자와, 상기 제2가동접촉자가 타측 접점에 회로적으로 항상 연결될 수 있도록 연결하는 연결수단이 구비되어 구성된다.

이하 본 발명의 일 실시예인 회로 차단기의 중성극 개폐장치를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명인 회로 차단기의 중성극 개폐구조에서 전류가 통전된 상태의 종단면도로써, 종래와 같은 구조로 이루어진 부분에는 동일 부호를 부여하여 설명한다.

쌍 접점 방식 회로 차단기의 중성극을 제외한 다른극의 구조는 종래와 동일한 구조를 이루며, 회로 차단기의 중성극 개폐장치는 도 2에 도시한 바와 같이 내부 수용공간이 형성된 케이스(1)와, 상기 케이스(1)의 상부에 장착된 개폐용레버(2)와, 상기 케이스(1)의 내부 수용공간에 장착된 트립(Trip)기구부(10)와, 상기 레버(2) 및 트립기구부(10)의 동작에 따라 힘을 전달하도록 장착된 링크기구(20)와, 상기 링크기구(20)에 의해 회전중심점(131a)을 중심으로 회전되며 전로를 통전 및 단락 시키는 접점부(130)와, 상기 접점부(130)의 주위에 장착된 소호부(3)로 구성된다.

상기 트립기구부(10)는 부하의 이상으로 순간적으로 큰 사고전류가 발생되면 사고전류를 차단시키기 위해 작동되는 트립장치(11)와, 상기 트립장치(11)의 동작에 의해 회동되는 네일(12)과, 상기 네일(12)에 의해 일측이 때때로 구속되며 타측은 핀으로 고정되어 회동되며 상기 링크기구(20)의 동작에 관여하는 래치홀더(13)로 구성된다.

상기 링크기구(20)는 중간부가 절곡되어 일측이 상기 케이스(1)의 내측에 핀으로 고정되어 회동되며 타측은 상기 래치홀더(13)에 때때로 구속되는 래치(21)와, 상기 래치(21)의 중간 절곡부에 제1핀(27)으로 일측이 고정되어 회동되는 제1링크(22)와, 상기 제1링크(22)의 타측과 제2핀(26)으로 일측이 연결되어 회동하며 타측은 상기 접점부(30)에 제3핀(25)으로 연결되는 제2링크(23)와, 상기 제1링크(22) 및 제2링크(23)를 연결하는 제2핀(26)에 일측이 고정되며 타측은 상기 레버(2)의 제4핀(28)에 고정되는 텐션스프링(24)으로 구성된다.

상기 접점부(130)는 일정부위에 상기 제3핀으로 상기 제2링크(23)의 타측을 고정 연결하여 회전중심점(131a)을 기준으로 회전하도록 장착된 샤프트(131)와, 상기 샤프트(131)의 외주면 일정부위에 장착된 제1가동접촉자(132)와, 상기샤프트(131)에 상기 제1가동접촉자(132)가 장착된 위치와 180。의 위상차를 두고 상기 회전중심점(131a)을 중심으로 대칭되게 장착되어 쌍 접점구조를 이루는 제2가동접촉자(133)와, 상기 제1가동접촉자(132)와 반복적으로 접촉되도록 상기 제1가동접촉자(132)의 연장선상위에 장착된 제1고정접촉자(134)와, 상기 제2가동접촉자(133)에 일측이 접합되어 장착되는 리드와이어(135)와, 상기 제2가동접촉자(133)에 일측이 장착된 리드와이어(135)의 타측이 접합되어 장착되고 접점(137)에 나사결합되는 접속판(136)으로 구성된다.

또한, 상기 샤프트(131)의 외주면에 장착되는 제1가동접촉자(132)의 장착위치는 중성극이 접촉 후 중성극 이외의 극이 접촉되도록 상기 회전중심점(131a)을 중심으로 상기 제1가동접촉자(132)와 상기 제1고정접촉자(134)가 이루는 변위각이 중성극 이외의 극보다 작도록 장착된다.

상기와 같이 구성된 회로 차단기의 링크기구(20)는 도 3에서 보는 바와 같이 상기 레버(2)가 도면에서 보는 바와 같이 왼쪽(도면의 b방향)으로 이동되면 상기 텐션스프링(24)이 상기 레버(2)의 일정부위에 장착되는 상측부를 고정하는 제4핀(28)의 위치가 왼쪽으로 이동된다.

상기 제4핀(28)의 고정위치가 왼쪽으로 이동되면 상기 제2핀(26)의 위치도 상기 텐션스프링(24)의 작용으로 왼쪽으로 이동되어 상기 제1링크(22) 및 제2링크(23)가 일직선 형상으로 변경되므로 상기 제3핀(25)의 위치가 반시계 방향(도면의 a방향)으로 이동된다.

마찬가지로 상기 레버(2)가 도 4에서 보는바와 같이 오른쪽(도면의 d방향)으로 이동되면 상기 텐션스프링(24)이 상기 레버(2)의 일정부위에 장착되는 상측부를 고정하는 제4핀(28)의 위치가 오른쪽으로 이동된다.

상기 제4핀(28)의 고정위치가 오른쪽으로 이동되면 상기 제2핀(26)의 위치도 상기 텐션스프링(24)의 작용으로 오른쪽으로 이동되어 상기 제1링크(22) 및 제2링크(23)가 일정한 각을 이루도록 꺽이게 되므로 상기 제3핀(25)의 위치가 시계 방향(도면의 c방향)으로 이동된다.

상기와 같은 링크기구(20)의 작동으로 인하여 상기 샤프트(131)는 상기 회전중심점(131a)을 기준으로 회전하게 된다.

도 5에서 보는 바와 같이 회로 차단기에서 중성극을 제외한 다른극의 상기 제1가동접촉자(32) 및 제2가동접촉자(33)가 공통된 회전중심점(131a)을 기준으로 상기 링크기구(20)의 제2링크(23)에 의하여 회전하면서 상기 회전중심점(131a)을 중심으로 대칭 되게 장착된 상기 제1고정접촉자(34) 및 제2고정접촉자(35)와 접촉하여 통전전로를 형성하고 인위적 조작이나 상기 트립기구부(10)에서 사고등을 감지하여 발생된 트립신호에 의해 반전하여 전로를 차단하고, 이때 발생되는 아크는 상기 소호부(3)에 의하여 소호된다.

동시에 중성극 개폐장치는 중성극의 상기 제1가동접촉자(132)가 다른 극의 상기 제1가동접촉자(32)보다 상기 제1고정접촉자(134)에 가깝도록 작은 변위각을 갖게 장착되어 먼저 접촉하고 나중에 분리되도록 하고, 이때, 반대쪽 면에는 상기 제2고정접촉자(35)가 접촉하지 못하는 문제점을 해결하기 위해 상기 제2고정접촉자(35) 및 상기 소호부(3)를 제거하고 상기 제2가동접촉자(133)와 접점(137)에 나사결합된 접속판(136)을 리드와이어(135)로 직접 고정 장착하여 연결한다.

이와 같이 회로 차단기에 있어서 동시 동작하는 다른 극보다 중성극의 접점이 투입시 먼저 투입되어 중성선의 연결을 확보한 후 나머지의 다른 극이 동시에 접촉하여 통전전로를 형성하도록 하고 차단시에는 다른 극의 차단이 이루어진 후 약간의 지연시간을 가지고 중성극의 차단이 나중에 이루어지도록 하는 속입지절의 특성을 확보할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 고안에 따른 회로 차단기의 중성극 개폐장치에 있어서, 중성극의 동작 방식을 다른 극과 별개의 구조를 적용하여 속입지절의 특성을 확보하도록 하여 투입 및 차단시에 중성선 접지에 의한 안전을 확보할 수 있고 다른 극은 쌍 접점 동작에 의한 아크 분담을 해치지 않아 높은 회로 차단기의 성능을 확보할 수 있다.

특히 이때, 단락과 같은 매우 큰 사고시에도 중성극에는 다른 극이 실제 완전한 평형을 이루지 못해 발생하는 비교적 작은 아크가 발생하기 때문에 다른 극과

같이 쌍 접점에 의한 높은 아크 분담능력을 가지지 않아도 되므로 다른 극과 별개의 구조를 적용하더라도 문제가 되지 않는다.

Claims (3)

1. 트립장치의 작동 및 개폐용 레버의 회동에 의해 회로가 차단되거나 연결될시 안전상의 이유로 중성선의 연결을 확보하도록 구성되는 회로차단기의 중성극 구조에 있어서,

   상기 중성극은 회로의 개폐시 발생되는 아크를 소호하는 소호부에 인접하도록 장착된 고정접촉자과,

   상기 개폐용 레버와 링크기구로 연결되어 연동되고 회전할 수 있도록 장착된 샤프트와,

   중성극 이외의 다른 극보다 상기 고정접촉자에 먼저 접할 수 있도록 상기 샤프트의 외주면에 장착되어 회전하며 상기 고정접촉자에 투입 및 차단되는 제1가동접촉자와,

   상기 샤프트의 회전중심점을 기준으로 상기 제1가동접촉자와 대칭을 이루도록 장착되어 쌍 접점구조를 이루는 제2가동접촉자와,

   상기 제2가동접촉자가 타측 접점에 회로적으로 항상 연결될 수 있도록 연결하는 연결수단이 구비되어 구성되는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 중성극 개폐장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 연결수단은 상기 타측 접점에 장착된 접속판과, 상기 접속판에 일측이 결합되고 타측은 상기 제2가동접촉자에 결합되어 연결되도록 장착되는 유연성이 있는 와이어로 구성되는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 중성극 개폐장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 제1가동접촉자는 상기 회전중심점을 중심으로 상기 제1가동접촉자와 상기 고정접촉자가 이루는 변위각이 중성극 이외의 극보다 작게 장착되는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 중성극 개폐장치.