KR100474381B1 - 배선용 차단기의 순시트립장치 - Google Patents

Abstract

본 발명 배선용 차단기의 순시트립장치는 전류가 통과하는 히터(101)와, 그 히터(101)를 감싸도록 설치되는 고정자(102)와, 그 고정자(102)에 근접하게 설치되는 가동자(104)와, 그 가동자(104)를 항상 탄력지지하는 토션스프링(105)을 구비하는 배선용 차단기의 순시트립장치에서, 상기 고정자(102)의 하단부에 고정자측 원호형 공극면(102a)과 가동자(104)에 형성되는 가동자측 원호형 공극면(104a) 사이에 근접한 공극(106)이 길게 형성되므로, 가동자(104)가 항상 일정각도로 조립되지 않더라도 자속밀도의 증대에 따른 높은 자기구동력을 항상 가지게 되어 안정된 순시트립 특성이 확보되고, 사고전류의 발생시 정확한 차단구동이 이루어 진다.

Description

배선용 차단기의 순시트립장치{INSTANT TRIP DEVICE OF MCCB}

본 발명은 배선용 차단기의 순시트립장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가동자와 고정자를 투과하는 자속밀도를 증가시켜서 가동자의 자기구동력의 향상에 따른 안정적인 순시동작특성을 갖도록 한 배선용 차단기의 순시트립장치에 관한 것이다.

일반적으로 배선용 차단기(MCCB:molded case circuit breaker)는 공장, 빌딩 등의 수배전 설비 중에서 주로 배전반에 설치되어 무부하 상태에서는 부하측에 전원을 공급 또는 차단을 하는 개폐장치의 역할을 하고, 부하 사용중에는 부하 전로에 이상현상이 발생되어 부하전류를 초과하는 대전류가 흐를 경우 전로의 전선 및 부하측 기기를 보호하기 위하여 전원측으로부터 부하측으로 공급되는 전원을 공급 또는 차단하는 차단기의 역할을 담당하게 된다.

이와 같이 배선용 차단기는 회로에 이상이 발생한 경우, 신속하게 전로를 차단하여 배선 및 접속기기의 파괴 또는 화재 발생을 방지하는 기능을 갖는다.

종래의 일반적인 배선용 차단기는 도 1에 도시된 바와 같이, 케이스(1)의 상측에 커버(2)가 결합되어 있고, 그 케이스(1)와 커버(2)의 내측에는 전원단 소호부(3), 부하단 소호부(4), 개폐기구부(5), 순시트립부(6)가 구비되어 있다.

상기 순시트립부(6)는 도 2, 도 3에 도시된 바와 같이, 히터(11)를 감싸도록 고정자(12)가 고정 설치되어 있고, 그 고정자(12)와 일정간격을 두고 고정자(12) 방향으로 회동가능하게 가동자(13)가 설치되어 있으며, 그 가동자(13)를 탄력지지하도록 토션스프링(14)이 설치되어 있다.

도면중 미설명 부호 15는 개폐기구부를 구동하기 위한 슈터이고, 16은 차단전류를 조정하는 가조정다이얼이며, 17은 회전축이다.

상기와 같은 구조에서 정격전류의 가조정다이얼(16)에 의한 배수에 상응하는 사고전류가 발생하여 히터(11)를 통해 사고전류가 입력되면 고정자(12)에 도 7에서와 같이 자기력이 발생되고, 그와 같이 발생되는 자기력에 의해 가동자(13)를 순간적으로 끌어당기는 힘이 발생되는데, 이때 토션스프링(14)의 스프링력 보다 큰 토크가 발생되어 가동자(13)가 회전축(17)를 중심으로 고정자(13) 방향으로 회동하게 되며, 그와 같이 고정자(12)가 회동하며 슈터(15)를 동작시켜서 개폐기구부(5)를 구동시킴에 따라 사고전류의 차단이 이루어지게 된다.

그러나, 종래 배선용 차단기의 순시트립부(6)는 가동자(13)의 회전축(17)에 가동자(13)를 조립시에 설치부위의 조립공차 및 작업조건 등에 따라 고정자(12)와 가동자(13) 간의 공극이 조금씩 다르게 조립되어 지는데, 이와 같이 공극이 다르게 조립되는 경우에 자기구동력의 변화로 가조정배수의 기준치와 다른 전류에서 순시트립 동작을 하거나 부하의 오동작을 유발하는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 본 발명의 목적은 고정자와 가동자간에 항상 일정한 자기 구동력이 발생되도록 하여 정확한 순시트립 동작을 할 수 있도록 하는데 적합한 배선용 차단기의 순시트립장치를 제공함에 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 전류가 통과하는 히터와, 그 히터를 감싸도록 설치되는 고정자와, 그 고정자에 근접하게 설치되는 가동자와, 그 가동자를 항상 탄력지지하는 토션스프링을 구비하는 배선용 차단기의 순시트립장치에 있어서,

상기 고정자의 하단부에 오목하게 고정자측 원호형 공극면을 형성하고, 상기 가동자에는 상기 원호형 공극면과 근접한 공극이 길게 형성되어 높은 자속밀도가 형성될 수 있도록 볼록하게 가동자측 원호형 공극면을 형성하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 순시트립장치가 제공된다.

이하, 상기와 같이 구성되어 있는 본 발명 배선용 차단기의 순시트립장치를 첨부된 도면의 실시예를 참고하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 배선용 차단기의 순시트립장치의 종단면도이고, 도 5는 본 발명의 순시트립장치에서의 가동자와 고정자의 사시도이며, 도 6는 본 발명에서의 가동자와 고정자가 설치된 상태의 종단면도이다.

도시된 바와 같이, 전류가 통과되는 히터(101)가 설치되어 있고, 그 히터(101)를 감싸도록 고정자(102)가 고정 설치되어 있으며, 그 고정자(102)와 일정간격을 두고 회전축(103)에 고정되어 고정자(102) 방향으로 회동가능하게 가동자(104)가 설치되어 있고, 그 가동자(104)를 탄력지지하도록 토션스프링(105)이 설치되어 있는 것은 종래와 동일하다.

여기서, 본 발명은 상기 고정자(102)의 하단부에 오목하게 고정자측 원호형 공극면(102a)을 형성하고, 그 고정자측 원호형 공극면(102a)에 대응되는 가동자(104)의 마주보는 면에는 볼록하게 가동자측 원호형 공극면(104a)를 형성하여, 그 고정자측 원호형 공극면(102a)과 가동자측 원호형 공극면(104a) 사이에 형성되는 근접한 공극(106)이 길게 형성되어 높은 자속밀도가 형성될 수 있도록 되어 있다.

도면중 미설명 부호 107은 개폐기구부를 구동하기 위한 슈터이고, 108은 차단전류를 조정하는 가조정다이얼이다.

상기와 같은 본 발명의 구조에서 정격전류의 가조정다이얼(108)에 의한 배수에 상응하는 사고전류가 발생하여 히터(101)를 통해 사고전류가 입력되면 고정자(102)에 자기력이 발생되어 가동자(104)를 잡아당기고, 그와 같은 당기는 힘에 의해 토션스프링(105)의 스프링력을 이기고 가동자(104)가 회동하며 슈터(107)를 동작시켜서 개폐기구부(107)를 동작시키게 된다.

그리고, 본 발명에서는 고정자(102)의 고정차측 원호형 공극면(102a)과 가동자(104)의 가동자측 원호형 공극면(104a) 사이에 근접하게 형성된 공극(106)이 일정하고, 길게 형성되어 있기 때문에 도 8에서 화살표로 포시된 것과 같이 높은 자속밀도를 유지하게 되며, 조립각도의 오차가 발생되어도 초기의 공극(106)은 항상 일정하게 유지되어 진다.

또한, 도 9의 표에 나타난 것과 같이, 종래와 본발명에서의 자기구동력을 측정한 결과 본 발명에서 가동자(104)의 자기구동력이 종래에 비하여 현격히 증대되었으며, 그에 따라 사고전류가 히터(101)를 통해 입력될 때 안정된 순시동작특성을 갖게 되어 보다 정확한 차단구동이 이루어진다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명 배선용 차단기의 순시트립장치는 고정자의 하단부에 고정자측 원호영 공극면과 가동자에 형성되는 가동자측 원호형 공극면 사이에 근접한 공극이 길게 형성되므로, 가동자가 항상 일정각도로 조립되지 않더라도 자속밀도의 증대에 따른 높은 자기구동력을 항상가지게 되어 안정된 순시트립특성을 가지는 효과가 있다. 따라서, 사고전류의 발생시 정확한 차단구동에 의해 사용자의 인명 및 재산상의 손실을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 배선용 차단기의 전체 구성도.

도 2는 종래 배선용 차단기의 순시트립부 종단면도.

도 3은 종래 순시트립부의 가동자와 고정자의 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 배선용 차단기의 순시트립장치의 종단면도.

도 5는 본 발명의 순시트립장치에서의 가동자와 고정자의 사시도.

도 6는 본 발명에서의 가동자와 고정자가 설치된 상태의 종단면도.

도 7은 종래의 순시트립부를 유한요소 해석법으로 해석한 자속밀도 분포도.

도 8은 본 발명의 순시트립장치를 유한요소 해석법으로 해석한 자속밀도 분포도.

도 9는 3차원 유한요소 해석법으로 연산한 종래와 본발명의 토크값 비교표.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

101 : 히터 102 : 고정자

102a : 고정자측 원호형 공극면 104 : 가동자

104a : 가동자측 원호형 공극면 105 : 토션스프링

106 : 공극

Claims (1)

1. 전류가 통과하는 히터와, 그 히터를 감싸도록 설치되는 고정자와, 그 고정자에 근접하게 설치되는 가동자와, 그 가동자를 항상 탄력지지하는 토션스프링을 구비하는 배선용 차단기의 순시트립장치에 있어서,

   상기 고정자의 하단부에 오목하게 고정자측 원호형 공극면을 형성하고, 상기 가동자에는 상기 원호형 공극면과 근접한 공극이 길게 형성되어 높은 자속밀도가 형성될 수 있도록 볼록하게 가동자측 원호형 공극면을 형성하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 순시트립장치.