KR100475067B1 - 회로차단기의 소호장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회로차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단락사고의 발생시 단락전류를 신속하게 차단하고 이때 발생하는 아크를 효과적으로 소호 및 냉각시켜 차단기의 단락성능을 향상시킬 수 있도록 구성된 소호장치에 관한 것이다.

본 발명은 전원을 부하측에 전달하는 고정접촉자 및 가동접촉자와, 상기 가동접촉자를 움직여 주는 링크기구부와, 이상전류를 검출하는 검출기구부와, 상기 검출기구부의 신호를 링크기구부에 전달하여 주는 크로스바와, 상기 접촉자의 개리시 발생되는 아크를 냉각 및 소호시켜 주는 그리드와, 상기 아크를 신속하게 그리드 방향으로 유도하여 주는 아크 런너를 구비한 회로차단기에 있어서, 상기 아크 런너에 아크를 그리드 쪽으로 유도하기 위한 아크 유도부와 전자 반발력의 증대를 위한 탄성부를 형성하여서 된 회로차단기의 소호장치이며, 상기 아크 런너에 의해 아크를 신속하게 소호시켜 고정접촉자와 가동접촉자를 보호할 수 있게 된다.

Description

회로차단기의 소호장치{Arc extinguishing structure for circuit braker}

본 발명은 회로차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 단락사고의 발생시 단락전류를 신속하게 차단하고 이때 발생하는 아크를 효과적으로 소호 및 냉각시켜 차단기의 단락성능을 향상시킬 수 있도록 구성된 소호장치에 관한 것이다.

회로차단기는 전기 선로상에 설치되어 선로상에 과부하 또는 단락사고가 발생하였을 때 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하기기를 보호하는 전기기기이다.

상기한 회로차단기는 사고전류 발생시 이를 검출하는 검출기구부와, 접점의 개로 및 폐로를 가능하게 하는 링크 기구부와, 전선을 연결하는 단자부 등으로 구성되어 있으며, 단락사고가 발생하면 단락전류 발생 →단락전류 통전 →단락전류 검출 →접점 개극 및 아크발생 →아크 소멸 →회복전압 인가와 같은 과정을 거쳐 단락전류가 차단된다.

이때 접점의 개극시 발생되는 아크 및 가스는 고압 고열의 에너지이며, 이를 효과적으로 냉각시켜 단락전류를 차단하는 것이 회로차단기의 성능 향상에 중요한 요인이 된다.

도 1은 종래에 사용되어 온 회로차단기의 일예를 나타낸 내부 구성도로서, 회로차단기내에는 전로로부터 전원을 공급받아 부하측에 전달하기 위한 고정접촉자(1) 및 가동접촉자(2)와, 상기 가동접촉자를 움직여 개로와 폐로를 가능하게 하여 주는 링크기구부(3)와, 단락전류 등의 이상전류를 검출하는 검출기구부(4)와, 상기 검출기구부의 전기적 검출신호를 링크기구부에 기계적 신호로 전달하여 주는 크로스바(5)와, 상기 접촉자의 개리시 발생되는 아크를 냉각 및 소호시켜 주는 그리드(6)와, 상기 아크를 신속하게 그리드 방향으로 유도하여 주는 아크 런너(7) 등이 설치되어 있다.

따라서 폐로 상태에 있는 회로차단기에 이상전류가 통과하면 가동접촉자(2)와 고정접촉자(1)의 각 접점간 전자 반발력에 의해 1차적으로 전기가 끊기기 시작하며, 검출기구부(4)는 이상 상태를 감지하여 크로스바(5)를 동작시키고 이때 크로스바(5)에 의해 폐로상태로 구속되어 있던 링크기구부(3)는 크로스바(5)의 구속으로부터 해제되어 가동접촉자(2)와 고정접촉자(1)를 개리시킨다.

상기와 같이 고정접촉자(1)와 가동접촉자(2)가 개리되면 전로가 개로상태로 전환되어 이상전류가 지속적으로 통전되는 것을 막아주게 되고 고정접촉자(1)가 가동접촉자(2)로부터 개리될 때 발생되는 아크는 도 2와 같이 아크 런너(7)에 의해 그리드(6)측으로 신속히 유도된다.

또한 그리드(6)로 유도된 아크는 그리드(6)의 음극 효과와 냉각 효과 및 압력 상승에 의해 급속히 아크 전압이 커지게 되고 이러한 아크 전압의 상승에 따라 아크 전압이 전원 전압을 상회하게 되면 아크 전압을 유지하기가 어려워지므로 아크가 소멸됨과 동시에 접점간에 회복전압이 나타나 차단기의 차단 동작이 완료된다.

상기와 같은 회로차단기에서 단락사고 전류의 발생시 각 접점간의 개리 동작이 신속하게 이루어지지 않으면 많은 양의 아크 에너지가 발생하므로 회로차단기의 소호 성능을 향상시키기 위해서는 각 접점 사이에서 발생하는 아크를 그리드쪽으로 신속히 유도하여야 함은 물론 각 접점간의 전자 반발력을 크게하여 한류 동작을 빠르게 하는 것이 매우 중요하다.

그러나 종래 회로차단기내에 설치된 아크 런너는 단순히 접점의 개리시에 발생되는 아크를 그리드 측으로 유도하는 기능을 할 뿐 단락사고시 가동접촉자의 접점을 고정접촉자의 접점으로부터 신속하게 개리시키는 역할은 할 수 없기 때문에 단락사고시 많은 양의 아크에너지가 발생하게 되고 이러한 아크 에너지에 의해 고정접촉자와 가동접촉자가 소손되거나 용융되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 아크 런너가 아크를 그리드 방향으로 신속하게 유도하는 역할은 물론 고정접촉자와 가동접촉자 사이의 전자 반발력을 증대시키는 역할을 겸하도록 하여 회로차단기의 소호 성능이 향상될 수 있게 한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따라 전원을 부하측에 전달하는 고정접촉자 및 가동접촉자와, 상기 가동접촉자를 움직여 주는 링크기구부와, 이상전류를 검출하는 검출기구부와, 상기 검출기구부의 신호를 링크기구부에 전달하여 주는 크로스바와, 상기 접촉자의 개리시 발생되는 아크를 냉각 및 소호시켜 주는 그리드와, 상기 아크를 신속하게 그리드 방향으로 유도하여 주는 아크 런너를 구비한 회로차단기에 있어서, 상기 아크 런너에 아크를 그리드 쪽으로 유도하기 위한 아크 유도부와 전자 반발력의 증대를 위한 탄성부를 형성하여서 된 회로차단기의 소호장치가 제공된다.

도 4는 본 발명이 적용된 회로차단기의 구성도로서, 전로로부터 전원을 공급받아 부하측에 전달하기 위한 고정접촉자(1) 및 가동접촉자(2)와, 상기 가동접촉자를 움직여 개로와 폐로를 가능하게 하여 주는 링크기구부(3)와, 단락전류 등의 이상전류를 검출하는 검출기구부(4)와, 상기 검출기구부의 전기적 검출신호를 링크기구부에 기계적 신호로 전달하여 주는 크로스바(5)와, 상기 접촉자의 개리시 발생되는 아크를 냉각 및 소호시켜 주는 그리드(6)와, 상기 아크를 신속하게 그리드 방향으로 유도하여 주는 아크 런너 등의 기본적인 구성은 일반적인 회로차단기와 같다.

아크 런너(11)에는 도 6과 같이 접점의 개리시 발생되는 아크를 그리드 쪽으로 유도하기 위한 아크 유도부(11a)와 각 접촉자의 전자 반발력을 증대시키기 위한 탄성부(11b)가 일체로 형성되어 있으며, 상기 탄성부(11b)는 고정접촉자(1)의 접점부 직하방에 위치하여 있다.

따라서 폐로 상태에 있는 회로 차단기에 이상전류가 흐르면 가동접촉자(2)와 고정접촉자(1) 접점간의 전자 반발력에 의해 1차적으로 전류가 끊기기 시작하고 링크기구부(3)에 의해 고정접촉자(1)와 가동접촉자(2)가 개리되는 데, 본 발명에 적용된 아크 런너(11)에는 탄성부(11b)가 일체로 형성되어 있고 이 탄성부(11b)가 고정접촉자(1)의 접점부 직하방에 위치하여 있기 때문에 전자 반발력으로 가동접촉자(2)와 고정접촉자(1)가 개리될 때 상기 탄성부(11b)의 탄력에 의해 두 접점 사이의 전자 반발력이 증대되므로 보다 신속한 한류 동작이 이루어진다.

또한 고정접촉자(1)와 가동접촉자(2)가 개리될 때 발생하는 아크는 아크 유도부(11a)에 의해 그리드(6)측으로 유도되어 소호되는데, 본 발명의 아크 런너(11)에는 탄성부(11b)가 형성되어 이 탄성부(11b)의 면적만큼 외부와 접촉하는 아크 런너(11)의 면적이 증가되므로 소호부내의 아크를 보다 신속하게 냉각시킬 수 있게 된다.

본 발명은 아크 런너에 형성된 탄성부에 의해 고정접촉자와 가동접촉자간의 전자 반발력이 증대되고 이에따라 신속한 한류 동작이 이루어져 아크 에너지의 발생량을 줄일 수 있게 되며, 아크 런너와 외부와의 접촉 면적 증대에 의해 소호부내의 아크 냉각효과를 크게하여 아크의 신속한 소호를 가능하게 하여 준다.

따라서 고정접촉자 및 가동접촉자를 아크에 의한 소손이나 용융으로부터 보호할 수 있게 된다.

도 1은 종래 회로차단기의 일예를 나타낸 내부 구성도

도 2는 종래 회로차단기의 소호부 구성도

도 3은 종래 회로차단기에 사용된 아크 런너의 사시도

도 4는 본 발명이 적용된 회로차단기의 내부 구성도

도 5는 본 발명 장치를 나타낸 구성도

도 6은 본 발명에 적용된 아크 런너의 사시도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 고정접촉자 2 : 가동접촉자

6 : 그리드 11 : 아크 런너

11a : 아크 유도부 11b : 탄성부

Claims (2)

1. 전원을 부하측에 전달하는 고정접촉자 및 가동접촉자와, 상기 가동접촉자를 움직여 주는 링크기구부와, 이상전류를 검출하는 검출기구부와, 상기 검출기구부의 신호를 링크기구부에 전달하여 주는 크로스바와, 상기 접촉자의 개리시 발생되는 아크를 냉각 및 소호시켜 주는 그리드와, 상기 아크를 신속하게 그리드 방향으로 유도하여 주는 아크 런너를 구비한 회로차단기에 있어서;

   상기 아크 런너에 아크를 그리드 쪽으로 유도하기 위한 아크 유도부와 전자 반발력의 증대를 위한 탄성부를 형성하여서 된 것을 특징으로 하는 회로차단기의 소호장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 탄성부는 고정접촉자의 접점부 직하방에 위치한 것을 특징으로 하는 회로차단기의 소호장치.