KR100520928B1 - 기중차단기 - Google Patents

Abstract

가동접점(6a)의 부상을 억제하고, 접점의 횡어긋남을 억제하고, 접점면의 발호를 어렵게 해서 단시간 통전용량이 높은 기중차단기를 얻는다.

가동접점(6a)을 갖는 가동접촉자(6)를 개폐가능하게 개폐방향으로 굴곡한 대략 U자 형상으로 정형한 가요도체(7)와, 통전전류에 의한 가요도체(7)의 U자형부의 개확방향의 전력을 가동접점(6a)의 가압력으로 변환하는 지랫대작용의 지축(6c)과, 가요도체의 U자형의 측면 극간에 배치해서 상기 전자력을 강화하는 자성판(13)을 병렬배치 복수로 해서 그 사이에 자기공극(13a)을 개재시킨다. 또, 각 극간의 자성판을 가요도체의 U자형의 측면으로부터 개폐접점의 측부에까지 연재시켜도 된다.

Description

기중차단기{AIR CIRCUIT BREAKER}

본 발명은, 과대전류를 차단하는 다극 기중차단기에 관해, 특기 개폐접점부분의 단시간 통전용량을 확보하기 위한 것이다.

도 5는 예를 들면 일본국 특개평6-089650호 공보에 개시된 종래의 기중차단기의 요부측 단면도, 도 6은 종래의 기중차단기의 개폐접점부의 요부 사시도, 도 7은 종래의 기중차단기의 개폐접점부 주위에 설치된 자성부재의 배치를 나타낸 도면이다.

도면에서 1은 기중차단기의 외부 하우징(outer housing), 2는 주지하는 토글링크(toggle link)로 된 개폐기구이다. 이와 같은 기중차단기에서는 큰 투입력을 필요로 하므로 차지핸들(charge handle)(2a) 또는 도시하지 않은 모터에 의해 라쳇(ratchet)(2b)과 편심캠(2c)에 의해 투입스프링(2d)에 축적된 스프링력에 의해 투입되도록 되어 있다.

개폐기구(2)의 하부링크(2e)에는 연결핀(3)을 통해서 컨텍트암(4)이 설치되고, 이 컨텍트암(4)은 컨텍트암 핀(5)에 의해 회동가능하게 지지되어 있다.

6은 가동접촉자(movable contact member)이고, 일단에 가동접점(6a)이 고착되고 타단에는 박판도체를 적층한 가요도체가 접속되어 있다.

가요도체(7)의 종단은 하측단자(8)에 접속되고, 가요도체(7)는 하측단자(8)의 접속위치에서 대략 U자형으로 성형 배치된다. 또 가동접촉자(6)의 중앙부근에 설치된 지지구멍(6b)과 컨텍트암(4)의 지지공에 가동접촉자 핀(6c)을 삽입해서 가동접촉자(6)가 요동가능하게 지지된다.

9는 상측단자이고 일단에 가동접점(6a)에 접촉 이탈하는 고정접점(9a)이 설치되어 있다. 10은 접압스프링(contact pressure spring)이고, 가요도체(7)의 U자형을 여는 방향으로 가동접촉자(6)와의 접속부를 작동한다. 이 작동력은 가동접촉자 핀(6c)을 지렛대 지점으로 해서 가동접촉자(6)를 도면상에서 시계방향으로 작동하고 가동접점(6a)의 고정접점(9a)에의 접압력으로 한다.

11은 전류 차단시에 접점간에 발생하는 아크를 소멸시키는 아크소멸장치이다. 12는 각극 상호간에 배치된 자성판이다. 이 자성판(12)은 가요도체(7)의 U자형의 측부를 덮도록 배치되고 후술하는 과대전류가 통전되었을 때 가동접점(9a) 부상(floating)을 억제하기 위한 전자력을 강화하는 자로(magnetic path)로 되어 있다.

다음, 종래의 기중차단기의 사고전류시의 접점누름 동작에 대해 설명한다. 기중차단기에 과대한 사고전류가 통전되면, 통상은 접압스프링(10)에 의해 고정점점(9a)에 눌려 있는 가동접점(6a)은 전자반발력에 의해 개리하려고 한다. 이 과대전류는 가요도체(7)를 통과하는 것으로 가요도체(7)는 U자형을 여는 방향으로 전자력이 작동해 과대전류가 통과해도 접점부상이 일어나지 않고, 접점간 발호를 시키지 않고 단시간 통전용량이 증대하도록 하고 있다.

그러나, 이와 같은 기중차단기가 차단하는 부하단락시의 과대사고전류는 3상교류이고, 3극을 동시에 통과한다. 이때문에 상간에 배치된 자성판(12)에는 120도 위상이 어긋난 자속이 동시에 통과한다. 이때문에 차단전류가 커지면 전류의 인접극과 같은 상역에서는 자성판(12)이 자기포화, 또 역상역에서는 자속이 상쇄되어 가요도체(7)의 U자형을 여는 전자력(접점 가압력)이 전류치의 증가에 비해 커지지 않고 고정접점(9a)과 가동접점(6a)간의 개리전자 반발력(separating electromagnetic repulsive force)이 세져서 접점이 떠오르기 쉽게 된다. 그래서 자성판(12)의 판두께를 증가시켜도 기대하는 만큼의 접점부상 방지효과가 얻어지지 않는다.

또, 자성판(12)이 가요도체(7)의 주변만의 배치때문에, 가동접촉자(6)는 인접극의 자계의 영향을 받어 자극전류와의 전자력에 의해 가로방향에의 힘을 받는다. 이 가로방향에의 힘을 가동접점(6a)을 가로방향으로 움직여서 고정접점(9a)와의 사이에 발호가 생겨 접점면 손상에 의해 단시간 통전용량이 오르지 않는다는 문제점이 있었다.

본 발명은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사고전류가 커져도 인접극의 자속의 영향을 억제하고, 고정접점(9a)과 가동접점(6a)의 부상을 억제하고, 접점의 횡어긋남(lateral movement)을 억제하고, 접점면의 발호가 되기 힘들게 해서 단시간 통전용량이 높은 기중차단기를 얻는 것을 목적으로 한다.

(발명의 개시)

본 발명에 관한 기중차단기는, 개폐접점중의 가동접점을 갖는 가동접촉자를 개폐가능하게 굴곡하고 대략 U자형으로 정형한 가요도체와, 통전전류에 의한 가요도체의 U자형부의 개방확대 방향의 전자력을 가동접점의 가압력으로 변환하는 지랫대작용의 지축과 가요도체의 U자형의 측면극간에 배치한 전자력을 강화하는 자성판을 병렬배치 복수로 하고 그 사이에 자기공극을 개재시킨 것이다.

또, 각 극간의 자성판을 가요도체의 U자형의 측면에서 개폐접점의 측부에까지 연장시킨 것이다.

그리고 다극의 개폐접점을 절연 격리하는 상간 격벽에 자기공극 상당의 공극을 가지고 뚫린 삽입홈에 자성판을 삽입배치하도록 한 것이다.

또 자성판을 가요도체의 U자형 측면배치와 가동접촉자를 포함하는 개폐접점부의 자기차단판(magnetic shield plate)으로 분할해서 상간 격벽에 각개의 배치삽입홈을 독립해서 설치한 것이다.

그리고 또 각 자성판 및 자기차단판을 자성박판의 적층체로 구성한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 기중차단기의 요부 종단면도.

도 2는 실시의 형태 1의 자성판의 하우징에의 부착 배치를 설명하는 도면.

도 3은 실시의 형태 2의 개폐접점부 주위에 설치된 자성판의 배치를 표시한 도면.

도 4는 실시의 형태 3의 자성판 및 차폐재의 배치를 표시한 도면.

도 5는 종래의 기중차단기의 요부측 단면도.

도 6은 종래의 기중차단기의 개폐접점부의 요부 사시도.

도 7은 종래의 기중차단기의 개폐접점부의 주위에 설치된 자성부재의 배치를 표시한 도면.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

실시의 형태 1.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 의한 기중차단기의 요부 종단면도, 도 2는 실시의 형태 1의 자성판을 하우징에 부착 배치를 설명하는 도면이다.

도면에서, 1~11은 상기 종래장치에서의 설명과 같은 것으로 설명은 생략한다. 13은 자성판이고, 가요도체(7)의 U자형의 측부에 배치된다.

이 자성판(13)은 다극개폐부의 각 극간에 배치된 여러개로 되어 있고 판간에는 자기공극(13a)을 갖도록 하고 있다.

자성판(13)은, 도 2에 표시한 바와 같이, 기중차단기의 외곽하우징(1)을 형성하는 절연성 수지재로 성형된 하우징인 베이스의 상간 격벽(1a)에 설치된 삽입홈(1b)에 삽입함으로써 소정위치에 부착된다. 삽입홈(1b)은 복수의 자성판(13)을 자기공극 (13a)을 확보해서 평행하게 부착되도록 베이스 성형재의 절연성 수지재의 상간극벽 (1a)의 중앙부를 자공극극(13a)으로 해서 병렬로 설치되어 있다.

이와 같이 구성된 기중차단기에서는 자극의 전류에 의한 자속과 인접극 전류에 의한 자속은 자기공극(13a)이 분리해서 복수의 자성판(13)에 의해 극마다의 위상차가 있는 전류라도 자기포화, 자속취소가 경감되므로, 가요도체(7)의 U자형을 여는 전자력(접점 가압력)이 전류의 크기에 비례해서 증가하기 쉬워지고, 접점간의 전자반발에 의한 접점부상을 억제할 수가 있다.

따라서 과대전류가 통전될 때 접점의 부상이 없어지므로, 단시간 통전용량을 증대할 수가 있다.

실시의 형태 2.

도 3은, 실시의 형태 2의 개폐접점부의 주위에 설치된 자성판의 배치를 표시하는 도면이다. 도면에서 1, 6~9는 상기 실시의 형태 1과 같은 것이다. 14는 복수의 자성판이다. 이 실시의 형태 2에서는 각 자성판(14)을 가요도체(7)의 U자형측 부근부터 개폐접점의 측부까지 연장시키고 있다. 복수의 자성판(14)은 상간 격벽(1a)에 설치된 자기공극(13a)을 개재한, 병렬로 설치된 삽입홈(도면번호 없음)에 삽입해서 부착 배치된다.

이와 같이, 가동접촉자(6)를 포함한 개폐점점의 측부에 자성판(14)을 연재 배치함으로써, 인접극의 전류에 의한 주회자속을 자성판(14)이 차폐하므로 가동접촉자(6)가 자기의 전류와 인접극 주회자속의 전자력에 의해 횡어긋남이 일어나는 것을 방지한다.

따라서, 상기 실시의 형태 1에서 설명한 가요도체(7)의 U자형을 여는 전자력 (접점 가압력)의 증가에 기인하는 접점부상을 억제하는 것에 더해서, 가동접촉자(6)의 횡어긋남이 억제되고, 또 단시간 통전용량을 증대시킬 수가 있다.

실시의 형태 3.

도 4는 실시의 형태 3의 개폐접점부의 주위에 설치된 자성판의 배치를 표시한 도면이다. 도면에서 1, 6~9, 13은 상기 실시의 형태 1과 같은 것이다. 15는 자기차단판이고 자성판(13)과는 따로 가동접촉자(6) 및 가동접점(6a)과 고정접점(9a)의 접점개폐부의 측부에 각극 상간에 배치되어 있다. 자성판(13)과 자기차단판(15)의 사이는 보강부(1c)로 되어 있다.

상기 실시의 형태 2에서는 상간 격벽(1a)에 가요도체(7)의 U자 측부에서 접점개폐부의 측부에 이르는 삽입홈이 설치되고 이에 자성판(14)을 삽입 배치된다. 이때문에 자성판(14)이 받는 강대한 전자력에 의해 삽입홈 측벽에 갈라지는 흠집이 생기는 일이 있고, 이 대책으로서 상간 격벽(1a)을 두껍게 하는 것은 기중차단기의 체적을 대형화 하므로 바람직하지 않다. 그래서 자성판(13)은 자로확보, 자기차단판(15)은 인접극의 자기차단의 기능을 갖도록 분할한 구성으로 통전차단시켜 보았더니 단시간 통전용량의 저하는 없고, 종전의 상간 격벽(1a)의 두께로 자성판(13) 및 자기차단판(15)의 삽입홈을 각각 독립시켜 보강부(1c)를 설치하는 구성으로 상간 격벽(1a)의 갈라짐을 방지할 수가 있다. 그리고 상간 격벽(1a)과 일체로 하우징(1)은 절연성 수지를 성형금형으로 성형하여 제조된다. 이 성형금형으로부터 하우징(1)를 인출할 때의 이젝터 핀의 접촉위치로서 상기 보강부(1c)의 장소는 유효하다.

또, 상기 설명에서는 자기차단판(15)도 자기공극(13a)을 갖는 복수개로 하고 있으나, 상간 격벽(1a)의 강도 확보의 면에서 보강부(1c)를 구비시켜서 자성판(13)을 복수개로, 자기차단판(15)은 하나의 구성이어도 된다.

실시의 형태 4.

다음, 자성판(13, 14) 및 자기차단판(15)을 자기공극(13a)을 끼워서 복수개로 배치하는 것은 인접극의 자속의 영향은 없어지나, 자극의 주회자속에 의한 과전류는 자기공극을 갖지 않고 하나로 구성하는 자성판, 자기차단판에 비해 많아지고, 통상의 정격 전류범위에서의 와전류손실에 의한 자성판(13, 14) 및 자기차단판(15)의 발열은 에너지 손실과 기중차단기의 온도상승의 원인이 된다.

이 대책으로는, 표면을 약하게 절연처리한 자성박판을 적층한 자성판(13, 14) 및 자기차단판(15)으로 함으로써, 와전류손실을 경감시켜 발열을 억제할 수 있다.

이상과 같이 본 발명의 기중차단기에서는 자극의 전류에 의한 자속과 인접극의 전류에 의한 자속은 자기공극(13a)이 분리해서, 극마다의 위상차가 있는 전류라도 자성판(13)에의 자기포화, 자속말소(magnetic flux cancellation)가 경감되므로, 가요도체(7)의 U자형을 여는 전자력(접점 가압력)이 전류의 크기에 비례해서 증가하고, 접점간의 전자반발에 의한 접점부상을 억제한다. 또, 가동접점(6a)과 고정접점(9a)의 전류에 의한 주회자속을 차폐해서 가동접촉자(6)가 자기의 전류와의 전자력에 의해 횡어긋남을 일으키는 것을 방지한다.

따라서, 과대전류가 통전될 때 접점의 부상과 횡어긋남이 없어지므로 단시간 통전용량을 증대시킨다.

Claims (3)

1. 고정접점과 가동접점으로 이루어진 다극의 개폐접점과,

   상기 가동접점을 갖는 가동접촉자를 개폐가능하게 개폐방향으로 굴곡하고, 대략 U자형으로 성형된 가요도체와,

   상기 가요도체의 통전전류에 기인하고 상기 U자형을 여는 방향으로의 전자력을 상기 가동접점의 가압력으로 변환하는 지렛대작용의 지축과,

   상기 전자력을 강화하기 위하여 상기 가요도체의 U자형의 측면극간에 배치되어 있는 복수개의 자성판

   을 포함하며,

   상기 복수개의 자성판은 병렬로 배치되고, 그 사이에는 자기공극이 형성되어 있는 것

   을 특징으로 하는 기중차단기.
2. 제1항에 있어서,

   상기 자성판은 다극의 개폐접점의 극간에까지 연장되어 있는 것을 특징으로 하는 기중차단기.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 기중차단기의 외각을 형성하는 절연수지제의 하우징에 설치된 다극의 개폐접점을 절연 격리하는 상간 격벽과, 상기 상간 격벽에 자기공극 상당의 공극을 가지며, 뚫린 삽입홈에 자성판이 삽입 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 기중차단기.