KR100550270B1

KR100550270B1 - 회로차단기의 트립기구

Info

Publication number: KR100550270B1
Application number: KR1020030093799A
Authority: KR
Inventors: 이상돈
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2006-02-08
Also published as: KR20050062125A

Abstract

본 발명은 회로차단기의 트립기구에 관한 것으로, 과부하 및 이상전류 발생시 열 전도 특성을 이용한 기존의 바이메탈(Bi-Metal)을 일정 온도 도달시 만곡하는 형상 기억 합금으로 대치함으로써 과부하 보호 특성의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이를 위한 본 발명에 의한 회로차단기의 트립기구는, 전로로부터 전원을 공급받아 부하측에 전달하기위한 고정접촉자(1) 및 가동접촉자(2)와, 상기 가동접촉자(2)를 상기 고정접촉자(1)와 폐로 및 개로를 가능케하는 링크기구부(3)와, 상기 가동접촉자(2)를 통해 전류를 수신받아 과부하전류를 검출하는 히터부(6)와, 상기 히터부(6)로부터 열을 공급받아 굽힘이 발생되는 동작제어수단과, 상기 링크기구부(3)가 폐로 또는 개로 상태를 유지하도록 구속하고 과전류 발생시 상기 동작제어수단의 동작을 상기 링크기구부(3)에 전달하는 크로스바(4)를 포함하는 회로차단기에 있어서, 상기 동작제어수단은, 일정 온도 도달시 상기 크로스바(4) 방향으로 만곡하여 상기 링크기구부(3)를 해지함으로써 회로를 개로 상태로 전환하는 형상기억합금(10)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

회로차단기의 트립기구{TRIP MECHANISIM OF MOLDED CASE CIRCUIT BREAKER}

도 1은 종래 기술에 따른 회로차단기의 트립기구를 나타낸 구성 단면도

도 2는 종래에 사용된 바이메탈의 동작 특성도

도 3은 본 발명에 의한 회로차단기의 트립기구를 나타낸 구성 단면도

도 4는 본 발명에서 사용한 형상 기억 합금의 동작 특성도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 고정접촉자 2 : 가동접촉자

3 : 링크기구부 4 : 크로스바

5 : 바이메탈 6 : 히터

10 : 형상 기억 합금

본 발명은 이상전류를 검출하여 회로차단기의 트립 동작을 일으키는 회로차단기의 트립기구에 관한 것으로, 특히 기존에 사용하던 바이메탈(Bi-Metal)을 형상 기억 합금으로 대치하여 동적 신뢰성을 향상시킨 회로차단기의 트립기구에 관한 것이다.

일반적으로, 회로 차단기는 과부하 및 이상전류로 부터 전로 및 부하기기를 보호하는 기기이다. 과부하의 경우는 열전도률이 다른 두부재의 접합으로 이루어진 Bi-Metal을 이용하여 과부하를 검출하여 전로를 차단하며, 또한 단락 및 지락과 같은 대전류통전시는 이를 순간적으로 흡인하여 자계장을 형성하는 자석의 원리을 이용한 방식으로 전로를 차단한다.

도 1은 종래 기술에 따른 회로차단기의 트립기구를 나타낸 구성 단면도이다.

상기 회로차단기의 트립기구는 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 전로로부터 전원을 공급받아 부하측에 전달하기위한 고정접촉자(1) 및 가동접촉자(2)와, 상기 가동접촉자(2)를 상기 고정접촉자(1)와 폐로 및 개로를 가능케하는 링크기구부(3)로 전단부의 메카니즘(Mechanisim)이 구성되어 있고, 과부하전류를 검출하는 히터부(6)와, 상기 히터부(6)의 열을 받아 굽힘이 발생되는 바이메탈(5)이 상기 히터부(6)와 접속되어 있으며, 상기 링크기구부(3)를 폐로 및 개로상태를 유지하도록 구속하고 과전류 발생시 상기 바이메탈(5)의 동작을 상기 링크기구부(3)에 전달하는 크로스바(4)로 구성되어 있다.

폐로 상태에 있던 배선용 차단기에 있어 과부하 전류가 발생시 과부하전류는 상기 고정접촉자(1), 상기 가동접촉자(2)를 통하여 상기 히터(6)에 전달된다. 상기 과부하전류는 상기 히터(6)에 열이 발생하도록 하고, 이때 발생된 열이 상기 바이메탈(5)에 전도되어 상기 바이메탈(5)은 열전도에 의한 동작특성으로 상기 크로스바(4) 방향으로 만곡된다. 이에 의해, 상기 크로스바(4)와의 갭(Gap)(A)이 점차 줄어들고 결국은 상기 크로스바(4)를 회전시켜, 상기 크로스바(4)에 의해 폐로 상 태로 구속받고 있던 상기 링크기구부(3)의 구속을 해지하게 된다. 그리고, 상기 고정접촉자(1)와 상기 가동접촉자(2)를 개리시킴으로서 전로는 개로 상태로 전환되어 과부하전류가 지속적으로 통전되는것을 막아주고 전로 및 부하측의 부하기기를 보호한다.

종래의 기술은 상기 링크기구부(3)를 폐로 상태로 유지하도록 구속하고 있는 상기 크로스바(4)를 상기 바이메탈(Bi-Metal)(5)이 만곡되어 회전시키거나, 별도의 트립보조장치(도시되지 않음)를 이용하여 상기 바이메탈(5)의 만곡을 상기 크로스바(4)로 전달하여 상기 크로스바(4)의 회전을 발생시킴으로서 동작된다.

여기서, 정격전류 이상의 과도한 전류가 흘러 상기 크로스바(4)가 상기 링크 기구부(3)를 트립시키는 동작은 상기 바이메탈(5)과 상기 크로스바(4) 사이의 갭(A)이 좌우하게 된다. 즉, 상기 바이메탈(5)과 상기 크로스바(4)사이의 갭(A)이 과전류가 흐를 때 트립여부 및 시간을 좌우하는 중요 인자로 작용하고 있다.

종래의 바이메탈(5)은 도 2에 도시된 바와 같이, 특성상 열전도량에 의해 만곡특성을 나타내며, 이를 정격전류별 특성을 만족 시키기 위해 정격전류별 갭(A)이 상이하기 설정 된다.

이는 정격전류별 바이메탈(5)의 포화정도의 차를 보정키 위한 갭(A) 설정으로서 정격 전류별로 재설정 및 관리 해야 하는 불편을 내재하고 있으며, 제조 공정에서 갭(A)을 잘못 조정시 특성 변화가 발생하여 과전류 보호 특성의 신뢰도를 떨어뜨리는 문제를 갖고 있다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 과부하 및 이상전류 발생시 열 전도 특성을 이용한 기존의 바이메탈(Bi-Metal)을 일정 온도 도달시 만곡하는 형상 기억 합금으로 대치함으로써 과부하 보호 특성의 신뢰성을 향상시킨 회로차단기의 트립기구를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 회로차단기의 트립기구는,
전로로부터 전원을 공급받아 부하측에 전달하기위한 고정접촉자(1) 및 가동접촉자(2)와, 상기 가동접촉자(2)를 상기 고정접촉자(1)와 폐로 및 개로를 가능케하는 링크기구부(3)와, 상기 가동접촉자(2)를 통해 전류를 수신받아 과부하전류를 검출하는 히터부(6)와, 상기 히터부(6)로부터 열을 공급받아 굽힘이 발생되는 동작제어수단과, 상기 링크기구부(3)가 폐로 또는 개로 상태를 유지하도록 구속하고 과전류 발생시 상기 동작제어수단의 동작을 상기 링크기구부(3)에 전달하는 크로스바(4)를 포함하는 회로차단기에 있어서,

상기 동작제어수단은, 일정 온도 도달시 상기 크로스바(4) 방향으로 만곡하여 상기 링크기구부(3)를 해지함으로써 회로를 개로 상태로 전환하는 형상기억합금(10)으로 구성된 것을 특징으로 한다.

삭제

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다. 이때, 도면부호에 있어서 종래와 동일한 구성 및 기능을 갖는 구성요소에 대하여는 종래와 동일한 도면부호를 사용하여 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 회로차단기의 트립기구를 나타낸 구성 단면도이다.

상기 회로차단기의 트립기구는 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 전로로부터 전원을 공급받아 부하측에 전달하기위한 고정접촉자(1) 및 가동접촉자(2)와, 상기 가동접촉자(2)를 상기 고정접촉자(1)와 폐로 및 개로를 가능케하는 링크기구부(3)와, 상기 가동접촉자(2)를 통해 전류를 수신받아 과부하전류를 검출하는 히터부(6)와, 상기 히터부(6)로부터 열을 공급받아 굽힘이 발생되는 형상 기억 합금(10)과, 상기 링크기구부(3)가 폐로 또는 개로 상태를 유지하도록 구속하고 과전류 발생시 상기 형상 기억 합금(10)의 동작을 상기 링크기구부(3)에 전달하는 크로스바(4)를 포함하여 구성된다.

여기서, 상기 형상 기억 합금(10)은 도 4에 도시된 동작 특성도에 도시된 바와 같이, 소정 온도(만곡온도) 도달시 만곡하는 특성을 가진 합금이다.

상기 구성에 의한 동작은 종래와 마찬가지로, 폐로 상태에 있던 배선용 차단기에서 발생된 과부하 전류는 상기 고정접촉자(1), 상기 가동접촉자(2)를 통하여 상기 히터(6)에 전달된다. 상기 과부하전류는 상기 히터(6)에 열이 발생하도록 하고, 이때 발생된 열이 상기 형상 기억 합금(10)에 전도된다. 상기 형상 기억 합금(10)은 상기 도 4에 도시된 만곡온도의 도달시 상기 크로스바(4) 방향으로 만곡된다. 이에 의해, 상기 크로스바(4)와의 갭(Gap)(A)이 점차 줄어들고 결국은 상기 크로스바(4)를 회전시켜, 상기 크로스바(4)에 의해 폐로 상태로 구속받고 있던 상기 링크기구부(3)의 구속을 해지하게 된다. 그리고, 상기 고정접촉자(1)와 상기 가동접촉자(2)를 개리시킴으로서 전로는 개로 상태로 전환되어 과부하전류가 지속적으로 통전되는것을 막아주고 전로 및 부하측의 부하기기를 보호한다.

상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 회로차단기의 트립기구에 의하면, 과부하에 발생시 일정시간 이후 급격한 변위특성을 갖는 형상 기억 합금을 기존의 바이메탈의 대체 재료로 사용함으로써, 정격전류 변환시에도 일정한 동작특성을 유지함으로써 안전성을 확보하고, 궁극적으로는 사용중에서도 실제 요구되는 정격전류에 대한 신속한 대응이 가능하여 회로를 보호함에 있어 차단기의 책무를 완전하게 수행할 수 있는 효과가 있다.

Claims

전로로부터 전원을 공급받아 부하측에 전달하기위한 고정접촉자(1) 및 가동접촉자(2)와, 상기 가동접촉자(2)를 상기 고정접촉자(1)와 폐로 및 개로를 가능케하는 링크기구부(3)와, 상기 가동접촉자(2)를 통해 전류를 수신받아 과부하전류를 검출하는 히터부(6)와, 상기 히터부(6)로부터 열을 공급받아 굽힘이 발생되는 동작제어수단과, 상기 링크기구부(3)가 폐로 또는 개로 상태를 유지하도록 구속하고 과전류 발생시 상기 동작제어수단의 동작을 상기 링크기구부(3)에 전달하는 크로스바(4)를 포함하는 회로차단기에 있어서,

상기 동작제어수단은, 일정 온도 도달시 상기 크로스바(4) 방향으로 만곡하여 상기 링크기구부(3)를 해지함으로써 회로를 개로 상태로 전환하는 형상기억합금(10)으로 구성된 것을 특징으로 하는 회로차단기의 트립기구.