KR100631827B1 - 배선용차단기의 압트립 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배선용차단기의 압트립 장치에 관한 것으로, 각상별 전류 회로를 개폐하기 위해 가동접촉자 및 고정접촉자를 절연물의 케이스내에 밀폐하여 내장하고, 아크가스 배출공이 구비되어 있으며 서로 축으로 연동하게 접속되는 다수의 상별 단극차단유닛과; 상기 단극차단유닛들중 어느 하나와 접속되어, 접속된 단극차단유닛내의 가동접촉자를 고정접촉자에 접촉 또는 고정접촉자로부터 분리하도록 개폐시키는 주 회로개폐기구와; 상기 주 회로 개폐기구를 트립시키기 위해 상기 주 회로 개폐기구에 접속되고 하부에 수압돌부가 형성된 트립바와; 상기 주 회로 개폐기구와 상기 트립바를 양측에서 지지하는 측판과; 상기 측판에 수평이동 가능하게 지지되는 수평작동봉과, 상기 수평작동봉의 끝단에 연결되고 상기 아크가스배출공에 대향하게 설치되어 가스압을 받는 수압판과, 상기 수평작동봉의 타단에 연결되고 상기 트립바의 수압돌부에 압력을 가하도록 접촉한 갈고리형 가압부재;를 구비하는 가스압 슈터를 포함하여 구성함으로써, 종래의 다단계에 걸쳐 개폐 기구부를 트립하는 과정에 비해 보다 빠른시간내에 개폐 기구부를 트립시켜 주며 이는 아크가 개폐 기구부에 머무는 시간을 단축하고 이에 따라 배선용차단기의 성능을 높여줄 수 있으며 한류시 접점 재접촉에 의한 접점 용착현상도 방지할 수 있다.

Description

배선용차단기의 압트립 장치{PRESSURE TRIP DEVICE OF THE CIRCUIT BREAKER}

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 배선용차단기의 측면 구성도 및 사시도

도 3은 종래 기술에 따른 배선용 차단기의 걸림부 형성 상태를 나타낸 동작 상태도

도 4는 종래 기술에 따른 배선용 차단기의 걸림부 해제 상태를 나타낸 동작 상태도

도 5는 본 발명에 의한 배선용 차단기의 압트립 장치의 사시도

도 6은 본 발명에 의한 배선용 차단기의 단극차단유닛 내부에 조립된 가동접촉자와 고정접촉자의 동작 상태를 나타낸 도면으로,

도 6a는 정상전류가 흐를 때의 동작 상태도이고,

도 6b는 사고전류가 흐를 때의 가동접촉자와 고정접촉자간의 한류동작 상태도이고,

도 6c는 가동접촉자와 고정접촉자에 각각 부착된 접점간 아크가 발생된 상태를 나타낸 상태도이고,

도 6d는 아크에 의해 발생한 아크 가스가 배출공을 통해 단극차단유닛 외부로 배출되는 상태를 나타낸 상태도이다.

도 7은 본 발명에 의한 배선용 차단기에서 아크가 발생하기 이전의 가스압 슈터와 트립바의 동작 상태를 나타낸 일부 확대 도면

도 8은 본 발명에 의한 배선용 차단기에서 아크에 의한 아크 가스압으로 슈터가 변위되는 상태와 슈터의 변위에 의한 트립바의 회전으로 개폐 기구부를 트립시키는 상태를 나타내 일부 확대 도면

<< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >>

2 : 단극차단유닛 3 : 측판

4 : 트립바 10 : 가동접촉자

11 : 고정접촉자 12 : 가스압 슈터(Shooter)

본 발명은 배선용차단기(circuit breaker)에 관한 것으로, 특히 한류전류에 대해 가동접점과 고정접점의 분리시 발생하는 아크압을 이용하여 보다 빠르게 배선용차단기를 트립시키는 배선용차단기의 압트립 장치(Pressure trip device)에 관한 것이다.

도 1 및 도 2는 종래 기술에 따른 배선용차단기의 측면 구성도 및 사시도이다.

종래의 단극차단유닛(2)으로 구성된 배선용차단기는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 기구부를 보호하는 외함(1)과, 상기 외함(1) 내부에 조립되어 배선용차단기로 흐르는 전류에 대해 전자력을 일으키는 마그네틱 코어(Magnetic Core)(5) 와, 전자력에 인해 상기 마그네틱 코어(5)로 흡인되는 아마튜어(Armature)(6)와, 상기 아마튜어(6)의 구동으로 인해 구동되는 크로스바(7)와, 상기 크로스바(7)에 의해 구동되는 트립 슈터(Trip Shooter)(8), 상기 트립 슈터(8)의 구동력을 야기시키는 스프링(9)과, 상기 트립 슈터(8)에 의해 회전함으로써 기구부를 트립시키는 트립바(4)로 구성되어진다.

그 다음, 도 3은 종래 기술에 따른 배선용 차단기의 걸림부 형성 상태를 나타낸 동작 상태도이고, 도 4는 종래 기술에 따른 배선용 차단기의 걸림부 해제 상태를 나타낸 동작 상태도이다.

종래의 배선용차단기는 도 3에 도시된 바와 같이, 정상전류가 흐를 때에는 상기 크로스바(7)에 의해 상기 트립 슈터(8)가 구속되어 상기 트립바(4)는 리세트(RESET)위치를 유지할 수 있으나, 도 4에 도시된 바와 같이, 순시전류와 초과전류에 있어서 상기 마그네틱 코어(5)의 전자력이 상기 아마튜어(6)를 흡인하여 상기 아마튜어(6)의 일부분이 상기 크로스바(7)를 회전시킴으로써 상기 크로스바(7)로 인해 구속된 상기 트립 슈터(8)의 걸림부를 해지시켜 구속을 풀게 되고, 상기 트립 슈터(8)에 조립된 스프링(9)의 탄성력에 인해 회전된 트립 슈터(8)는 트립바(4)를 회전시키며 이로인해 트립바(4)는 리세트(RESET) 위치를 벗어나게 됨으로써 기구부를 트립(TRIP)시키게 된다.

이러한 종래의 기술은 단락전류가 흐를시 다단계의 기구동작을 거쳐 기구부를 트립시키기 때문에 시간지연으로 인한 차단에너지가 많이 발생되고, 시간지연으로 인한 가동자접점과 고정자접점간 융착도 발생할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 단락전류시 배선용차단기의 트립시간을 단축시켜줌으로써 차단성능을 향상시키고 접점간 융착을 방지할 수 있는 배선용차단기의 압트립 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 배선용차단기의 압트립 장치는, 각상별 전류 회로를 개폐하기 위해 가동접촉자 및 고정접촉자를 절연물의 케이스내에 밀폐하여 내장하고, 아크가스 배출공이 구비되어 있으며 서로 축으로 연동하게 접속되는 다수의 상별 단극차단유닛과; 상기 단극차단유닛들중 어느 하나와 접속되어, 접속된 단극차단유닛내의 가동접촉자를 고정접촉자에 접촉 또는 고정접촉자로부터 분리하도록 개폐시키는 주 회로개폐기구와; 상기 주 회로 개폐기구를 트립시키기 위해 상기 주 회로 개폐기구에 접속되고 하부에 수압돌부가 형성된 트립바와; 상기 주 회로 개폐기구와 상기 트립바를 양측에서 지지하는 측판과; 상기 측판에 수평이동 가능하게 지지되는 수평작동봉과, 상기 수평작동봉의 끝단에 연결되고 상기 아크가스배출공에 대향하게 설치되어 가스압을 받는 수압판과, 상기 수평작동봉의 타단에 연결되고 상기 트립바의 수압돌부에 압력을 가하도록 접촉한 갈고리형 가압부재를 구비하는 가스압 슈터;를 포함하여 구성한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

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도 5는 본 발명에 의한 배선용 차단기의 압트립 장치의 사시도이다.

본 발명에 따른 배선용차단기의 압트립 장치는 도 5도 및 도 6에 도시된 바와 같이, 각상별 전류 회로를 개폐하기 위해 가동접촉자(도6a 내지 6d의 10) 및 고정접촉자(도6a 내지 6d의 11)와 소호기구부(부호 미지정)를 전기적 절연물로 된 외부 케이스(Case)내에 밀폐하여 내장하고, 아크가스 배출공 및/또는 아크가스 도입공(2')이 구비되어 있는 상별 단극차단유닛(2)을 포함한다. 상별 단극차단유닛(2)은 배선용 차단기가 3상용인 경우 2개 또는 3개가 마련될 수 있고, 내부에 가동접촉자와 고정접촉자 및 소호기구부를 수용한 상태에서 상기와 같이 전기적 절연재 수지물을 몰드(mould)하여 제작될 수 있으며, 접점의 개방시 발생하는 아크가스를 효과적으로 이용하기 위해서 상기 아크가스 배출공 및/또는 아크가스 도입공(2')이외의 부분은 완전히 밀폐되게 형성한다. 각각의 단극차단유닛(2)들은 도시하지 않은 별도의 축을 각 단극차단유닛(2)내의 가동접촉자 또는 가동 접촉자를 회동가능하게 지지하는 별도의 샤프트(shaft)에 접속하여 서로 동시 연동하도록 구성된다.

본 발명에 따른 배선용차단기의 압트립 장치는 단극차단유닛(2)과 접속되어 단극차단유닛(2)내의 가동 접촉자를 고정접촉자에 접촉하는 위치 또는 고정 접촉자 로부터 분리되는 위치로 개폐작동 시키는 주 회로 개폐기구와, 이 주 회로 개폐기구를 트립시키는 트립바(4){주 회로 개폐기구와 트립바(4)는 모두 측판(3)의 내부에 측판(3)에 의해 지지되게 설치된다}를 포함한다. 상기 주 회로 개폐기구는 측판(3)사이에 지지되게 설치되는 도면상 부호 미지정의 핸들과, 핸들과 접속된 래치(latch), 래치와 링크에 의해 연동접속되는 가동접촉자(도 6a 내지 6d의 10 참조), 상기 핸들과 상기 링크사이에 장착되는 스프링등을 포함한다. 이러한 주 회로 개폐기구 및 트립바의 구성은 공지의 구성으로서 자세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 본 발명에 따른 배선용차단기의 압트립 장치는 가스압 슈터(12)를 포함하는 바, 가스압 슈터(12)는 측벽(3)에 수평이동가능하게 부호 미지정의 홀더(Holder)에 의해 지지되고 배출공(2')으로부터 트립바(4)까지 연장되는 길이를 가진 수평작동봉(12a)과, 수평작동봉(12a)의 일단부에 연결되고 배출공(4)에 대향하게 설치되어 배출공(4)으로부터 배출되는 가스압을 받아 수평동력을 상기 수평작동봉에 제공하는 수압판(受壓板)(12b)과, 수평작동봉(12a)의 타단부에 연결되어 트립바(4)를 회동시키는 가압부재(12c)를 포함하여 구성된다.

상기 트립바(4)는 가스압 슈터(12)로부터의 압력을 받기 위한 하부의 수압돌부(受壓突部)(4')를 가지며, 가압부재(12c)는 트립바(4)의 수압돌부(4')에 압력을 가하는 걸고리형 부재로 구성된다. 좀더 상세히는 트립바(4)는 양 측벽(3)에 형성된 장공(부호 미지정)내에서 지지되는 회전축을 중심으로 회전가능하며, 그 하부에 수압돌부(4')를 구비하여 가스압 슈터(12)의 가압부재(12c)로부터의 압력을 받으며, 따라서 트립바(4)는 상기 회전축을 중심으로 도면상 시계방향으로 회전하게된 다.

도 6은 본 발명에 의한 배선용 차단기의 단극차단유닛(2) 내부에 조립된 가동접촉자(10)와 고정접촉자(11)의 동작 상태를 나타낸 도면으로, 도 6a는 정상전류가 흐를 때 회로가 폐로상태의 동작 상태도이고, 도 6b는 단락전류와 같은 사고전류 발생시 가동접촉자(10)와 고정접촉자(11)간의 한류 동작 상태도이고, 도 6c는 한류동작시 가동접촉자(10)와 고정접촉자(11)에 각각 부착된 접점간에 아크가 발생된 상태를 나타낸 상태도이고, 도 6d는 아크에 의해 발생한 아크 가스가 단극차단유닛(2)의 배출공(2')을 통해 외부로 배출되는 상태를 나타낸 상태도이다.

도 7은 본 발명에 의한 배선용 차단기에서 아크가 발생하기 이전의 슈터(12)와 트립바(4)의 동작 상태를 나타낸 일부 확대 도면이다. 그리고, 도 8은 본 발명에 의한 배선용 차단기에서 아크에 의한 아크 가스압으로 가스압 슈터(12)가 변위되는 상태와 가스압 슈터(12)의 변위에 의한 트립바(4)의 회전으로 주 회로 개폐기구부를 트립시키는 상태를 나타내는 일부 확대 도면이다.

이들 도면을 참조하여 본 발명에 따른 배선용차단기의 압트립 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 배선용차단기의 압트립 장치는 단락전류와 같은 사고전류가 흐를시 도 6에 도시된 바와 같이 상기 단극차단유닛(2)내부의 상기 고정접촉자(11)와 상기 가동접촉자(10)의 한류동작에 의한 접점간 아크가 발생한다. 상기 아크에 의한 아크가스가 상기 단극차단유닛(2)의 배출공(2')를 통해 외부로 배출되면서 아크가스에 의한 가스압이 도 8에 도시되 바와 같이 상기 측벽(3)에 조립된 가스압 슈터(12)의 수압판(12b)에 부딪치며, 수압판(12b)에 부딪힌 가스압력에 의해 상기 수평작동봉(12a)는 수평 방향으로 변위되고, 이에 따라 수평작동봉(12a) 의 타단부에 연결된 가압부재(12c)가 상기 트립바(4)의 수압돌부(4')를 가압하여 상기 트립바(4)를 회전시킴으로써 상기 트립바(4)의 회전에 따른 미도시의 래치의 해방으로 인해 주 회로 개폐 기구부가 트립된다. 따라서, 주 회로 개폐 기구부와 미도시한 링크와 스프링등의 연동 접속수단으로 연동되게 접속된 단극차단유닛(2)내의 가동접촉자가 고정접촉자로부터 분리되고 각각의 단극차단유닛(2)들은 축등에 의해 서로 연동되게 접속되어 있으므로 동시 연동하여 내부의 가동접촉자가 고정접촉자로부터 분리되어 트립되고, 따라서 사고전류에 따른 회로차단이 완료된다.

이상에서 설명된 본 발명은 일실시예에 한정되어 설명되었지만, 이에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 분야의 통상적인 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 정도의 변형은 본 발명의 기술적 사상에 속하는 것임은 자명하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 배선용차단기의 압트립 장치에 의하면, 단극차단유닛(2) 내부에 조립된 가동접촉자(10)와 고정접촉자(11)에 각각 부착된 접점간 이탈로 인해 발생된 아크 가스압이 주 회로 개폐기구부를 지지하는 측판(3)에 조립된 가스압 슈터(12)를 구동시킴으로써 가스압 슈터(12)가 트립바(4)를 가압 및 회전시켜 배선용차단기를 바로 트립시키기 때문에 종래의 다단계에 걸쳐 개폐 기구부를 트립하는 과정에 비해 보다 빠른시간내에 개폐 기구부를 트립시켜 주며 이는 접점 재접촉 방지에 따라 아크가 접점부에 머무는 시간을 단축하고 이에 따라 배선용차단기의 성능을 높여줄 수 있으며 한류시 접점 재접촉에 의한 용착현상도 방지할 수 있다.

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Claims (2)

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2. 배선용 차단기에 있어서,

   각상별 전류 회로를 개폐하기 위해 가동접촉자 및 고정접촉자를 절연물의 케이스내에 밀폐하여 내장하고, 아크가스 배출공이 구비되어 있으며 서로 축으로 연동하게 접속되는 다수의 상별 단극차단유닛과;

   상기 단극차단유닛들중 어느 하나와 접속되어, 접속된 단극차단유닛내의 가동접촉자를 고정접촉자에 접촉 또는 고정접촉자로부터 분리하도록 개폐시키는 주 회로개폐기구와;

   상기 주 회로 개폐기구를 트립시키기 위해 상기 주 회로 개폐기구에 접속되고 하부에 수압돌부가 형성된 트립바와;

   상기 주 회로 개폐기구와 상기 트립바를 양측에서 지지하는 측판과;

   상기 측판에 수평이동 가능하게 지지되는 수평작동봉과, 상기 수평작동봉의 끝단에 연결되고 상기 아크가스배출공에 대향하게 설치되어 가스압을 받는 수압판과, 상기 수평작동봉의 타단에 연결되고 상기 트립바의 수압돌부에 압력을 가하도록 접촉한 갈고리형 가압부재를 구비하는 가스압 슈터;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배선용차단기의 압트립 장치.

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