KR100658182B1 - 회로 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아크의 발생을 효과적으로 소호할 수 있는 회로 차단기에 관한 것으로,

이를 실현하기 위하여 본 발명은, 외함과; 상기 외함 내에 고정 설치되며, 전원 또는 부하 측과 전기적으로 접속되는 도체로 된 고정 접촉자와; 상기 고정 접촉자의 양측에 회전가능하게 설치되고 적어도 2개의 도체로 된 분할 도체와; 상기 고정 접촉자 및 상기 분할 도체에 접촉하는 위치와 상기 고정 접촉자 및 상기 분할 도체로부터 분리되는 위치로 회전이동가능한 가동 접촉자와; 상기 분할 도체에 상기 가동 접촉자에 접촉하는 방향으로 탄성력을 부과하는 스프링과, 여기서 상기 스프링은 상기 가동 접촉자가 상기 고정 접촉자로부터 분리된 상태에서도 상기 분할 도체가 상기 가동 접촉자와 접촉하는 상태를 유지하도록 탄성력을 상기 분할 도체에 제공하고; 상기 분할 도체의 회동을 저지하기 위한 스토퍼(stoper)와, 여기서 상기 고정 접촉자로부터 분리된 상태에서도 상기 분할 도체가 상기 가동 접촉자와 접촉하는 상태를 유지하면서 회전할 때, 상기 스토퍼는 상기 분할 도체의 회동을 저지하여 상기 가동 접촉자와 상기 분할 도체를 분리시키도록 마련되며; 상기 분할 도체와 상기 가동 접촉자의 개리 시 발생하는 아크를 소호하기 위해 상기 분할 도체로부터 미리 결정된 거리를 두고 설치되는 소호기구와;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기를 제공한다.

본 발명에 의하면 접점 개리시 적어도 2개의 분할 도체가 가동 접촉자의 이 동에 따라 함께 이동하면서 주 통전 부위가 개리 거리를 확보할 때까지 개리를 지연하므로 아크의 집중 발생이 방지될 수 있고, 분할 도체에 대응하여 소호기구를 구비함으로써 아크가 신속히 소호될 수 있는 효과가 있다.

회로 차단기, 소호 장치, 아크, 고정 접촉자, 가동 접촉자, 분할 도체

Description

회로 차단기{Circuit Breaker}

도 1a, 1b 및 1c는 종래기술에 따른 회로 차단기의 구조를 설명하기 위한 도면으로서,

도 1a 는 종래기술에 따른 회로 차단기의 일부 절개 사시도이고,

도 1b는 종래기술에 따른 회로 차단기의 가동 접촉자의 회동궤적에 따라 설치한 소호기구를 보여주는 사시도 및 원내는 그의 접점부위에 대한 부분 확대도이며,

도 1c는 종래기술에 따른 회로 차단기의 고정 접촉자만을 별도 도시한 사시도이고,

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 회로 차단기의 구성을 설명하기 위한 도면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 회로 차단기의 일부 절개 사시도

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 회로 차단기에 있어서 고정 접촉자의 구성을 설명하기 위한 분해 사시도 및 그 조립도,

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 회로 차단기에 있어서 소호 기구의 구성을 설명하기 위한 도면,

도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 회로 차단기가 주 접점은 개리되고 보조 접점은 접촉된 상태를 보여주는 요부 측면도이고,

도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 회로 차단기 중 스토퍼의 구성을 보여주는 부분 확대 사시도이며,

도 5c는 본 발명의 실시예에 따른 회로 차단기가 주 접점과 보조접점이 모두 개리된 상태를 보여주는 요부 측면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

101: 외함 102: 고정 접촉자

102a: 주 접점 102c, 102d: 보조 접점

102e: 아크 런너(arc runner)

103a, 103b: 분할 도체 103a-1, 103b-1: 분할 도체의 접점

104: 개폐기구 106: 트립기구

108: 소호기구 112: 가동 접촉자

112a, 112b: 가동 접촉자의 접점

114: 그리드 114a, 114b: 요홈부

116: 샤프트 핀 118: 접시 스프링

S: 스토퍼

본 발명은 회로 차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한류형이 아닌 일자형 고정 접촉자를 사용하는 회로 차단기에 있어서 트립동작시 발생되는 아크를 효 과적으로 신속하게 소호할 수 있는 회로 차단기에 관한 것이다.

일반적으로 회로 차단기는 전기적으로 과부하 상태 또는 단락 사고시 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하를 보호하는 전기기기이다.

회로 차단기는 이상 전류가 발생하면 → 이상 전류 검출 → 접점 개극 및 아크 발생 → 아크 소호와 같은 과정을 거쳐 이상 전류를 차단한다.

이때 접점의 개극시 발생하는 아크는 플라즈마(PLASMA) 형태의 방전 에너지로서, 이를 효과적으로 소호시켜 이상 전류를 신속히 차단하는 것이 회로 차단기의 성능에 있어서 중요한 척도가 된다.

도 1a, 1b 및 1c는 종래기술에 따른 회로 차단기의 구조를 설명하기 위한 도면으로서, 도 1a 는 종래기술에 따른 회로 차단기의 일부 절개 사시도이고, 도 1b는 종래기술에 따른 회로 차단기의 가동 접촉자의 회동궤적에 따라 설치한 소호기구를 보여주는 사시도 및 원내는 그의 접점부위에 대한 부분 확대도이다. 이들 도면을 참조하여 종래기술에 따른 회로 차단기에 대해서 설명하면 다음과 같다.

종래의 회로 차단기는 일자형 즉, 판상(板像)의 비한류(非限流)형의 고정 접촉자(102)와, 고정 접촉자(102)에 접촉하는 위치 또는 개리(開離)되는 위치로 회동가능한 가동 접촉자(112)와, 가동 접촉자(112)에 개리를 위한 구동력을 제공하는 개폐기구(104)와, 회로 상 이상전류 발생시 이를 감지하여 상기 개폐기구(104)를 트립하도록 트리거(trigger)하는 트립 기구(trip mechanism)(106)와, 상기 고정 접촉자와 상기 가동 접촉자의 개리시 발생되는 아크를 소호시켜 주는 소호 기구(108)를 포함하여 구성된다.

한편 도 1b 및 그의 원내 확대도에 도시된 바와 같이, 상기 단자부(110)으로부터 먼 고정 접촉자(102)의 단부 측에는 중앙의 주 접점(도 1c 의 102a 참조)과 상기 주 접점 보다 소호 기구의 그리드 판(114) 으로부터 멀게 보조 접점(도 1c 의 102c, 102d 참조) 이 구비된다. 이에 가동 접촉자(112)에도 상기 고정 접촉자(102)의 상기 주 접점과 상기 보조 접점에 상응하게 접점이 구비된다.

소호 기구(108) 는 강 자성체로 된 그리드 판(grid plate)(114)을 다수 수직방향으로 적층하여 구성되며, 각각의 그리드 판(grid plate)(114)은 중앙에 한 곳의 요홈부(116)가 구비된다.

한편 도 1c에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 고정 접촉자(102)는 하나의 일자형 도체판으로 구성되며, 상기 단자부(110)와 접속되는 위치의 반대측 단부에 중앙 위치에 주 접점(102a)과 주 접점(102a) 보다 소호 기구(108)의 그리드 판(114) 으로부터 멀게 보조 접점(102c, 102d) 이 구비된다.

도 1c 에서 미설명 부호 102e는 주 접점(102a)에서 발생한 아크를 소호 기구(108) 쪽으로 유도하기 위한 아크 러너(arc runner)이다.

이러한 종래의 회로 차단기를 이용하여 이상 전류가 발생하였을 경우 단락 전류를 차단하는 동작을 설명하면 다음과 같다.

이상 전류는 외부의 전원 측으로부터 단자 부(110)를 통해 고정 접촉자(102)를 경유하여 가동 접촉자(112)로 전류가 유입되고 이 전류는 계속해서 가동 접촉자를 거쳐 트립 기구(106)를 관통하는 도체(부하측 단자에 연결된 도체)에 흐르게 된다.

이때 상기 전원측과 부하측간의 회로 상 단락전류와 같은 이상전류가 발생하면, 트립 기구(106)는 이를 감지하여 개폐기구(104)를 트립 위치로 동작하게 트리거하며, 이에 따라 개폐기구(104)는 가동 접촉자(112)를 고정 접촉자(102)로 부터 분리되도록 구동력을 제공한다.

이때 개리되는 고정 접촉자(102)의 주 접점 및 보조 접점(102a, 102c, 102d)와 가동 접촉자(112)의 상대적 접점 사이에는 아크가 발생한다.

발생한 아크는 상기 주 접점 및 보조 접점(102a, 102c, 102d)에 인근하게 고정 접촉자(102)상에 설치되는 소호 기구(108)에 의해 소호되어 회로를 차단하는 트립동작이 완료된다.

그러나, 상기와 같은 종래의 회로 차단기는 고정 접촉자(102)에 있어서, 주 접점(102a)의 양측 후위에 배치되는 한 쌍의 보조 접점(102c, 102d)이 주 접점(102a) 보다 소호 기구(108)로부터 멀리 위치하고, 그리드 판(114)의 요홈부(116)는 그리드 판(114)의 중앙 한 곳에만 구비되어 있다.

따라서, 주 접점(102a)과 대응되어 접촉가능한 가동 접촉자(112)의 접점 간에 발생하는 아크는 소호 기구(108)로 유도되어 소호될 수 있어도, 보조 접점(102c, 102d)과 대응되어 접촉가능한 가동 접촉자(112)의 접점 간에 발생하는 아크는 소호 기구(108)로부터 멀리 특히 소호 기구(108) 중 자기 흡인력이 가장 강한 요홈부(116)로부터 멀리 위치하여 소호 기구(108)로 흡인되지 못하고 주변으로 분산된다.

따라서 가동 접촉자(112)의 회동에 따라 주변으로 확산되어 소호가 지체되고 접점 및 주변부품이 용융됨으로써 회로 차단 성능을 심각히 저하시킬 수 있는 문제가 있다.

또한 도시한 예의 종래기술 이외에 수직공간적 제약으로 U자형의 한류형 고정 접촉자를 이용할 수 없고 일자형의 고정 접촉자를 이용해야 하는 회로 차단기에 있어서, 트립 동작시 발생하는 아크의 신속한 소호 성능이 제공되지 못하는 문제가 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 본 발명은, 가동 접촉자와 고정 접촉자의 개극이 진행되는 과정에서 아크가 주변으로 분산되는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 아크를 분할할 수 있으며 분할된 아크를 신속히 소호할 수 있고, 한류형 고정 접촉자를 적용할 수 없는 경우에도 소호 성능이 우수한 회로 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 본 발명의 목적은, 외함과;

상기 외함 내에 고정 설치되며, 전원 또는 부하 측과 전기적으로 접속되는 도체로 된 고정 접촉자와;

상기 고정 접촉자의 양측에 회전가능하게 설치되고 적어도 2개의 도체로 된 분할 도체와;

상기 고정 접촉자 및 상기 분할 도체에 접촉하는 위치와 상기 고정 접촉자 및 상기 분할 도체로부터 분리되는 위치로 회전이동가능한 가동 접촉자와;

상기 분할 도체에 상기 가동 접촉자에 접촉하는 방향으로 탄성력을 부과하는 스프링과, 여기서 상기 스프링은 상기 가동 접촉자가 상기 고정 접촉자로부터 분리된 상태에서도 상기 분할 도체가 상기 가동 접촉자와 접촉하는 상태를 유지하도록 탄성력을 상기 분할 도체에 제공하고;

상기 분할 도체의 회동을 저지하기 위한 스토퍼(stoper)와, 여기서 상기 고정 접촉자로부터 분리된 상태에서도 상기 분할 도체가 상기 가동 접촉자와 접촉하는 상태를 유지하면서 회전할 때, 상기 스토퍼는 상기 분할 도체의 회동을 저지하여 상기 가동 접촉자와 상기 분할 도체를 분리시키도록 마련되며;

상기 분할 도체와 상기 가동 접촉자의 개리 시 발생하는 아크를 소호하기 위해 상기 분할 도체로부터 미리 결정된 거리를 두고 설치되는 소호기구와;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 회로 차단기를 제공함으로써 달성될 수 있다.

상기 본 발명의 목적과 그 실현수단의 구성과 작용효과에 대해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조한 이하의 상세한 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.

본 발명과 종래기술을 비견하여 그 구성과 작용효과가 용이하게 이해될 수 있도록, 서로 대응되는 구성요소를 지시하는 부호는 동일하게 부여하였다.

본 발명의 실시예에 따른 회로 차단기를 일부 절개 사시도로서 도시한 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 본 발명의 실시예에 따른 회로 차단기는 외함(101)과; 외함(101) 내에 고정 설치되며, 전원 또는 부하 측과 전기적으로 접속되 는 도체로 된 고정 접촉자(102)와; 고정 접촉자(102)의 양측에 회전가능하게 설치되고 적어도 2개의 도체로 된 분할 도체(103a와 도 3b의 부호 103b 참조)와; 고정 접촉자(102) 및 분할 도체(103a, 103b)에 접촉하는 위치와 고정 접촉자(102) 및 분할 도체(103a, 103b)로부터 분리되는 위치로 회전이동가능한 가동 접촉자(112)와; 분할 도체(103a, 103b)에 가동 접촉자(112)에 접촉하는 방향으로 탄성력을 부과하는 스프링(110)과, 여기서 스프링(110)은 가동 접촉자(112)가 고정 접촉자(102)로부터 분리된 상태에서도 분할 도체(103a, 103b)가 가동 접촉자(112)와 접촉하는 상태를 유지하도록 탄성력을 분할 도체(103a, 103b)에 제공하고; 분할 도체(103a, 103b)의 회동을 저지하기 위한 스토퍼(stopper)(도 5b 의 부호 S 참조)와, 여기서 고정 접촉자(102)로부터 분리된 상태에서도 분할 도체(103a, 103b)가 가동 접촉자(112)와 접촉하는 상태를 유지하면서 회전할 때, 스토퍼(S)는 분할 도체(103a, 103b)의 회동을 저지하여 가동 접촉자(112)와 분할 도체(103a, 103b)를 분리시키도록 마련되며; 분할 도체(103a, 103b)와 가동 접촉자(112)의 개리 시 발생하는 아크를 소호하기 위해 분할 도체(103a, 103b)로부터 미리 결정된 거리를 두고 설치되는 소호기구(108)와;를 포함하여 구성된다.

물론 본 발명의 회로 차단기는 상기의 구성요소 이외에 이미 그 구성과 작용이 잘 알려진 개폐기구(104)를 포함하며, 개폐기구(104)는 잘 알려진 바대로 미도시한 핸들을 포함하여, 각상 별로 구비되는 가동 접촉자를 동시에 개폐되도록 지지하는 미도시의 샤프트(shaft)와, 상기 핸들과 상기 샤프트 사이에 접속되는 미도시의 상, 하부링크(upper & lower link)와, 미도시의 트립 스프링(trip spring), ON 상태에서 상기 트립 스프링의 축세를 유지시키기 위한 미도시의 래치(latch), 래치를 구속 또는 해방하는 미도시의 래치 홀더(latch holder)등을 포함한다.

또한 본 발명의 회로 차단기는 상기의 구성요소 이외에 이미 그 구성과 작용이 잘 알려져 있고 도 1의 종래기술에서 언급된 트립기구(trip mechanism)을 포함하며, 트립기구는 잘 알려진 바와 같이 일 예로 고정 접촉자에 부설되어 회로상에 흐르는 전류의 크기에 따라 자화(magnetizing)되어 구동력을 발생하는 코일구동부와, 코일 구동부의 구동력에 의해 회동가능한 트립바(trip bar), 상기 트립 바와 상기 래치 홀더 사이에 설치되어 동력을 전달하는 연동기구등으로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 회로 차단기에 있어서 고정 접촉자의 구성을 분해 사시도 및 그 조립도로서 각각 도시한 도 3a 및 도 3b를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 고정 접촉자의 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.

일 실시예에 따라서 도 3a 에 도시된 바와 같이, 고정 접촉자(102)는 대체로 평평하게 제 1 의 폭을 가지게 연장하는 전기적 도체판 부와, 이 도체판 부의 일 단부에 외부의 전원 또는 부하측과 접속될 수 있는 단자부 또는 단자부의 접속부가 마련되고, 상기 제 1 폭의 도체판 부로부터 폭이 좁게 연장하는 다른 도체판 부로 구성되고, 상기 다른 도체판 부의 단부에는 상기 가동 접촉자(112)와 접촉되는 접점(102a)이 부착된다. 고정 접촉자(102)의 상기 다른 도체판 부의 단부에는 그 양측면을 관통하게 축공(shaft hole)이 마련된다.

상기 다른 도체판 부 중 접점(102a)이 부착되는 부분의 후위에는 종래기술에 서 언급된 바 있고 선택적으로 설치될 수 있는 아크 런너(arc runner)(102e)가 구 비된다.

분할 도체(103a, 103b)는 본 발명의 바람직한 일 실시예상 고정 접촉자(102)의 상기 다른 도체판 부의 양 측면에 접촉하게 2개가 마련되며, 추가적으로 2개 이상이 구비되는 변형 실시예도 가능하다.

분할 도체(103a, 103b)에는 접점(103a-1, 103b-1)이 마련되고 고정 접촉자(102)에는 접점(102a)이 구비되며, 가동 접촉자(112)에는 분할 도체(103a, 103b)의 접점(103a-1, 103b-1) 및 고정 접촉자의 접점(102a)에 상응하게 접점(도 5a의 부호 112a, 112b 참조)이 구비되며, 아크 발생시 아크가 소호 기구(도 4의 부호 108 참조)쪽으로 유도되지 않고 주변으로 확산되면서 소호가 지체되는 현상이 방지되도록 분할 도체(103a, 103b)의 접점(103a-1, 103b-1)은 고정 접촉자(102)의 접점(102a) 보다 소호 기구(108)에 근접하게 위치한다.

분할 도체(103a, 103b)는 그 양측면을 관통하게 축공(shaft hole)을 구비한다.

분할 도체(103a, 103b)를 회전가능하게 지지하기 위해서, 분할 도체(103a, 103b)와 고정 접촉자(102)에 구비되는 상기 축 공에 샤프트 핀(shaft pin)(116)이 설치된다.

분할 도체(103a, 103b)가 고정 접촉자(102)에 접촉하여 고정 접촉자(102)와 전기적으로 접속되도록, 분할 도체(103a, 103b)에 고정 접촉자(102)에 접촉하는 방향으로 탄성력을 부과하는 한 쌍의 접시 스프링(118)이 샤프트 핀(116)상 양 단부측에 설치된다.

샤프트 핀(116)에 의해서 동축 지지되어 있어서, 각각의 분할 도체(103a)와 분할 도체(103b)는 동시에 샤프트 핀(116)을 중심으로 회전하게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 회로 차단기 중 스토퍼의 구성을 부분 확대 사시도로서 보여주는 도 5b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따라서 분할 도체(103a, 103b)에 인근한 외함(101)의 측벽상 분할 도체(103a, 103b) 중 어느 하나의 회전 경로상에 간섭하도록 미리 결정된 위치에 스토퍼(S)가 구비된다.

스토퍼(S)가 설치되는 위치는, 회로 차단기의 트립 동작시 회동하는 가동 접촉자(112)로부터 먼저 분리되는 고정 접촉자(102)의 주 접점인 접점(102a, 도 5a 참조)과 가동 접촉자(112)의 접점(112b, 도 5a 참조)간에 아크가 재발하지 않을 만큼 충분히 두 접점이 개리했을 때 분할 도체(103b)의 위치를 고려하여 결정된다.

스토퍼(S)가 설치되는 구성은 외함의 측벽상에 마련되는 상기 실시예 이외에 각각의 상별로 접촉자와 소호기구 어셈블리가 별도의 절연 수지재 케이스(case)내에 설치되는 단극차단유닛을 구비하는 회로차단기의 경우 수지재 케이스의 내벽면상에 마련되는 다른 실시예가 가능하고, 또한 각각의 상별 접촉자 및 소호기구 어셈블리가 절연되도록 외함의 바닥면으로부터 상방으로 직립한 절연 수지재 격벽상에 마련되는 다른 실시예도 있을 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 회로 차단기가 주 접점은 개리되고 보조 접점은 접촉된 상태를 요부 측면도로서 보여주는 도 5a와, 본 발명의 실시예에 따른 회로 차단기가 주 접점과 보조접점이 모두 개리된 상태를 요부 측면도로서 보여주는 도 5c 를 참조하여 본 발명에 따른 회로 차단기의 접촉자 동작을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예에 따른 회로 차단기에 있어서, 정상전류 통전 시 가동 접촉자(112)로부터 고정 접촉자(102)쪽으로 또는 고정 접촉자(102)쪽으로부터 가동 접촉자(112)쪽으로의 전류의 흐름은 종래기술과 달리 고정 접촉자(102)의 접점(102a)와 분할 도체(103a, 103b)의 접점(103a-1, 103b-1)로 분할되어 흐르는 점을 제외하고는 종래기술과 그 효과면에서 별 다름이 없다.

또한 정상전류 통전시 상기 개폐 기구(104)로부터 제공되는 접압력이 가동 접촉자(112)에 전달되며 이 접압력이 고정 접촉자(102)의 분할 도체(103a, 103b)를 도면상 상방으로 작용하는 스프링(110)의 탄성력보다 더 크도록 설계하면, 고정 접촉자(102)와 분할 도체(103a, 103b)는 수평 상태가 되고 가동 접촉자(112)와 통전한다.

앞서 설명한 미 도시의 상기 트립 기구가 단락전류와 같은 이상전류를 감지하여 상기 개폐기구를 트립위치로 구동되도록 트리거(trigger)하면, 상기 개폐기구의 구동에 의해서 가동 접촉자(112)는 고정 접촉자(102)로부터 분리 위치로 회동(도 5a상 반 시계방향으로 회동)하기 시작한다.

이때, 먼저 가동 접촉자(112)는 그의 접점(112a)가 고정 접촉자(102)의 접점(102a)로부터 분리되어 고정 접촉자(102)로부터 분리된다.

그러나, 스프링(110)이 부과하는 탄성력에 의해서 분할 도체(103a-1)는 도 5a 상 반 시계방향으로 회동하면서 그의 접점(103a-1)이 가동 접촉자(112)의 접점(112a)에 접촉하여 가동 접촉자(112)에 접촉한 상태를 지속한다.

도시되지 않은 분할 도체(103-b)도 마찬가지로 그의 접점(103b-1)이 가동 접촉자(112)의 상응 접점에 접촉한 상태를 지속할 것은 당연 예상가능하다.

따라서, 가동 접촉자(112)는 고정 접촉자(102)의 주 접점에 해당하는 접점(102a)와는 분리되어도, 보조 접점에 해당하는 분할 도체(103a, 103b)와는 접촉상태를 유지하는 상태이므로, 가동 접촉자(112)로부터 고정 접촉자(112)로의 통전 경로가 유지되어 아크는 발생하지 않는다. 이와 같이 가동 접촉자(112)가 고정 접촉자(102)의 주 접점과는 분리되고 보조접점과는 접촉된 상태는 앞서 설명한 스토퍼(S)에 의해서 분할 도체(103a, 103b)의 상기 반 시계방향 회동이 정지될 때까지 유지된다.

한편, 스토퍼(S)에 의해서 분할 도체(103a, 103b)의 상기 반 시계방향 회동이 정지되면, 도 5c에 도시된 바와 같이 가동 접촉자(112)의 접점(112a)와 분할 도체(103a)의 접점(103a-1)이 분리되면서 이들 접점(112a)와 접점(103a-1)간에 아크가 발생한다.

이때 가동 접촉자(112)의 접점(112b)와 고정 접촉자(102)의 접점(102a)간에는 상기 스토퍼의 설치위치에서 기술한 바와 같이 충분한 개리 거리가 확보된 상태이므로, 아크가 재 발생할 가능성은 거의 없다.

그러나, 가동 접촉자(112)로부터 고정 접촉자(102)로 흐르는 전류는 분할 도체(103a, 103b)에 의해서 1/2씩 분할되어 흐르고 아크는 흐르는 전류량에 비례하여 발생하므로, 접점(112a)와 접점(103a-1)간 발생하는 아크는 집중되는 종래기술과 달리 2곳으로 분할되어 크기가 작게 발생한다.

이후 접점(112a)와 접점(103a-1)간에 발생하는 아크를 본 발명에 따른 회로 차단기가 소호하는 소호기구의 구성과 동작에 대해서는 도 4를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 회로 차단기의 소호기구(108)는, 서로 분리되는 분할 도체(103a, 103b)와 가동 접촉자(112)사이에서 발생하는 아크를 소호하기 위해서, 분할 도체(103a, 103b)에 대응하게 마련되는 적어도 2개의 요홈부(114a, 114b)를 갖는 다수의 그리드 판(grid plate)(114)을 가동 접촉자(112)의 상기 분리위치로의 회동궤적에 따라서 적층하여 구성된다.

상기 그리드 판(114)은 강 자성재(ferro magnetic material) 판으로 제작되는 것이 바람직하며, 그에 따라 그리드 판(114)들로부터의 자력은 접점(112a)와 접점(103a-1)간 발생하는 아크 에너지를 흡인한다. 소호 기구(108)로 흡인된 아크는 다수의 그리드 판(114)사이를 통과하면서 분할되고 냉각되어 소멸한다.

특히 자속이 집중되어 흡인력이 가장 강하게 발생하는 요홈부(114a, 114b)를 각각 분할 도체(103a, 103b)에 대응하는 갯수로 분할 도체(103a, 103b)를 수평방향상 마주보게 배치하고 이와 같이 배치한 다수의 그리드 판(114)을 가동 접촉자(112)의 회동궤적을 따라 적층하여 구성함으로써, 본 발명에 따른 회로 차단기의 소호 기구(108)의 상기 아크의 흡인 효과는 더욱 향상될 수 있다.

분할 도체(103a, 103b)의 접점(103a-1, 103b-1) 및 가동 접촉자(112)의 접점112a)과 상기 소호 기구(108)간의 수평적 이격거리는 소호 기구(108)쪽으로 전이한 아크가 다시 접점(103a-1, 103b-1 및 112a)로 되돌아오지 않을 만큼 이격하도록 결정된다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 회로 차단기를 제공함에 따라서, U자형의 한류형 고정 접촉자를 적용할 수 없는 수직적 크기가 작은 회로 차단기를 얻을 수 있고, 접점의 분리시 발생하는 아크를 분할하고 신속히 소호시킬 수 있는 소호성능이 향상된 회로 차단기를 얻을 수 있다 .

Claims (5)

1. 외함과;

   상기 외함 내에 고정 설치되며, 전원 또는 부하 측과 전기적으로 접속되는 도체로 된 고정 접촉자와;

   상기 고정 접촉자의 양측에 회전가능하게 설치되고 적어도 2개의 도체로 된 분할 도체와;

   상기 고정 접촉자 및 상기 분할 도체에 접촉하는 위치와 상기 고정 접촉자 및 상기 분할 도체로부터 분리되는 위치로 회전이동가능한 가동 접촉자와;

   상기 분할 도체에 상기 가동 접촉자에 접촉하는 방향으로 탄성력을 부과하는 스프링과, 여기서 상기 스프링은 상기 가동 접촉자가 상기 고정 접촉자로부터 분리된 상태에서도 상기 분할 도체가 상기 가동 접촉자와 접촉하는 상태를 유지하도록 탄성력을 상기 분할 도체에 제공하고;

   상기 분할 도체의 회동을 저지하기 위한 스토퍼(stoper)와, 여기서 상기 고정 접촉자로부터 분리된 상태에서도 상기 분할 도체가 상기 가동 접촉자와 접촉하는 상태를 유지하면서 회전할 때, 상기 스토퍼는 상기 분할 도체의 회동을 저지하여 상기 가동 접촉자와 상기 분할 도체를 분리시키도록 마련되며;

   상기 분할 도체와 상기 가동 접촉자의 개리 시 발생하는 아크를 소호하기 위해 상기 분할 도체에 미리 결정된 거리를 두고 설치되는 소호 기구와;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 분할 도체를 회전가능하게 지지하기 위해서, 상기 분할 도체와 상기 고정 접촉자에 구비되는 축 공에 설치되는 샤프트 핀(shaft pin)과;

   상기 샤프트 핀 상에 설치되어, 상기 분할 도체가 상기 고정 접촉자에 접촉하여 상기 고정 접촉자와 전기적으로 접속되도록, 상기 분할 도체에 탄성력을 부과하는 접시 스프링과;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 분할 도체와 상기 고정 접촉자에는 접점이 구비되고, 상기 가동 접촉자에는 상기 분할 도체의 접점 및 상기 고정 접촉자의 접점에 상응하게 접점이 구비되며, 아크 발생시 아크의 확산이 방지되도록 상기 분할 도체의 접점은 상기 고정 접촉자의 접점 보다 상기 소호 기구에 근접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 스토퍼는,

   상기 가동 접촉자가 상기 고정 접촉자로부터 분리된 상태에서도 상기 분할 도체와는 접촉된 상태를 유지하며 회동할 때 상기 분할 도체의 회동을 미리 결정한 위치에서 저지하도록 상기 외함의 미리 결정된 위치에 고정적으로 마련되는 스토퍼인 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 소호기구는,

   서로 분리되는 상기 분할 도체와 상기 가동 접촉자 사이에서 발생하는 아크를 소호하기 위해서 상기 분할 도체에 대응하게 마련되는 적어도 2개의 요홈부를 갖는 다수의 그리드 판(grid plate)을 가동 접촉자의 상기 분리위치로의 회동궤적에 따라서 적층하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.

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