KR100876413B1 - 과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기에 관한 것으로서, 고정접점부에 접촉 및 분리되는 가동접점부와 연결되는 메인샤프트를 구비하여 상기 고정접점부 및 가동접점부를 개폐하는 개폐기구와; 상기 메인샤프트에 연결되어 과전류를 검출하는 과전류 계전기와; 상기 과전류 계전기의 트립신호에 의해 상기 개폐기구를 트립시키는 조작력을 발생시켜 상기 개폐기구에 전달하는 트립기구모듈과; 상기 과전류 계전기와 상기 트립기구모듈사이에 형성되어 상기 과전류 계전기의 분리 시 상기 개폐기구가 트립동작을 수행하도록 하는 과전류 계전기 연동 트립장치를 구비하여 구성된다. 이에 의해, 과전류 계전기의 분리와 연동하여 트립 동작이 수행되어 부품 손상 및 사고 발생을 억제할 수 있는 과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기가 제공된다.

Description

과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기{CIRCUIT BREAKER HAVING TRIP FUNCTION CONNECTED WITH OVER CURRENT RELAY}
본 발명은 과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 과전류 계전기의 분리와 연동하여 트립 동작이 수행되어 부품 손상 및 사고 발생을 억제할 수 있도록 한 과전류 계전기 연동 트립 기능을 구비한 차단기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 차단기의 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 차단기는, 내부에 수용공간을 형성하는 본체(10)와, 상기 본체(10)의 전면에 결합되는 커버(11)를 구비하고 있다. 상기 본체(10)의 내부에는 모선과 부하가 연결되는 고정접점부 및 가동접점부와, 상기 고정접점부 및 가동접점부를 개폐하는 개폐기구가 수용 설치된다.
상기 본체(10)의 전면에는 사고전류 또는 과전류를 검출하여 설정된 전류값 이상의 전류 통전 시 이를 검출하여 전류 통전을 차단하는 과전류 계전기(21)(OVER CURRENT RELAY)가 구비되어 있으며, 상기 커버(11)에는 상기 과전류 계전기(21)의 전면이 노출되게 개구(12)가 형성되어 있다. 상기 개구(12)의 일 측에는 상기 개폐 기구를 수동으로 트립 및 투입 조작할 수 있도록 트립(차단)버튼(15) 및 투입버튼(17)이 구비되어 있다.
한편, 상기 과전류 계전기(21)는 사고전류를 검출하여 트립 명령을 출력하는 중요한 기능을 수행하기 때문에 주기적인 점검 및 교체가 요구된다. 상기 과전류 계전기(21)의 점검 또는 교체를 위해 상기 과전류 계전기(21)를 분리할 경우에는 사고전류가 발생 시 이를 감지하여 트립 명령을 발생시키는 기능을 수행할 수 없기 때문에 상기 트립 버튼(15)을 눌러 상기 개폐기구가 트립동작을 수행한 상태에서 분리작업을 수행하게 된다.
그런데, 이러한 종래의 차단기에 있어서는, 상기 과전류 계전기(21)의 분리 시 작업자의 판단에 의해 트립 동작이 이루어지도록 하고 있기 때문에, 작업자의 부주의로 개폐기구를 트립시키지 아니한 상태에서 상기 과전류 계전기(21)를 분리할 경우 감전 등 사고의 우려가 있고 주회로부에 연결되는 회로부품의 손상이 발생될 뿐만 아니라, 사고전류 발생 시 이를 감지하여 차단하지 못하게 되므로 피해가 확산된다고 하는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명은, 과전류 계전기의 분리와 연동하여 트립 동작이 수행되어 부품 손상 및 사고 발생을 억제할 수 있는 과전류 계전기 연동 트립 기능을 구비한 차단기를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은, 상술한 바와 같은 목적 달성을 위해, 고정접점부에 접촉 및 분리되는 가동접점부와 연결되는 메인샤프트를 구비하여 상기 고정접점부 및 가동접점부를 개폐하는 개폐기구와; 상기 메인샤프트에 연결되어 과전류를 검출하는 과전류 계전기와; 상기 과전류 계전기의 트립신호에 의해 상기 개폐기구를 트립시키는 조작력을 발생시켜 상기 개폐기구에 전달하는 트립기구모듈과; 상기 과전류 계전기와 상기 트립기구모듈사이에 형성되어 상기 과전류 계전기의 분리 시 상기 개폐기구가 트립동작을 수행하도록 하는 과전류 계전기 연동 트립장치를 포함하는 과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기를 제공한다.
여기서, 상기 과전류 계전기 연동 트립장치는, 상기 트립기구모듈에 회전가능하게 설치되는 회동축부와, 상기 회동축부의 일 영역에 반경방향을 따라 돌출되어 상기 과전류 계전기에 접촉되는 작용아암과, 상기 회동축부의 타 영역에 반경방향을 따라 돌출되어 상기 회동축부의 회전시 동시에 회전되어 상기 트립기구모듈이 트립동작을 수행하게 가압하는 구동아암과, 상기 작용아암이 상기 과전류 계전기에 접촉되는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 탄성부재는 토션코일스프링인 것이 바람직하다.
상기 트립기구모듈에는 상기 과전류 계전기를 안내하는 안내부가 형성되어 있는 것이 효과적이다.
상기 트립기구모듈은, 케이스와, 상기 케이스의 내부에 수용되고 상기 과전류 계전기의 신호에 따라 조작력을 발생시키는 액츄에이터와, 상기 케이스의 일 측에 슬라이딩되게 배치됨과 아울러 상기 개폐기구와 접촉되어 상기 액츄에이터에 의해 슬라이딩 이동되면서 상기 개폐기구를 트립시키는 트립슬라이더를 포함하며, 상기 구동아암은 상기 트립슬라이더와 접촉가능하게 배치되는 것이 바람직하다.
상기 트립슬라이더에는 상기 구동아암과 접촉되게 돌출된 구동돌기가 형성되어 있는 것이 효과적이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 과전류 계전기의 분리 시 작업자의 판단에 의존하지 아니하고 개폐기구의 트립동작이 일률적으로 수반되도록 함으로써 트립 미실시로 인한 감전, 부품 손상 등을 방지할 수 있는 과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기가 제공된다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 계전기 연동 트립 기능을 구비한 차단기의 내부를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 과전류 계전기 연동 트립장치영역을 도시한 측면도이며, 도 4는 도 3의 과전류 계전기 연동 트립장치의 사시도 이고, 도 5는 도 4의 정면도이며, 도 6은 도 3의 과전류 계전기 연동 트립장치의 작용을 설명하기 위한 측면도이다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도시를 생략하고 동일한 참조부호를 인용하여 설명하기로 한다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기는, 고정접점부에 접촉 및 분리되는 가동접점부와 연결되는 메인샤프트(110)를 구비하여 상기 고정접점부 및 가동접점부를 개폐하는 개폐기구(115)와; 상기 메인샤프트(110)에 연결되어 과전류를 검출하는 과전류 계전기(121)와; 상기 과전류 계전기(121)의 트립신호에 의해 상기 개폐기구(115)를 트립시키는 조작력을 발생시켜 상기 개폐기구(115)에 전달하는 트립기구모듈(130)과; 상기 트립기구모듈(130)에 회전가능하게 설치되는 회동축부(171)와, 상기 회동축부(171)의 일 영역에 반경방향을 따라 돌출되어 상기 과전류 계전기(121)에 접촉되는 작용아암(173)과, 상기 회동축부(171)의 타 영역에 반경방향을 따라 돌출되어 상기 회동축부(171)의 회전시 동시에 회전되어 상기 트립기구모듈(130)이 트립동작을 수행하게 가압하는 구동아암(175)과, 상기 작용아암(173)이 상기 과전류 계전기(121)에 접촉되는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재(177)를 구비하여 상기 과전류 계전기(121)의 분리 시 상기 개폐기구(115)가 트립동작을 수행하도록 하는 과전류 계전기 연동 트립장치(170)를 포함하여 구성되어 있다.
도 1과 관련하여 전술한 바와 같이, 차단기는, 내부에 고정접점부 및 가동접점부가 수용 설치되는 본체(10)와, 상기 본체(10)의 전면에 결합되는 커버(11)와, 상기 본체(10)의 전면에 노출되게 결합되는 과전류 계전기(121)를 구비하고 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 과전류 계전기(121)의 배후에는 상기 트립기구모듈(130)이 설치되어 있으며, 상기 과전류 계전기(121)와 상기 트립기구모듈(130) 사이에는 상기 과전류 계전기(121)의 분리 시 상기 개폐기구(115)가 트립 동작을 수행하도록 상기 개폐기구(115)의 구속을 해제할 수 있는 조작력을 발생시키는 과전류 계전기 연동 트립장치(170)가 설치되어 있다. 상기 트립기구모듈(130)의 일 측에는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 메인샤프트(110)와 연결되어 고정접점부 및 가동접점부를 개폐하는 개폐기구(115)가 설치되어 있다.
상기 트립기구모듈(130)은, 내부에 수용공간을 형성하는 케이스(131)와, 상기 케이스(131)의 내부에 수용 설치되어 상기 과전류 계전기(121)의 트립 명령 출력 시 조작력을 발생시키는 액츄에이터(140)와, 상기 케이스(131)의 일 측에 슬라이딩 가능하게 결합되어 상기 액츄에이터(140)에 의해 이동되면서 상기 개폐기구(115)가 트립 동작을 수행하도록 하는 트립슬라이더(141)를 구비하고 있다. 상기 트립기구모듈(130)의 케이스(131)에는 상기 과전류 계전기(121)와 접속되는 커넥터(133)가 형성되어 있으며, 전면에는 상기 과전류 계전기(121)의 결합 및 분리 시 상기 과전류 계전기(121)를 전후방향으로 안내하는 안내부(135)가 전방으로 돌출되게 형성되어 있다. 상기 과전류 계전기(121)의 양 측부에는 상기 안내부(135)와 접촉되어 안내되는 레일부(123)가 형성되어 있다. 상기 케이스(131)의 후면에는 메인샤프트(110)의 일 영역이 수용될 수 있도록 절취된 샤프트수용부(137)가 형성되어 있다.
상기 트립슬라이더(141)의 일 측에는 상기 트립슬라이더(141)가 트립위치로 이동되게 가압하는 가압슬라이더(151)가 구비되어있다. 상기 트립슬라이더(141) 및 상기 가압슬라이더(151)는 상기 케이스(131)에 형성된 복수의 가이드핀(136)에 의해 안내될 수 있도록 장공상의 가이드슬롯(146,156)이 각각 형성되어 있다. 상기 가압슬라이더(151)의 일 측에는 상기 트립슬라이더(141)와 접촉되는 접촉부(155)가 형성되어 있으며, 일 단부에는 상기 가압슬라이더(151)가 트립위치로 이동되게 탄성력을 가하는 가압슬라이더스프링(153)이 연결되어 있다. 상기 가압슬라이더(151)의 일 측에는 상기 가압슬라이더(151)가 투입위치에 존재하게 구속하는 래치부재(161)가 구비되어 있으며, 상기 래치부재(161)에는 상기 래치부재(161)를 초기위치로 복귀시키는 래치부재스프링(163)이 구비되어 있다. 상기 래치부재(161)는 상기 액츄에이터(140)에 의해 가압되어 회동되면서 상기 가압슬라이더(151)의 구속을 해제하게 된다.
상기 트립슬라이더(141)의 일 영역에는 상기 개폐기구(115)의 일 부와 접촉되는 개폐기구접촉부(143)가 형성되어 있으며, 다른 영역에는 상기 과전류 계전기 연동 트립장치(170)와 접촉되어 구동력을 제공받는 구동돌기(145)가 형성되어 있다.
한편, 상기 트립기구모듈(130)의 케이스(131)의 전면에는 상기 과전류 계전기 연동 트립장치(170)의 회동축부(171)를 회동가능하게 지지할 수 있도록 축지지부(134)가 형성되어 있다.
상기 회동축부(171)의 일 영역에는 반경방향을 따라 돌출되어 상기 과전류 계전기(121)와 접촉되는 작용아암(173)이 형성되어 있으며, 상기 회동축부(171)의 축선방향을 따라 상기 구동아암(175)의 일 측에는 상기 트립슬라이더(141)의 구동돌기(145)와 접촉가능하게 상기 트립기구모듈(130)의 케이스(131)의 측방으로 연장된 구동아암(175)이 형성되어 있다.
상기 회동축부(171)의 일 측에는 상기 회동축부(171)가 상기 작용아암(173)이 상기 과전류 계전기(121)와 접촉되는 방향으로 회전하게 탄성력을 가하는 탄성부재(177)가 결합되어 있다. 상기 탄성부재(177)는 토션코일스프링의 형태로 구현되어 있다. 여기서, 상기 탄성부재(177)는 토션바, 압축스프링 또는 인장스프링의 형태로 구성할 수도 있다.
이러한 구성에 의하여, 상기 과전류 계전기(121)의 양 측의 레일부(123)를 상기 트립기구모듈(130)의 안내부(135)에 삽입된 상태에서 상기 과전류 계전기(121)를 상기 트립기구모듈(130)측으로 가압하면, 상기 과전류 계전기(121)의 후면에 접촉된 상기 작용아암(173)은 가압되어 상기 회동축부(171)와 일체로 회동되어 상기 트립기구모듈(130)의 전면과 나란한 상태로 배치된다. 이때 상기 과전류 계전기(121)를 스크류(미도시) 등을 이용하여 고정한다. 상기 작용아암(173) 및 상기 회동축부(171)가 회전될 때, 상기 탄성부재(177)는 압축되면서 탄성력을 축적하게 된다. 이때, 상기 트립기구모듈(130)이 트립슬라이더(141) 및 가압슬라이더(151)는 모두 트립위치에 존재하게 된다.
한편, 외력에 의해 상기 트립슬라이더(141) 및 상기 가압슬라이더(151)가 투입위치로 이동되면 상기 가압슬라이더(151)는 상기 래치부재(161)에 의해 구속되어 투입위치에 고정되고 상기 구동돌기(145)는 상기 구동아암(175)측으로 이동되어 도 3에 도시된 상태로 된다.
이러한 상태에서, 상기 과전류 계전기(121)를 상기 트립기구모듈(130)로부터 분리시키면, 상기 탄성부재(177)의 축적된 탄성력에 의해 상기 작용아암(173), 상기 회동축부(171) 및 상기 구동아암(175)이 동시에 회동하게 된다. 상기 구동아암(175)이 회전되면 상기 구동돌기(145)가 가압되면서 상기 트립슬라이더(141)가 상기 케이스(131)의 하방으로 이동되며, 상기 트립슬라이더(141)에 접촉되어 있는 상기 개폐기구(115)의 트립동작을 구속하고 있는 트립부재(미도시)가 눌려지면서 구속이 해제되어 상기 개폐기구(115)는 트립동작을 실행하게 된다.
도 1은 종래의 차단기의 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기의 내부를 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 과전류 계전기 연동 트립장치 영역을 도시한 측면도,
도 4는 도 3의 과전류 계전기 연동 트립장치의 사시도,
도 5는 도 4의 정면도,
도 6은 도 3의 과전류 계전기 연동 트립장치의 작용을 설명하기 위한 측면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 메인샤프트 115 : 개폐기구
121 : 과전류 계전기 123 : 레일부
130 : 트립기구모듈 131 : 케이스
140 : 액츄에이터 141 : 트립슬라이더
151 : 가압슬라이더 153 : 가압슬라이더스프링
161 : 래치부재 163 : 래치부재스프링
170 : 과전류 계전기 연동 트립장치
171 : 회동축부 173 : 작용아암
175 : 구동아암 177 : 탄성부재

Claims (6)

  1. 고정접점부에 접촉 및 분리되는 가동접점부와 연결되는 메인샤프트를 구비하여 상기 고정접점부 및 가동접점부를 개폐하는 개폐기구와;
    상기 메인샤프트에 연결되어 과전류를 검출하는 과전류 계전기와;
    상기 과전류 계전기의 트립신호에 의해 상기 개폐기구를 트립시키는 조작력을 발생시켜 상기 개폐기구에 전달하는 트립기구모듈과;
    상기 과전류 계전기와 상기 트립기구모듈사이에 형성되어 상기 과전류 계전기의 분리 시 상기 개폐기구가 트립동작을 수행하도록 하는 과전류 계전기 연동 트립장치를 포함하는 과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 과전류 계전기 연동 트립장치는, 상기 트립기구모듈에 회전가능하게 설치되는 회동축부와, 상기 회동축부의 일 영역에 반경방향을 따라 돌출되어 상기 과전류 계전기에 접촉되는 작용아암과, 상기 회동축부의 타 영역에 반경방향을 따라 돌출되어 상기 회동축부의 회전시 동시에 회전되어 상기 트립기구모듈이 트립동작을 수행하게 가압하는 구동아암과, 상기 작용아암이 상기 과전류 계전기에 접촉되는 방향으로 탄성력을 가하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 탄성부재는 토션코일스프링인 것을 특징으로 하는 과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 트립기구모듈에는 상기 과전류 계전기를 안내하는 안내부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 트립기구모듈은, 케이스와, 상기 케이스의 내부에 수용되고 상기 과전류 계전기의 신호에 따라 조작력을 발생시키는 액츄에이터와, 상기 케이스의 일 측에 슬라이딩되게 배치됨과 아울러 상기 개폐기구와 접촉되어 상기 액츄에이터에 의해 슬라이딩 이동되면서 상기 개폐기구를 트립시키는 트립슬라이더를 포함하며, 상기 구동아암은 상기 트립슬라이더와 접촉가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 트립슬라이더에는 상기 구동아암과 접촉되게 돌출된 구동돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 과전류 계전기 연동 트립기능을 구비한 차단기.
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