KR100876738B1 - 회로차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아크 소멸 후에 아크 소멸성이 떨어지는 것을 억제하면서 아크로 인한 부재의 변형을 저감시킬 수 있는 회로차단기를 제공하는 것이다.

가동접점(5a)과 고정접점(6a)의 사이에서 발생하는 아크에 노출되는 수지부재의 표층에 2종 이상의 수지를 혼합한 상(相) 분리층 또는 블록 공중합체로 이루어지는 상 분리층을 형성하여, 아크 광에 대한 산란효과를 상 분리층이 형성된 수지부재에 부여한다.

Description

회로차단기{CIRCUIT BREAKER}

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 회로차단기의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 슬릿부재의 차단 전후의 상태를 종래예와 비교하여 나타낸 단면도이다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 슬릿부재의 차단 전후의 상태를 종래예와 비교하여 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 : 케이스 2 : 커버

3 : 홀더 4 : 개폐축

5 : 가동 접촉자 5a : 가동접점

6 : 고정 접촉자 6a : 고정접점

11,13,15,17 : 슬릿부재 12 : 세라믹 필러

14,18 : 기포 16 : 상(相) 분리층

AL : 아크 광

본 발명은 회로차단기에 관한 것으로서, 특히 회로차단시에 접점에서 발생하는 아크에 노출되는 부재(슬릿부재, 細隙材)에 적용하는데 적합한 것이다.

대전력을 취급하는 전기기기에서는 부하에 흐르는 단락전류 또는 부하전류를 차단하기 위하여 회로차단기가 이용되고 있다. 이러한 회로차단기에서는 과전류 트립장치(overcurrent tripping device)가, 주(主)회로에 흐른 과부하 전류나 누설 전류와 같은 이상(異常)전류를 검지하며, 그때의 검지신호에 기초하여 본체기구부를 트립함으로써 주회로를 개방시킬 수가 있다.

또, 가령, 특허문헌 1에는 온(ON) 상태에서 전로(電路)에 과전류가 흐르면, 과전류 트립장치가 홀더의 로크(lock)를 해제시켜, 토글 링크(toggle linkage)를 통해 홀더에 연결된 가동 접촉자를 고정 접촉자로부터 개리(開離)시킴으로써 전류를 차단하는 방법이 개시되어 있다. 또, 상기 고정접점과 가동접점의 근방에는 수지로 이루어진 슬릿부재가 배치되어 있다.

여기서, 전류차단시에 가동 접촉자가 고정 접촉자로부터 개리(開離)되면, 가동접점과 고정접점의 사이에 아크가 발생하여 열에너지 및 빛에너지가 근방의 수지에 조사(照射)된다. 그리고, 열에너지가 수지에 조사되면 수지의 표면으로부터 가스가 발생하며(용해 및 증발), 이 가스에 의해 아크의 소멸이 이루어진다. 또, 빛에너지가 수지에 조사되면, 빛에너지는 수지 내부까지 침입하며 수지 내부를 용해시켜 가스가 발생한다. 이러한 수지 내부에서의 용해 및 가스의 발생은 수지부재의 변형을 일으켜 접점복귀의 장해요인이 된다.

이 때문에, 종래의 회로차단기에서는 슬릿부재에 세라믹 필러를 혼합하여 슬릿부재의 내열성을 향상시킴으로써 슬릿부재의 변형을 방지하는 작업이 이루어지고 있다.

[특허문헌 1] 일본 특허공개공보 제2003-162949호

그러나, 슬릿부재에 세라믹 필러를 혼합하는 방법에서는, 아크의 소멸 후에 세라믹 필러가 수지 표면에 노출되고, 그 수지로부터의 가스 발생량이 저하됨에 따라 아크 소멸성(消弧性)이 떨어진다는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은 아크 소멸 후에 아크 소멸성이 떨어지는 것을 억제하면서 아크로 인한 부재의 변형을 저감시킬 수 있는 회로차단기를 제공하는 데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 청구항 1에 기재된 회로차단기에 따르면, 고정접점이 형성된 고정 접촉자와, 상기 고정접점과 개폐가 가능한 가동접점이 형성된 가동 접촉자와, 상기 가동 접촉자를 유지하는 홀더와, 상기 홀더에 연결된 개폐축과, 상기 고정접점과 상기 가동접점을 접촉 및 분리시키는 개폐기구를 구비하며, 상기 고정접점과 상기 가동접점의 사이에서 발생하는 아크에 노출되는 수지부재의 표층(表層)에는, 2종 이상의 수지를 혼합한 상(相) 분리층 또는 블록 공중합체로 이루어지는 상 분리층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 청구항 2에 기재된 회로차단기에 따르면, 상기 상 분리층이 형성된 수 지부재는 아크 광에 대해 산란효과를 갖는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 3에 기재된 회로차단기에 따르면, 고정접점이 형성된 고정 접촉자와, 상기 고정접점과 개폐가 가능한 가동접점이 형성된 가동 접촉자와, 상기 가동 접촉자를 유지하는 홀더와, 상기 홀더에 연결된 개폐축과, 상기 고정접점과 상기 가동접점을 접촉 및 분리시키는 개폐기구를 구비하며, 상기 고정접점과 상기 가동접점의 사이에서 발생하는 아크에 노출되는 수지부재의 표층에는 기포가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또, 청구항 4에 기재된 회로차단기에 따르면, 상기 기포가 형성된 수지부재는 아크 광에 대해 산란효과를 갖는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 실시형태에 관한 회로차단기에 대해 도면을 참조하면서 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 회로차단기의 개략적인 구성을 나타내는 단면도이다.

도 1에 있어서, 회로차단기에는 고정접점(6a)이 형성된 고정 접촉자(6), 고정접점(6a)과 개폐가 가능한 가동접점(5a)이 형성된 가동 접촉자(5), 가동 접촉자(5)를 유지하는 홀더(3), 홀더(3)에 연결된 개폐축(4), 고정접점(6a)과 가동접점(5a)을 접촉 및 분리시키는 개폐기구가 설치되어 있다. 그리고, 이들 부품은 케이스(1)와 커버(2)로 이루어진 박스형의 절연용기에 수납되어 있다. 또한, 케이스(1) 및 커버(2)는 합성수지로 형성할 수 있으며, 홀더(3) 및 개폐축(4)은 페놀수지 등의 열경화성 수지로 형성할 수 있다.

그리고, 온(ON) 상태에서 전로(電路)에 과전류가 흐르면, 과전류 트립장치는 홀더(3)의 로크를 해제한다. 그 결과, 차단 스프링의 축적된 탄성력에 의해 홀더(3)가 반시계방향으로 튀어 오르며, 토글 링크를 통해 홀더(3)에 연결된 가동 접촉자(5)가 고정 접촉자(6)로부터 개리되어 전류가 차단된다. 그리고, 전류차단시에 가동 접촉자(5)가 고정 접촉자(6)로부터 개리되면, 가동접점(5a)과 고정접점(6a)의 사이에 아크가 발생한다. 또한, 상기 고정접점(6a)과 가동접점(5a)의 근방에는 수지로 이루어진 슬릿부재(10)가 배치되어 있다.

여기서, 가동접점(5a)과 고정접점(6a)의 사이에서 발생하는 아크에 노출되는 수지부재의 표층에는, 2종 이상의 수지를 혼합한 상(相) 분리층을 형성할 수가 있다. 또, 상 분리층은 블록 공중합체나 상용성이 없는 2종 이상의 폴리머를 혼합함으로써 제작할 수가 있다. 혹은, 가동접점(5a)과 고정접점(6a)의 사이에서 발생하는 아크에 노출되는 수지부재의 표층에는, 기포를 형성하도록 하여도 된다. 또, 상 분리층이 형성된 수지부재 혹은 기포가 형성된 수지부재에는, 아크 광에 대해 산란효과를 갖도록 하여도 무방하다.

이로써, 수지부재의 표층에서 빛을 산란시킬 수가 있으며, 수지부재의 표층에서의 수지비율을 저하시키지 않고, 아크 광이 수지 내부로 침입하는 깊이를 감소시킬 수 있게 되는 동시에, 수지부재의 표층에서 빛을 다중반사시킬 수가 있다. 이에 따라, 수지부재의 표면으로부터의 가스 발생을 촉진시킬 수가 있으며, 아크 소멸 후에 아크 소멸성이 떨어지는 것을 억제할 수 있게 되는 동시에, 수지 내부에서의 용해 및 가스 발생을 억제할 수 있어, 아크로 인한 수지부재의 변형을 저감시 킬 수 있게 된다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관한 슬릿부재의 차단 전후의 상태를 종래예와 비교하여 나타낸 단면도, 도 3은 본 발명의 제 2 실시형태에 관한 슬릿부재의 차단 전후의 상태를 종래예와 비교하여 나타낸 단면도이다.

도 2(a), (b)(및 도 3(a), (b))는, 세라믹 필러를 혼합한 종래예에 따른 슬릿부재의 차단 전후의 상태를 나타낸 단면도이다.

도 2(a)(및 도 3(a))에 있어서, 가동접점(5a)과 고정접점(6a)의 사이에서 발생하는 아크에 노출되는 슬릿부재(11)는 세라믹 필러(12)가 혼입된 수지로 구성되어 있다. 그리고, 슬릿부재(11)가 아크 광(AL)에 노출되면, 슬릿부재(11)의 수지가 가스화된다. 그 결과, 도 2(b)(및 도 3(b))에 나타낸 바와 같이, 세라믹 필러(12)가 수지 표면에 노출되며, 그 수지로부터의 가스 발생량이 저하되어, 아크 소멸성을 떨어뜨린다.

또, 도 2(c), (d)(및 도 3(c), (d))는 세라믹 필러가 없는 종래예에 따른 슬릿부재의 차단 전후의 상태를 나타낸 단면도이다.

도 2(c)(및 도 3(c))에 있어서, 슬릿부재(13)는 세라믹 필러가 혼입되지 않은 수지로 구성되어 있다. 그리고, 슬릿부재(13)가 아크 광(AL)에 노출되면, 아크 광(AL)은 수지의 내부에까지 깊숙이 침입하며, 도 2(d)(및 도 3(d))에 나타낸 바와 같이 수지 내부를 용해시켜 기포(14)가 생성된다. 이러한 수지 내부에서의 용해 및 기포(14)의 생성은 수지부재의 변형을 일으켜 접점복귀의 장해요인이 된다.

한편, 도 2(e), (f)는 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 슬릿부재의 차단 전 후의 상태를 나타내는 단면도이다.

도 2(e)에 있어서 슬릿부재(15)는, 2종 이상의 수지를 혼합한 상 분리층(16)이 표층에 형성된 수지에 의해 구성되어 있다. 그리고, 슬릿부재(15)가 아크 광(AL)에 노출되면, 상 분리층(16)에서 아크 광(AL)이 산란되어 아크 광(AL)이 다중반사된다. 이 때문에, 슬릿부재(15) 표층에서의 수지의 비율을 저하시키지 않고 아크 광(AL)이 수지 내부로 침입하는 깊이를 감소시킬 수 있게 되는 동시에, 수지부재의 표면으로부터의 가스 발생을 촉진시킬 수가 있어, 도 2(f)에 나타낸 바와 같이 수지 내부에서의 용해 및 가스 발생을 억제하여 아크 광(AL)으로 인한 수지부재의 변형을 저감시킬 수 있게 되는 동시에, 아크 소멸 후에 아크 소멸성이 떨어지는 것을 억제할 수가 있다.

또, 도 3(e), (f)는 본 발명의 제 2 실시형태에 따른 슬릿부재의 차단 전후의 상태를 나타낸 단면도이다.

도 3(e)에 있어서, 슬릿부재(17)는 기포(18)가 표층에 형성된 수지에 의해 구성되어 있다. 그리고, 슬릿부재(17)가 아크 광(AL)에 노출되면, 기포(18)에 의해 아크 광(AL)이 산란되어 아크 광(AL)이 다중반사된다. 이에 따라, 슬릿부재(17) 표층에서의 수지의 비율을 저하시키지 않고 아크 광(AL)이 수지 내부로 침입하는 깊이를 감소시킬 수 있게 되는 동시에, 수지부재의 표면으로부터의 가스 발생을 촉진시킬 수가 있으며, 도 3(f)에 나타낸 바와 같이, 수지 내부에서의 용해 및 가스 발생을 억제하여 아크 광(AL)으로 인한 수지부재의 변형을 저감시킬 수 있게 되는 동시에 아크 소멸 후에 아크 소멸성이 떨어지는 것을 억제할 수가 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 수지부재의 표층에서 빛을 산란시킬 수 있어 수지부재 표층에 있어서의 수지의 비율을 저하시키지 않으면서 아크 광이 수지 내부로 침입하는 깊이를 감소시킬 수 있게 되는 동시에, 수지부재의 표층에서 빛을 다중반사시킬 수가 있다. 이로써, 수지부재의 표면으로부터의 가스 발생을 촉진시킬 수가 있으며, 아크 소멸 후에 아크 소멸성이 떨어지는 것을 억제할 수 있게 되는 동시에, 수지 내부에서의 용해 및 가스 발생을 억제할 수 있어, 아크로 인한 수지부재의 변형을 저감시킬 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 고정접점이 설치된 고정 접촉자와,

   상기 고정접점과 개폐가 가능한 가동접점이 설치된 가동 접촉자와,

   상기 가동 접촉자를 유지하는 홀더와,

   상기 홀더에 연결된 개폐축과,

   상기 고정접점과 상기 가동접점을 접촉 및 분리시키는 개폐기구를 구비하며,

   상기 고정접점과 상기 가동접점의 사이에서 발생하는 아크에 노출되는 수지부재의 표층에는, 2종 이상의 수지를 혼합한 상(相) 분리층 또는 블록 공중합체로 이루어지는 상 분리층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회로차단기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 상 분리층이 형성된 수지부재는 아크 광에 대해 산란효과를 갖는 것을 특징으로 하는 회로차단기.
3. 고정접점이 설치된 고정 접촉자와,

   상기 고정접점과 개폐가 가능한 가동접점이 설치된 가동 접촉자와,

   상기 가동 접촉자를 유지하는 홀더와,

   상기 홀더에 연결된 개폐축과,

   상기 고정접점과 상기 가동접점을 접촉 및 분리시키는 개폐기구를 구비하며,

   상기 고정접점과 상기 가동접점의 사이에서 발생하는 아크에 노출되는 수지부재의 표층에는 기포가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회로차단기.
4. 제 3항에 있어서,

   상기 기포가 형성된 수지부재는 아크 광에 대해 산란효과를 갖는 것을 특징으로 하는 회로차단기.

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