KR100885600B1 - 누전 차단기 - Google Patents

Abstract

과제

누전차단기의 영상변류기에 삽입하는 부하측의 주회로 단자 도체에 관해, 3극과 4극에서 단자 도체의 부품 공용화를 도모하면서, 단자 도체의 조립체가 점유하는 안길이 치수를 최소한으로 억제하도록 배선 구조를 개량한다.

해결 수단

본체 케이스의 부하측 단자대에 배열한 각 극의 단자 도체를 영상변류기의 고리형상 코어에 관통시켜서 본체 케이스 내부로 배선한 누전차단기에 있어서, 주회로의 중성선에 대응하는 N상의 단자 도체를 제외하고, R, S, T상의 단자 도체(2R, 2S, 2T)는 그 코어 관통 부위를 U자형상으로 굴곡 형성한 다음, 영상변류기(7)의 고리형상 코어의 내주를 따라 끼워 삽입 배치하고, N상의 단자 도체(2N)는 2장의 도체 부품(2N-1a와 2N-1b)으로 분할하고, 또한 그 분할 도체 부품을 고리형상 코어의 전후측으로 나누어 R, S, T상 단자 도체의 배선 경로와 겹치지 않도록 위치를 비켜놓아 배치한 다음, 그 접속 단부(2N-2)를 고리형상 코어의 내주 중앙 위치에서 서로 전후에서 맞대어 체결 나사(10)에 의해 접속한다.

Description

누전 차단기{EARTH LEAKAGE BREAKER}

도 1은 4극 누전차단기에 적용하는 본 발명 실시예의 배선 구조도로서, (a)는 각 상의 주회로 단자 도체를 영상변류기에 조립하기 이전의 상태를 도시하는 분해 사시도, (b)는 조립 상태의 평면도.

도 2는 도 1의 (b)의 조립체를 본체 케이스에 탑재한 4극 누전차단기의 구성 사시도.

도 3은 도 1의 (b)의 사시도.

도 4는 도 3에서의 영상변류기의 고리형상 코어에 삽입한 각 상의 단자 도체 및 절연 배리어의 배치를 도시하는 단면도.

도 5는 도 1의 (a)의 상태로부터 영상변류기의 고리형상 코어에 R, T상의 단자 도체 및 N상 단자 도체의 후부측 분할 도체를 조립한 조립 단계를 도시하는 사시도.

도 6은 도 5의 조립 단계 N상 단자 도체의 전부측 분할 도체를 조립하여 나사 체결한 조립 단계를 도시하는 사시도.

도 7은 도 1에서의 R, S, T상의 단자 도체를 공용 부품으로 하여 3극 누전차단기에 적용한 주회로 단자 도체의 배선 구조를 도시하는 사시도.

도 8은 도 7의 평면도.

도 9는 3극 누전차단기의 조립 구조를 도시하는 구성 사시도.

도 10은 3극 누전차단기의 영상변류기에 조립한 주회로 단자 도체의 종래에서의 조립 구조를 도시하는 평면도.

도 11은 도 10의 단자 도체를 공용 부품으로 하여 4극 누전차단기에 적용한 주회로 단자 도체의 조립 구조를 도시하는 평면도.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 차단기의 본체 케이스

2R, 2S, 2T : R, S, T상의 단자 도체

2R-1, 2S-1, 2T-1 : U자형상 도체

2N : N상의 단자 도체

2N-1a, 2N-1b : 분할 도체

2N)-2 : 접속 단부

7 : 영상변류기

10 : 체결 나사

11, 12 : 각형상 프레임(절연 배리어)

기술 분야

본 발명은, 저전압 배전 계통에 적용하는 누전차단기에 관한 것으로서, 상세하게는 차단기에 탑재한 영상변류기에 대한 주회로 도체(1차 도체)의 배선 구조에 관한 것이다.

배경 기술

머리에 기재한 누전차단기는, 배선용 차단기와 마찬가지의 과전류 보호 기능 부품 외에, 주회로를 1차 도체로 하여 주회로의 누설 전류를 검출하는 영상변류기를 탑재하고 있고, 이 영상변류기에 대해, 본체 케이스의 단자대에 배열한 각 극의 부하측 단자에 연결되는 주회로 도체를 영상변류기의 고리형상 코어에 관통시켜서 끌고다녀 배선하도록 하고 있다.

또한, 누전차단기의 기종으로서 3상3선식 회로에 적용하는 3극 사양의 누전차단기, 및 3상4선식 회로에 적용하는 4극 사양의 누전차단기가 있고, 4극의 차단기에서는 중성선에 대응하는 N상분이 추가되기 때문에, 영상변류기의 고리형상 코어에 통과하는 주회로 도체(1차 도체)의 수가 3극의 차단기에 비하여 1개 많게 된다.

이 경우에, 3극의 누전차단기, 4극의 누전차단기에 대해, 영상변류기의 1차 도체로서 고리형상 코어에 관통하는 단자 도체를 공용화하여 부품 비용의 저감화, 차단기의 컴팩트화를 도모하도록, 단자 도체를 2종류의 전개(展開) 치수 부품으로 표준화하여 구성한 배선 구조가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌1 참조).

다음에, 3극의 누전차단기를 예로하여 그 조립 구조를 도 9에, 또 상기 특허문헌1에 개시되어 있는 3극 및 4극에 대응하는 단자 도체의 배선 구조를 각각도 10 및 도 11에 도시한다.

우선, 도 9에서, 1은 차단기의 본체 케이스(몰드 수지 케이스로서 커버는 생략하고 있다), 2R, 2S, 2T는 본체 케이스(1)의 부하측 단자대(1a)에 단자부를 좌우 배열하여 케이스 내부로 배선한 R, S, T 각 상의 단자 도체, 3은 주회로 접점의 개폐 기구부, 4는 전류 차단부의 소호(消弧) 장치, 5는 조작 핸들(handle), 6은 과전류 제외 장치, 7은 영상변류기, 8은 누전 검출 회로, 9는 트립 코일 유닛이고, 도 10에 도시하는 바와 같이 각 상의 단자 도체(2R, 2S, 2T)의 단자부에 연결되는 도체(2R-1, 2S-1, 2T-1)를 U자형상으로 굴곡 성형한 다음 영상변류기(7)의 고리형상 코어(core)를 관통시켜서 본체 케이스(1)의 내부로 배선하고, 각 상의 도체(2R-1, 2S-1, 2T-1)의 후단에는 과전류 제외 장치(바이메탈의 히터)가 접속되어 있다.

여기서, 단자 도체(2R과 2S)는 같은 전개 치수로 형상이 역방향의 U자형상의 도체 부품으로, 영상변류기(7)의 고리형상 코어를 관통하는 부위에서 U자형상의 도체(2R-1과 2S-1)가 역방향으로부터 마주 대하도록 끼워 삽입(嵌揷) 배치되어 있다. 또한, 단자 도체(2T)는 그 도체(2T-1)의 길이를 상기 단자 도체(2R과 2S)보다도 길게 설정하고, 단자 도체(2S)와 같은 방향에서 도체(2S-1)의 내측에 겹쳐져서 나열하도록 배치하고 있다.

한편, 도 11에 도시하는 4극의 누전차단기에 적용하는 배선 구조에서는, 3상4선식 회로의 중성선에 대응하는 N상의 단자 도체(2N)가 단자대(1a)의 우단측(右端側)에 추가되어 있다. 여기서, 단자대(1a)의 양단에 배치한 단자 도체(2R, 2N)에는 도 10에서의 단자 도체(2T)와 같은 전개 치수로 형상이 역방향이 되는 U자형상의 도체 부품을, 또한 단자 도체(2S, 2T)에는 도 10에서의 단자 도체(2R과 2S)와 같은 형상의 도체 부품을 채용하고, 단자 도체(2R, 2N)의 도체(2R-1, 2N-1)를 단자 도체(2S, 2T)의 도체(2S-1, 2T-1)의 내측에 겹쳐지도록 나열하여 끼워 삽입 배치하고 있다.

특허문헌1 : 일본 특개평6-215682호 공보(도 1, 도 2)

그런데, 앞서 기재한 단자 도체의 배선 구조에서는 다음의 기재와 같은 문제점이 있다. 즉, 도 10에서는 영상변류기(7)의 고리형상 코어 관통 부위에서 단자 도체(2S)의 도체(2S-1)와 단자 도체(2T)의 도체(2T-1)가 도체 두께 방향으로 내외로 겹치고, 또한 도 11에서는 단자 도체(2R/2S 및 2T/2N)의 도체끼리가 도체 두께 방향으로 내외로 겹쳐지게 되어 있다. 그 때문에, 영상변류기(7)를 포함하여 각 상의 단자 도체가 차지하는 전후 방향의 치수(d)가 커지고, 그만큼 본체 케이스(1)에 수납하는 다른 부품(과전류 제외 장치, 개폐 기구부, 전류 차단부 등)을 수납하는 스페이스의 확보가 제약되어 차단기의 외형 사이즈(size)가 커진다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 영상변류기에 끼워 삽입하는 부하측의 주회로 단자 도체(1차 도체)에 관해, 3극과 4극에서 단자 도체의 부품 공용화를 도모하면서, 영상변류기를 포함한 단자 도체의 조립체가 점유하는 안길이(奧行) 치수를 최소한으로 억제하여 컴팩트화가 도모되도록 개량한 누전차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의하면, 본체 케이스에 주회로의 접점 개폐부, 주회로를 1차 도체로 하는 영상변류기를 탑재한 다극 누전차단기로서, 본체 케이스의 부하측 단자대에 배열한 각 극의 단자 도체를 영상변류기의 고리형상 코어에 관통시켜서 본체 케이스 내부로 배선한 것에 있어서,

주회로의 중성선(中性線)에 대응하는 N상의 단자 도체를 제외하고, R, S, T상의 단자 도체는 그 코어 관통 부위를 U자형상으로 굴곡 형성한 다음, 영상변류기에 고리형상 코어의 내주(內周) 주연(周緣)을 따라 끼워 삽입 배치하고, N상의 단자 도체는 2장의 도체 부품으로 분할하고, 또한 그 분할 도체 부품을 고리형상 코어의 전후 양측으로 나누어 다른 R, S, T상 단자 도체의 배선 경로와 겹치지 않도록 위치를 비켜놓아 동일한 면상에 배치한 다음, 그 접속 단부(端部)를 고리형상 코어의 내주 중앙 위치에서 서로 전후에서 맞대어 접속하도록 하고(청구항 1), 구체적으로는 그 배선 구조를 다음 기재와 같은 양태로 구성한다.

(1) 상기한 N상 단자 도체에 관해, 그 분할 도체 부품의 접속 단부 끼리를 영상변류기의 고리형상 코어 내주측에서 나사 체결하고 상호 접속한다(청구항 2).

(2) 상기 R, S, T 각 상의 단자 도체를 3극 및 4극 사양의 공용 부품으로 하여, 4극 사양의 차단기에서는 상기 N상 단자 도체의 단자부를, 상기 R, S, T 각 상의 단자 도체의 단자부와 나란히 하여 상기 본체 케이스 단자대의 좌우 어느 하나의 단부에 배치하여 구성한다(청구항 3).

(3) 영상변류기의 고리형상 코어에 대해, 그 전후에서 코어에 끼워넣어 각 상 단자 도체의 사이를 격리한 위치에 지지하는 절연 배리어 부재를 구비하고(청구 항 4), 그 절연 배리어 부재를 전후로 이분할한 각형상(角狀) 프레임으로 구성하고, 영상변류기에 각 상 단자 도체를 조립한 상태에서 상기 각형상 프레임을 고리형상 코어의 내주에 전후에서 끼워넣어 각 상의 도체를 격리 지지시키도록 한다(청구항 5).

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도 1 내지 도 8에 도시하는 실시 예에 의거하여 설명한다. 또한, 실시예의 도면중에서 도 9 내지 도 11에 대응하는 부재에는 같은 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.

우선, 4극 누전차단기의 영상변류기에 적용하는 1차 도체의 배선 구조를 도 1 내지 도 6에 도시한다. 이 실시 예에서는 도 2에 도시하는 누전차단기의 본체 케이스(1)에 대해, 그 부하측의 단자대(1a)에는 좌측으로부터 차례로 N상, R 상, S상, T상에 대응하는 단자 도체(2N, 2R, 2S, 2T)를 배열하고, 그 단자부에 연결되는 도체가 영상변류기(7)의 고리형상 코어를 관통하여 본체 케이스 내부로 배선되어 있다.

여기서, R, S, T상에 대응하는 단자 도체(2R, 2S, 2T)는 3극 누전차단기에도 적용 가능한 공용 부품이고, 각 단자 도체는 영상변류기(7)의 고리형상 코어를 관통하는 부위가 U자형상으로 굴곡 형성되어 있다. 즉, U상의 단자 도체(2R), 및 T상의 단자 도체(2T)는 그 도체(2R-1, 2T-1)가 단자부로부터 영상변류기(7)를 향하여 가로방향으로 연재되고, 그 중간 부위가 서로 역방향으로 U자형상으로 굴곡 형성되어 있다. 이에 대해, S상의 단자 도체(2S)는 그 도체(2S-1)가 단자부로부터 세로방 향으로 연재되고 그 중간 부위가 U자형상으로 굴곡 형성되어 있고, 도 1의 (b), 도 3에 도시하는 조립 상태에서, 각 상의 도체(2R-1, 2S-1, 2T-1)가 동일면상에 나열하도록 하고 있다.

한편, N상의 단자 도체(2N)의 도체는, 단자부에 연결되는 전부측(前部側)의 도체(2N-1a)와, 후부측의 도체(2N-1b)로 분할되어 있고, 그 배선 경로는 도 3에 도시하는 바와 같이 R, S, T 각 상의 단자 도체와 전후로 겹치지 않도록 단자 도체(2R, 2S)의 상측을 우회하고, 그 조립 상태에서 다른 상의 단자 도체와 동일면상에 나열하도록 형성되어 있다(도 1의 (b) 참조). 또한, 각분할 도체(2N-1a, 2N-1b)의 선단에는 전후에서 영상변류기(7)의 코어 내주에 끼워넣어 맞대는 탭형상의 접속 단부(2N-2)가 형성되어 있고, 이 접속 단부의 판면(板面)에는 체결 나사(10)를 통과시키는 나사구멍이 개구하여 있다.

또한, 도시한 실시예에서는, 상기한 각 단자 도체 부품과는 별도로, 영상변류기(7)의 고리형상 코어에 끼워 삽입한 각 상의 단자 도체를 소정 위치에 격리 지지하는 절연 배리어 부재로서, 영상변류기(7)의 전후에서 고리형상 코어에 끼워넣은 각형상 프레임(frame)(11, 12)이 준비되어 있다.

다음에, 상기한 각 부품을 영상변류기(7)에 조립하는 조립 작업의 순서를 도 1의 (a), 도 5, 도 6을 참조하여 설명한다. 우선, 도 1의 (a)의 분해 상태로부터, 단자 도체(2R), 2T의 U자형상 도체(2R-1, 2T-1)를 영상변류기(7)의 고리형상 코어에 좌우에서 끼워 삽입한다. 다음에, N상 단자 도체(2N)의 후부측 분할 도체(2N-1b)를 고리형상 코어의 배후측에 겹치고, 그 접속 단부(2N-2)를 고리형상 코어의 내주 중앙에 끼워넣는다. 계속해서 분할 도체(2N-1b)의 배후측에서 절연 배리어 부재의 각형상 프레임(12)을 고리형상 코어의 내주에 끼워넣고, 분할 도체(2N-1b)의 접속 단부(2N-2)를 둘러싼다. 이 조립 단계의 상태를 도 5에 도시한다.

다음에, 영상변류기(7)의 전방측에서 단자 도체(2N)의 분할 도체(2N-1a)를 고리형상 코어에 겹쳐서 탭형상의 접속 단부(2N-2)를 코어 내주에 끼워넣고, 이 위치에서 접속 단부(2N-2)끼리를 전후로 맞댄다. 계속해서, 접속 단부(2N-2)의 맞댐부에 전방으로부터 체결 나사(10)를 나사결합하여 전부측의 분할 도체(2N-1a)와 후부측의 분할 도체(2N-1b)를 상호 접속한다. 이 조립 단계의 상태를 도 6에 도시한다.

이 조립 단계로부터, 다음에 S상의 단자 도체(2S)의 U자형상 도체(2S-1)를 고리형상 코어의 내주연과 상기 접속 단부(2N-2) 사이에 남아 있는 간극에 끼워 삽입하고, 최후로 전방으로부터 각형상 프레임(11)을 고리형상 코어의 내주에 끼워넣어 도 3의 조립 상태가 완성된다.

다음에, 영상변류기(7)의 고리형상 코어에 끼워 삽입한 각 상의 단자 도체, 및 절연 배리어 부재의 배치를 도 4에 도시한다. 이 도면으로부터 알 수 있는 바와 같이, 고리형상 코어의 내주 중앙에 N상 단자 도체의 접속 단부(2N-2)가 위치하고, 이 접속 단부(2N-2)를 둘러싸도록 R, S, T 각 상의 도체(2R-1, 2S-1, 2T-1)가 코어 내주를 따라 좌우, 및 하측에 배열하고 있고, 각 도체의 상호간이 접촉하지 않도록 절연 배리어 부재에 의해 격리되어 있다.

상기한 조립 구조에서는, 도 1의 (b)에 도시하는 바와 같이 영상변류기(7)에 끼워 삽입하여 그 전후면측에 끌고다닌 각 상의 단자 도체 끼리가 전후로 겹치지 않고 동일면상에 나열하여 있다. 이로써, 도 11에 도시한 배선 구조에 비하여, 영상변류기를 포함하는 도체의 안길이 치수(d)를 감축할 수 있다.

또한, 도시한 예에서는 N상의 단자 도체(2N)를 도 2에 도시한 본체 케이스 단자대(1a)의 좌단측에 배치하고 있지만, 이와는 역으로 N상의 단자 도체(2N)를 단자대(1a)의 우단에 배치하여 부하측 단자를 R, S, T, N상의 순으로 배열하는 것도 가능하다. 이 경우에는 단자 도체(2N)를 도시한 예와 대칭의 형상으로 한다.

다음에, 상기한 R, S, T상의 단자 도체(2R, 2S, 2T)를 공용 부품으로 하여 3극 누전차단기에 적용한 영상변류기(7)의 1차 도체 배선 구조를 도 7, 도 8에 도시한다. 이 조립 구조에서도 단자 도체 조립체의 안길이 치수는 도 1의 (b)에 도시한 치수(d)와 같다.

상기한 구성에 의하면, 3극 누전차단기에 적용하여 영상변류기의 고리형상 코어에 끼워 삽입하는 R, S, T 각 상의 단자 도체를 공용 부품으로 하여, 4극 누전차단기에 적용하는 경우에는, R, S, T상의 배선 구조를 그대로 채용하고, 이것에 N상의 단자 도체를 추가하는 것만으로 간단히 대응할 수 있다. 게다가, N상의 단자 도체는 다른 상의 단자 도체와 도체 두께 방향으로 겹치지 않도록 배선 경로를 비켜놓아 각 상의 도체가 동일면상에 나열하도록 하고 있기 때문에, 영상변류기를 포함하는 단자 도체의 배선 구조가 차지하는 안길이 치수를 최소한으로 억제하여, 같은 본체 케이스 내에 탑재한 다른 기능 부품의 수납 스페이스를 확대할 수 있다.

또한, N상의 단자 도체를 2장의 도체 부품으로 분할하고 고리형상 코어의 전후 양측에 배치한 다음, 그 접속 단부를 영상변류기의 고리형상 코어의 내주 중앙에 맞대어 나사 체결함에 의해, 단자 도체의 조립 작업성이 향상하고, 또한 영상변류기의 고리형상 코어에 대해 그 전후에서 코어의 내주 구멍에 끼워넣어 각 상의 단자 도체 사이를 격리한 위치에 지지하는 절연 배리어 부재를 구비함으로써, 각 상의 단자 도체를 접촉의 우려 없이 소정 위치에 안정하게 지지됨과 함께, 각 상 도체 단자의 절연 연면(沿面) 거리를 확보할 수 있다.

Claims (5)

1. 본체 케이스에 주회로의 접점 개폐부, 상기 주회로를 1차 도체로 하는 영상변류기를 탑재한 다극 누전차단기로서, 상기 본체 케이스의 부하측 단자대에 배열한 각 극의 단자 도체를 상기 영상변류기의 고리형상 코어에 관통시켜서 상기 본체 케이스 내부로 배선한 것에 있어서,

   상기 주회로의 중성선에 대응하는 N상의 단자 도체를 제외하고, R, S, T상의 단자 도체는 그 코어 관통 부위를 U자형상으로 굴곡 형성한 다음, 상기 영상변류기에 고리형상 코어의 내주 주연을 따라 끼워 삽입 배치하고, 상기 N상의 단자 도체는 2장의 도체 부품으로 분할하고, 또한 그 분할 도체 부품을 상기 고리형상 코어의 전후 양측으로 나누어 상기 R, S, T상 단자 도체의 배선 경로와 겹치지 않도록 위치를 비켜놓아 동일한 면상에 배치한 다음, 상기 분할된 2장의 도체 부품 각각의 접속 단부를 상기 고리형상 코어의 내주 중앙 위치에서 서로 전후에서 맞대어 접속한 것을 특징으로 하는 누전차단기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 N상 단자 도체의 분할 도체 부품의 접속 단부를 상기 영상변류기의 고리형상 코어 내주측에서 나사 체결하여 상호 접속한 것을 특징으로 하는 누전차단기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 R, S, T 각 상의 단자 도체를 3극, 4극 사양의 공용 부품으로 하여, 4극 사양의 차단기에서는 상기 N상 단자 도체의 단자부를, 상기 R, S, T 각 상의 단자 도체의 단자부와 나란히 하여 상기 본체 케이스 부하측 단자대의 좌우 어느 하나의 단부에 배치한 것을 특징으로 하는 누전차단기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 영상변류기의 고리형상 코어에 대해, 그 전후에서 코어에 끼워넣어 각 상 단자 도체 사이를 격리한 위치에 지지하는 절연 배리어 부재를 구비한 것을 특징으로 하는 누전차단기.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 절연 배리어 부재를 전후로 분할한 각형상 프레임으로 구성하고, 상기 영상변류기에 각 상 단자 도체를 조립한 상태에서 상기 각(角)형상 프레임을 상기 고리형상 코어의 내주에 전후에서 끼워넣은 것을 특징으로 하는 누전차단기.

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