KR100924431B1

KR100924431B1 - 기중차단기의 크레들

Info

Publication number: KR100924431B1
Application number: KR1020070129999A
Authority: KR
Inventors: 박종덕
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2007-12-13
Filing date: 2007-12-13
Publication date: 2009-10-29
Also published as: KR20090062631A

Abstract

본 발명은 기중차단기의 크레들에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 배전반의 부스바에 다양한 형태로 연결할 수 있는 단자와 일체로 성형된 절연부재를 구비한 기중차단기의 크레들에 관한 것이다. 본 발명에 따른 기중차단기의 크레들은 크레들에 설치되는 절연부재; 상기 절연부재에 의해 지지되어 일측에 기중차단기의 본체측 단자들이 삽입되는 도전체 구조물인 복수개의 핑거; 상기 각 핑거의 타측에 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부의 말단에서 연장되는 판 형상의 제1 연결부로 이루어져 T자형의 수평단면을 갖는 삽입부재; 및 상기 삽입부재의 제1 연결부와 체결되어 배전반의 부스바와 연결되는 터미널부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

기중차단기, 크레들, 접속단자, 핑거, 부스바

Description

기중차단기의 크레들{CRADLE OF AIR CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 기중차단기의 크레들에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 배전반의 부스바에 다양한 형태로 연결할 수 있는 단자와 일체로 성형된 절연부재를 구비한 기중차단기의 크레들에 관한 것이다.

일반적으로 기중차단기(Air Circuit Breaker : ACB)는 저압 배전선로에 설치하여 과전류, 단락 및 지락사고 등의 이상전류가 발생하는 경우 공기를 소호 매질로 하여 회로를 차단함으로써 인명 및 부하기기를 보호하는 산업용 전력기기이다.

이러한 기중차단기는 고정형과 인출형으로 구분할 수 있는데, 인출형 기중차단기는 차단기 본체를 크레들(Cradle)에 인입 또는 인출할 수 있는 구조를 가진다는 점에서 고정형 기중차단기와 차이를 가진다. 인출형 기중차단기는 크레들에 차단기의 부가적인 기능을 수행하는 장치들이 설치되어 그 성능이 극대화될 수 있는 장점이 있고, 이로 인해 기중차단기의 기본적인 형식으로 자리 잡고 있다.

이하, 종래기술에 따른 기중차단기의 크레들에 대하여 도 1 내지 도 3을 참 고하여 설명한다.

도 1은 종래기술에 따른 인출형 기중차단기의 사시도이다. 도 1은 3상 기중차단기를 도시한 것으로서 차단기 본체(10)가 크레들(20)로부터 인출되어 있다. 차단기 본체(10) 배면의 상측에는 3개의 본체측 입력단자(12)가 돌출되고, 하측에는 3개의 본체측 출력단자(14)가 돌출되어 있다. 한편, 크레들(20) 배면의 상측에는 3개의 크레들측 입력단자(22)가 돌출되고, 하측에는 3개의 크레들측 출력단자(24)가 돌출되어 있다. 상기 크레들측 입력단자(22)와 출력단자가 배전반의 부스바(busbar)(미도시)와 연결되고, 차단기 본체(10)가 크레들(20)에 인입되면 배전반측 회로와 차단기측 회로가 전기적으로 연결되어 기중차단기가 동작하게 된다.

도 2a는 3상 차단기의 크레들측 단자부(A)를 도시한 것으로서, 각 상(R, S, T) 별로 입력단자(22)와 출력단자(24)를 구비하게 된다. 상기 입력단자(22)와 출력단자(24)는 도전체 구조물인 핑거(26a, 26b)에 삽입된다. 도 2b에 의하면 핑거(26)는 판 형상의 도체가 적층된 형태의 한 쌍의 접속도체(27)와, 한 쌍의 접속도체(27)의 간격을 유지하고 지지하는 지지부재(28)와, 각 접속도체(27)에 연결되어 압축력을 가하는 텐션 스프링(29)으로 구성된다. 그리고, 핑거(26)의 일측에 크레들측 단자(22, 24)가 삽입되고, 핑거(26)의 타측에 차단기 본체측 단자(미도시)가 삽입되어 통전되는 것이다. 한편, 도 2a에 도시된 바와 같이 각 상의 입력측 핑거(26a)와 출력측 핑거(26b)는 한 쌍의 절연부재(28)에 삽입고정된다. 그리고, 절연부재(28)들은 도 1에 도시된 바와 같이 크레들의 프레임(26)에 고정설치된다.

종래기술에 따른 기중차단기의 크레들(20)에 설치되는 절연부재(28)는 3상 차단기의 경우에는 도 2a에 도시된 바와 같이 6개가 설치되고, 4상 차단기의 경우에는 8개가 설치된다. 대용량 차단기의 경우에는 3상 또는 4상 차단기가 크레들측 단자부(A)가 2열로 배열되는 구조를 가지므로 필요한 절연부재(28)의 개수는 2배가 된다.

이렇게 종래기술에 따른 기중차단기의 크레들(20)은 다수개의 절연부재(28)를 조립설치해야하므로 조립과정도 어렵고, 이로 인해 조립시간이 길어지는 문제점이 발생한다. 또한, 다수개의 절연부재(28)가 개별적으로 크레들 프레임(26)에 지지되는 구조여서 강도가 취약하다. 따라서 단락사고시 큰 전자력을 받는 경우 크랙, 깨짐 등의 치명적인 손상이 발생되는 문제점이 있다.

한편, 크레들(20)에 설치되는 크레들측 단자(22, 24)는 핑거가 수평으로 설치되는 경우에는 도 1에 도시된 바와 같이 수평으로 배열되게 된다. 또한, 크레들(20)이 수직으로 설치되는 핑거를 구비할 경우에는 크레들측 단자(22, 24)가 수직으로 배열될 수도 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 크레들측 단자(22, 24)들은 배전반의 부스바(미도시)와 전기적으로 연결되는데, 배전반의 부스바는 정격전류별 접속방식에 따라 수평으로 배열되거나 수직으로 배열된다. 배전반의 부스바가 크레들측 단자(22, 24)와 같이 수평으로 배열된 경우에는 크레들측 단자(22, 24)와 직접 연결하면 된다. 그러나, 배전반의 부스바가 수직으로 배열된 경우에는 크레들측 단자(22, 24)와 직접 연결이 어렵다. 따라서 도 3에 도시된 바와 같이 수평으로 배열되는 크레들측 단자(22, 24)에 홈(27)을 내고 수직형 단자(28)를 끼운 뒤 용접하고, 배전반의 수직형 부스바(미도시)와 연결해야 하는 번거로움이 있다.

또한, 크레들측 단자(22, 24)들은 크레들 배면에 돌출된 형상을 갖기 때문에 기중차단기의 전후방 폭이 증가되고, 배전반에 공간이 협소한 경우에는 배전반의 부스바와 크레들측 단자(22, 24)를 연결하기 어렵다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래기술이 갖는 제반 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 부스바의 배열상태와 관계없이 배전반의 부스바와 손쉽게 연결할 수 있고, 배전반의 설치공간이 협소한 경우에도 연결이 용이한 단자부 구조를 구비한 기중차단기의 크레들을 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 절연부재를 일체로 형성하여 조립성이 증대되고, 전체적인 강성이 증대되어 내구성이 향상되는 기중차단기의 크레들을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 기중차단기의 크레들은 크레들에 설치되는 절연부재; 상기 절연부재에 의해 지지되어 일측에 기중차단기의 본체측 단자들이 삽입되는 도전체 구조물인 복수개의 핑거; 상기 각 핑거의 타측에 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부의 말단에서 연장되는 판 형상의 제1 연결부로 이루어져 T자형의 수평단면을 갖는 삽입부재; 및 상기 삽입부재의 제1 연결부와 체결되어 배전반의 부스바와 연결되는 터미널부재를 포함한다. 이때, 상기 절연부재는 상기 복수개의 핑거를 일체로 지지하는 몰드 구조물인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 기중차단기의 크레들은 상기 삽입부재의 제1 연결부에는 상기 절연부재와의 연결을 위한 복수개의 제1 볼트체결홀이 형성되는 것이 바람 직하다. 이때, 상기 삽입부재의 제1 연결부에는 상기 터미널부재와의 연결을 위해 정사각 형상으로 배열되는 4개의 제2 볼트체결홀이 마련되고, 상기 터미널부재는 판 형상의 제2 연결부와 상기 제2 연결부에서 연장형성되는 터미널부로 이루어져 T자형의 수평단면을 갖고, 상기 터미널부재의 제2 연결부에는 상기 터미널부를 중심으로 양측에 상기 제2 볼트체결홀과 연통되는 2개의 제3 볼트체결홀이 형성되어 상기 터미널부가 수평 또는 수직으로 배열된 상태로 상기 터미널부재와 상기 삽입부재가 볼트체결되는 것이 더욱 바람직하다.

한편으로, 본 발명에 따른 기중차단기의 크레들은 상기 삽입부재의 제1 연결부에는 상기 터미널부재와의 연결을 위해 정사각 형상으로 배열되는 4개의 제2 볼트체결홀이 마련되고, 상기 터미널부재는 상기 제2 볼트체결홀들과 각각 연통되는 제4 볼트체결홀이 형성된 판 형상을 갖는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 기중차단기의 크레들은 삽입부재와 수직 또는 수평형 터미널부재로 구성된 크레들측 단자를 구비한 경우에 배전반의 정격전류별 접속방식에 따른 부스바의 배열상태와 관계없이 크레들측 단자와 배전반의 부스바가 손쉽게 연결될 수 있는 이점이 있다.

또한, 본 발명에 따른 기중차단기의 크레들은 삽입부재와 평면형 터미널부재로 구성된 크레들측 단자를 구비한 경우에 크레들측 단자의 길이가 축소되어 부스바의 협소한 설치공간이 요구되는 배전반에 적합한 이점이 있다.

나아가, 본 발명은 크레들측 단자를 지지하는 절연부재가 일체로 형성된 몰드구조물이어서 크레들의 조립성이 증대되고, 이로 인해 생산성이 향상되는 이점이 있다. 또한, 절연부재의 전체적인 강성이 증대되어 단락사고시 전자력으로 인한 절연부재의 크랙, 깨짐 등의 치명적인 손상을 방지할 수 있는 이점이 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 기중차단기의 크레들의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기중차단기의 크레들을 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 4의 절연부재를 반대편에서 바라본 사시도이고, 도 6a는 도 4의 크래들측 단자인 삽입부재 및 터미널부재와 핑거를 설명하고, 이들의 결합상태를 설명하기 위한 분리사시도이고, 도 6b는 도 6a의 터미널부재가 수평형인 경우를 나타내는 분리사시도이고, 도 6c는 도 6a의 터미널부재가 평면형인 경우를 나타내는 분리사시도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 기중차단기의 크레들(100)은 크게 절연부재(110)와, 도전체 구조물인 복수개의 핑거(120)와, 삽입부재(130) 및 터미널부재로 구성되는 복수개의 크레들측 단자(B)를 포함하여 구성된다.

도 4를 참고하면 크레들(100)은 기중차단기의 본체(미도시)가 인입 또는 인출되는 구조물로서, 차단기의 부가적인 기능을 수행하는 기타 장치들이 설치되는 프레임 역할을 한다. 도 4는 4상(R, S, T, N) 기중차단기의 크레들(100)을 도시한 것으로서 크레들의 배면 상측에 4개의 입력단자(B-1)들이 배열되고, 하측에 4개의 출력단자(B-2)들이 배열된다. 그리고, 각 크레들측 단자(B)들은 배전반의 각 부스바(미도시)들과 연결된다.

절연부재(110)는 도 4에 도시된 바와 같이 크레들의 양 측면프레임(102)에 설치된다. 절연부재(110)는 크레들측 단자(B)들과 절연부재의 내부에 설치되는 핑거(120)들을 지지하고, 절연작용을 하게 된다.

핑거(120)는 도 6a에 도시된 바와 같이 판 형상의 도체가 적층된 한 쌍의 접속도체(122)와, 한 쌍의 접속도체(122)의 간격을 유지하고 지지하는 지지부재(127)와, 각 접속도체(122)에 연결되어 압축력을 가하는 텐션 스프링(125)으로 구성된다. 한편, 핑거(120)의 일측에 차단기 본체측 단자(미도시)가 삽입되고, 핑거(120)의 타측에는 크레들측 단자(B)가 삽입되어 통전된다.

상술한 절연부재(110)는 도 5에 도시된 바와 같이 상술된 복수개의 핑거(120)를 일체로 지지하는 몰드 구조물인 것이 바람직하다. 즉, 절연부재(110)는 플라스틱과 같은 절연재료를 주조, 프레스가공 등과 같은 방법으로 제조되고, 복수개의 핑거(120)가 삽입될 수 있는 복수개의 핑거삽입부(112)가 성형된 몰드 구조물이다. 따라서, 절연부재의 핑거삽입부(112)에 핑거(120)를 삽입한 뒤 볼트체결하는 방법으로 핑거(120)를 고정하면 된다. 이와 같이 몰드 구조물로 성형된 절연부재(110)는 도 2a에 도시된 종래의 절연부재와 비교할 때 조립시간이 현저하게 단축되는 이점이 있다. 또한, 절연부재(110)는 종래의 절연부재와 비교할 때 전체적으 로 강성이 증대되고, 이에 따라 단락사고시 전자력으로 인한 절연부재(110)의 크랙, 깨짐 등의 치명적인 손상을 방지할 수 있게 된다.

크레들측 단자(B)는 도 6a내지 도 6c에 도시된 바와 같이 도전체를 재료로 한 삽입부재(130)와 터미널부재(140a, 140b)로 구성된다.

삽입부재(130)는 핑거(120)의 타측에 삽입되는 삽입부(132)와 삽입부 말단에서 연장되는 판 형상의 제1 연결부(134)로 이루어져 도 6a에 도시된 바와 같이 T자형의 수평단면을 갖는다. 이때, 삽입부재의 삽입부(132)가 핑거(120)에 삽입되어 고정될 수 있도록 핑거(120)의 각 접속도체(122)에는 서로 마주보는 돌출부(123)가 형성되고, 삽입부재의 삽입부(132)에는 돌출부 삽입홈(133)이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 삽입부재(130)의 제1 연결부(134)에는 절연부재(110)와의 연결을 위한 복수개의 제1 볼트체결홀(135)이 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 도 7a에 도시된 바와 같이 볼트가 삽입부재(130)의 삽입부에 매입된 상태로 삽입부재(136)와 절연부재(110)를 체결하는 것이다. 이로 인해 삽입부재(130)가 핑거(120)에 삽입된 상태에서 완전히 고정될 수 있다.

한편, 삽입부재(130)의 제1 연결부(134)는 도 6 및 도 7a에 도시된 바와 같이 정사각 형상을 가지거나, 도 7b에 도시된 바와 같이 직사각 형상을 가질 수 있다.

터미널부재는 일측이 삽입부재(130)의 제1 연결부(134)와 체결되고, 타측은 배전반의 부스바(미도시)와 연결된다. 터미널부재는 수직 또는 수평형 터미널부 재(140a)이거나, 평면형 터미널부재(140b)인 것이 바람직하다.

먼저, 도 6a 및 도 6b를 참고하여 수직 또는 수평형 터미널부재(140a)를 설명한다. 수직 또는 수평형 터미널부재(140a)는 도 6a에 도시된 바와 같이 판 형상의 제2 연결부(142)와, 제2 연결부에서 연장형성되는 터미널부(144)로 이루어져 T자형의 수평단면을 갖는다. 터미널부(144)에는 배전반의 부스바(미도시)와의 연결을 위한 부스바 연결홀(145)이 형성된다.

수직 또는 수평형 터미널부재(140a)가 삽입부재(130)에 체결되기 위해 삽입부재(130)의 제1 연결부(134)에는 정사각 형상으로 배열되는 4개의 제2 볼트 체결홀(136)이 마련되고, 수직 또는 수평형 터미널부재의 제2 연결부(142)에는 터미널부(144)를 중심으로 양측에 제2 볼트체결홀(136)과 연통되는 2개의 제3 볼트체결홀(143)이 형성되는 것이 바람직하다. 따라서, 도 6a에 도시된 바와 같이 수직 또는 수평형 터미널부재의 터미널부(144)가 수직으로 배열된 상태로 수직 또는 수평형 터미널부재가 삽입부재(130)에 볼트체결될 수 있고, 도 6b에 도시된 바와 같이 수직 또는 수평형 터미널부재(140a)의 터미널부가 수평으로 배열된 상태로 수직 또는 수평형 터미널부재가 삽입부재(130)에 볼트체결될 수 있다.

따라서, 도 4에 도시된 바와 같이 입력측 단자(B-1)와 출력측 단자(B-2)에 있어서 수직 또는 수평형 터미널부재(140a)는 모두 수직으로 배열하여 설치될 수 있고, 각각 90도 회전시켜 수평으로 배열하여 설치될 수 있다. 한편, 수직 또는 수평형 터미널부재(140a)는 도 8a에 도시된 바와 같이 입력측이 수평으로 배열되고, 출력측이 수직으로 배열되게 구성할 수 있다.

이와 같이 수직 또는 수평형 터미널부재(140a)를 포함하는 기중차단기의 크레들(100)은 배전반의 부스바가 배열상태에 따라 터미널부재(140a)를 수직 또는 수평으로 배열하여 크레들측 단자와 배전반의 부스바를 손쉽게 연결할 수 있게 된다.

다음으로, 도 6c를 참고하여 평면형 터미널부재(140b)에 대해서 설명한다. 평면형 터미널부재(140b)는 도 6c에 도시된 바와 같이 판 형상을 가지고, 삽입부재(130)의 정사각 형상으로 배열되는 4개의 제2 볼트체결홀(136)과 각각 연통되는 제4 볼트체결홀(146)이 형성된다. 따라서 평면형 터미널부재(140b)가 삽입부재(130)에 볼트체결될 수 있다.

즉, 도 8b에 도시된 바와 같이 기중차단기의 크레들의 입력측 단자와 출력측 단자에 있어서 입력측과 출력측 모두 평면형 터미널부재(140b)로 배열할 수 있다. 이와 같이 평면형 터미널부재(140b)를 포함하는 기중차단기의 크레들(100)은 크레들측 단자(B)의 길이를 축소시킬 수 있고, 이에 따라 배전반의 공간의 부족하여 부스바 및 수직 또는 수평형 터미널부재를 설치하기 어려운 경우에 사용될 수 있는 이점이 있다.

한편, 배전반의 설치환경에 따라 기중차단기의 크레들(100)의 입력측과 출력측에 수직 또는 수평형 터미널부재(140a)와 평면형 터미널부재(140b)를 혼합하여 배열시킬 수도 있을 것이다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 본 발명의 일실시예는, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 기재된 사항에 의하여만 제한되고, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상을 다양한 형태로 개량 변경하는 것이 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 통상의 지식을 가진자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 될 것이다.

도 1은 종래기술에 따른 인출형 기중차단기의 사시도이고,

도 2a는 도 1의 크래들측 단자부를 나타내는 사시도이고,

도 2b는 도 2a의 핑거에 크래들측 단자가 삽입되는 상태를 설명하기 위한 사시도이고,

도 3은 도 3a의 크레들측 수평형 단자에 수직형 단자를 결합하는 것을 설명하기 위한 설명도이고,

도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 기중차단기의 크레들을 나타내는 사시도이고,

도 5는 도 4의 절연부재를 반대편에서 바라본 사시도이고,

도 6a는 도 4의 크래들측 단자인 삽입부재 및 터미널부재와 핑거를 설명하고, 이들의 결합상태를 설명하기 위한 분리사시도이고,

도 6b는 도 6a의 터미널부재가 수평형인 경우를 나타내는 분리사시도이고,

도 6c는 도 6a의 터미널부재가 평면형인 경우를 나타내는 분리사시도이고,

도 7a은 도 4의 몰드부재에 도 6의 삽입부재가 삽입된 상태를 나타내는 사시도이고,

도 7b는 도 7a의 삽입부재가 다른 형상을 갖는 경우를 나타내는 사시도이고,

도 8a는 도 7a의 삽입부재에 수직 또는 수평형 터미널부재가 결합된 상태를 나타내는 사시도이고,

도 8b는 도 7a의 삽입부재에 평면형 터미널부재가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 크레들 102 : 측면 프레임

110 : 절연부재 112 : 핑거 삽입부

120 : 핑거 122 : 접속도체

123 : 돌출부 125 : 텐션 스프링

127 : 지지부재 130 : 삽입부재

132 : 삽입부 133 : 돌출부 삽입홈

134 : 제1 연결부 135 : 제1 볼트체결홀

136 : 제2 볼트체결홀 140a : 수직 또는 수평형 터미널부재

140b : 평면형 터미널부재 142 : 제2 연결부

143 : 제3 볼트체결홀 144 : 터미널부

145 : 부스바 연결홀 146 : 제4 볼트체결홀

B : 터미널측 단자

Claims

크레들에 설치되는 절연부재;

상기 절연부재에 의해 지지되어 일측에 기중차단기의 본체측 단자들이 삽입되는 도전체 구조물인 복수개의 핑거;

상기 각 핑거의 타측에 삽입되는 삽입부와, 상기 삽입부의 말단에서 연장되는 판 형상의 제1 연결부로 이루어져 T자형의 수평단면을 갖는 삽입부재; 및

상기 삽입부재의 제1 연결부와 체결되어 배전반의 부스바와 연결되는 터미널부재를 포함하는 기중차단기의 크레들.
제1항에 있어서,

상기 절연부재는 상기 복수개의 핑거를 일체로 지지하는 몰드 구조물인 것을 특징으로 하는 기중차단기의 크레들.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 삽입부재의 제1 연결부에는 상기 절연부재와의 연결을 위한 복수개의 제1 볼트체결홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 기중차단기의 크레들.
제3항에 있어서,

상기 삽입부재의 제1 연결부에는 상기 터미널부재와의 연결을 위해 정사각 형상으로 배열되는 4개의 제2 볼트체결홀이 마련되고,

상기 터미널부재는 판 형상의 제2 연결부와 상기 제2 연결부에서 연장형성되는 터미널부로 이루어져 T자형의 수평단면을 갖고,

상기 터미널부재의 제2 연결부에는 상기 터미널부를 중심으로 양측에 상기 제2 볼트체결홀과 연통되는 2개의 제3 볼트체결홀이 형성되어 상기 터미널부가 수평 또는 수직으로 배열된 상태로 상기 터미널부재와 상기 삽입부재가 볼트체결되는 것을 특징으로 하는 기중차단기의 크레들.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 삽입부재의 제1 연결부에는 상기 터미널부재와의 연결을 위해 정사각 형상으로 배열되는 4개의 제2 볼트체결홀이 마련되고,

상기 터미널부재는 상기 제2 볼트체결홀들과 각각 연통되는 제4 볼트체결홀이 형성된 판 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 기중차단기의 크레들.