KR100963738B1 - 회로 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 2점 절단 회로 차단기를 대상으로, 소형 컴팩트한 구성이며 높은 한류 차단 성능을 얻을 수 있도록 전류 차단부의 유닛 구조를 개량하기 위한 것으로서, 상기 목적을 달성하기 위한 해결수단에 있어서, 전류 차단부가, 좌우 평행하게 배치한 제 1, 제 2의 고정 접촉자(1, 2)와, U자형 암에 가동 접점(3a)을 마련한 회동식의 교락형 가동 접촉자(3)와, 제 1 및 제 2의 각 고정 접촉자에 대응하여 배치한 그리드형의 소호 장치(4)로 이루어지고, 상기 각 부품을 유닛 조립 프레임(8)에 탑재한 2점 절단 방식의 회로 차단기에 있어서, 고정 접촉자(1, 2)의 접점부를 좌우에서 포위하여 가동 접촉자의 개극 이동 방향으로 측변부가 기립하는 U자형의 자기 요크(6)를 배치한 다음, 또한 유닛 조립 프레임(8)에는, 고정 접촉자(1와 2) 사이로 갈라 들어가 가동 접촉자의 개극 이동 경로 전역으로 연재하는 절연 배리어(8a)와, 상기 절연 배리어의 좌우 양측에 배치하여 상기 자기 요크(6)의 좌우 측변부를 내측에서 덮어 고정 접촉자로부터 절연 격리하는 절연재의 요크 커버(9)를 마련한다. 또한, 소호 장치(4)의 최상단에는 좌우의 소호실에 걸쳐서 아크 전류판(4b)을 마련한다.

회로 차단기

Description

회로 차단기{CIRCUIT BREAKER}

본 발명은, 저압 배전로(配電路)에 적용하는 배선용 차단기를 대상으로, 각 극(極)의 전류 차단부에 2쌍의 개폐 접점을 직렬로 조합시켜서 과전류를 차단하는 2점 절단 방식의 회로 차단기에 관한 것으로, 상세하게는 그 전류 차단부의 유닛 구조에 관한 것이다.

각 극의 전류 차단부에 2쌍의 개폐 접점을 직렬로 조합시켜서 과전류를 차단하도록 한 2점 절단 방식의 회로 차단기가 공지되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 참조).

상기 2점 절단 회로 차단기의 전류 차단부는, 좌우에 나열하여 그 선단에 고정 접점을 고착한 제 1 및 제 2 고정 접촉자와, U자형상 암의 선단에 상기 고정 접점에 접리하는 가동 접점을 고착한 회동식의 교락형(橋絡形) 가동 접촉자와, 제 1, 제 2의 고정 접촉자와 개별적으로 대응하여 가동 접촉자의 개극 이동 경로의 전방에 배치한 소호(消弧) 장치로 구성되어 있다. 다음에, 상기 2점 절단 회로 차단기를 도 7에, 그 전류 차단부의 종래 구조를 도 8에 도시한다.

우선, 도 7에서, 10은 회로 차단기의 본체 케이스, 11은 조작 핸들, 12는 개 폐 기구부, 13은 전류 차단부, 14는 과전류 인외(引外) 장치이다. 여기서, 전류 차단부(13)는, 후기하는 바와 같이 전원측, 및 부하측 단자에 연결되는 좌우 한 쌍의 고정 접촉자와, 고정 접촉자에 대향하여 개폐 기구부(개폐 스프링으로 축세(蓄勢)된 토글 링크 기구)(12)에 연계한 교락형의 가동 접촉자와, 소호 장치로 구성되어 있다.

도 8은 상기한 전류 차단부(13)의 구성도로서, 1은 전원측 단자와 일체가 되는 제 1의 고정 접촉자, 2는 과전류 인외 장치(14)(도 7 참조)의 작동 소자를 경유하여 부하측 단자에 통하는 제 2의 고정 접촉자, 1a, 2a는 고정 접촉자(1, 2)의 선단에 고착한 고정 접점, 3은 U자형상 암의 선단에 상기 고정 접점(1a, 2a)과 접리하는 가동 접점(3a, 3b)을 고착한 교락형의 가동 접촉자, 4는 고정 접점(1a, 2a)과 개별적으로 대응시켜서 가동 접촉자(3)의 개극 이동 경로의 전방에 배치한 소호 장치, 4a는 소호 장치(4)의 좌우 측벽 사이에 걸쳐서 상하단(上下段)에 배열한 소호 그리드판(deion plate), 5는 가동 접촉자(3)의 접촉자 홀더, 5a는 그 지축(支軸)이고, 접촉자 홀더(5)는 도 7의 개폐 기구부(12)에 링크 결합되어 있다. 또한, 고정 접촉자(1, 2) 및 소호 장치(4)는, 도시하지 않은 유닛 조립 프레임(몰드 수지제)에 탑재하여 유닛을 구성하고, 이 유닛을 회로 차단기의 본체 케이스(1)(도 6 참조)의 내부에 장착하도록 하고 있다. 한편, 가동 접촉자(3)는 지축(5a)을 통하여 회로 차단기의 본체 케이스에 조립되어 있다.

상기 구성으로 이루어지는 회로 차단기의 과전류 보호 동작은 주지이고, 배전로에 과전류(단락 전류 등)가 흐르면, 고정 접촉자(1, 2)와 가동 접촉자(3) 사이 에 전자 반발력이 작용하여 가동 접촉자(3)가 개극하기 시작하고, 가동 접점(3a, 3b)이 고정 접점(1a, 2a)으로부터 개리(開離)한다. 동시에 개폐 기구부(12)가 트립 동작하여 가동 접촉자(3)를 개극 종단 위치를 향하여 구동한다.

또한, 이 개극 동작 과정에서는, 도 9에서 도시하는 바와 같이 제 1, 제 2 고정 접촉자(1, 2)의 고정 접점(1a, 2a)과 가동 접촉자(3)의 가동 접점(3a, 3b) 사이에 발호(發弧)한 2개의 아크(arc)가 도면중의 I로부터 Ⅱ로 신장하고, 전자 구동력을 받아서 소호 장치(4)로 압입된다. 이로써, 아크는 소호 장치(4)의 그리드판(4a)에 의해 분단되고 아크 전압이 높아짐과 함께, 냉각 효과도 가해져서 아크가 소멸하고, 과전류가 한류(限流) 차단되는 것은 주지하는 바이다. 게다가, 이 직렬 2점 절단 방식은 통상의 1점 절단 방식에 비하여 발생 아크의 아크 전압이 높게(2배) 되기 때문에, 높은 한류 차단 성능을 얻을 수 있다.

한편, 상기한 2점 절단 방식의 회로 차단기와는 별도로, 과전류의 통전시에 가동 접촉자에 작용하는 전자 반발력을 높인 자기 구동 수단으로서, 고정 접촉자의 접점부 주역(周域)을 둘러싸서 가동 접촉자(3)의 개극 방향으로 기립 연재하는 U자형의 자기(磁氣) 요크(magnetic yoke)를 마련한 구성의 회로 차단기가 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 2 참조).

이 구성에 의해, 전로(電路)의 단락 사고 등으로 고정 접촉자에 과전류가 흐르면 자기 요크에 자속(磁束)이 발생하고, 이 자속이 가동 접촉자에 작용하여 전자 반발력을 높인다. 이로써, 가동 접촉자의 개극 속도가 증가하여 차단 성능이 향상한다.

특허 문헌 1 : 일본국 특개평11-273536호 공보

특허 문헌 2 : 일본국 특개평6-283090호 공보

도 7, 도 8에서 기술한 2점 절단 방식의 회로 차단기에 관해, 그 전류 차단부에 배치한 제 1, 제 2의 고정 접촉자에 특허 문헌 2에 개시된 자기 요크를 조합시킴에 의해, 트립 동작시에 가동 접촉자의 개리 초기 속도가 빨라져서 차단 성능의 더한층의 향상이 기대된다.

그래서, 발명자 등은 상기 전류 차단부의 제 1, 제 2 고정 접촉자에 자기 요크를 부설하여 차단 성능을 검증한 바, 고정 접촉자의 접점부를 좌우에서 둘러싸서 자기 요크를 추가 장비하면 절연성 확보의 면에서 다음 기재와 같은 과제가 생기는 것을 알았다. 즉, 도 8에 도시한 종래의 전류 차단부(자기 요크 없음)에서는, 회로 차단기를 소형 컴팩트하게 구성하기 위해, 각 극마다 좌우에 나열하여 배치한 제 1의 고정 접촉자(1)와 제 2의 고정 접촉자(2) 사이를 절연 확보에 필요한 최소 간격으로 설정하고 있다.

이 경우에, 제 1의 고정 접촉자(1)와 제 2의 고정 접촉자(2) 사이의 절연 거리(공간 거리, 연면(沿面) 거리)가 충분히 확보되지 않으면, 가동 접촉자(3)의 개극 이동의 도중에서 제 1과 제 2의 고정 접촉자의 사이가 절연 거리가 짧은 경로를 통하여 플래시 오버하고, 개극 동작의 시작 직후에 고정 접촉자(1, 2)의 접점과 교락형 가동 접촉자(3)의 접점 사이에 발호하여 신장한 2개의 아크가 고정 접촉자의 사이에 전류(轉流)하여, 가동 접촉자(3)를 경유하지 않고 제 1의 고정 접촉자(1)와 제 2의 고정 접촉자(2)의 접점 사이가 아크로 직접 연결되어 버리게 된다. 이와 같 은 상태가 되면, 아크를 소호 장치(4)로 구동하여 분단, 냉각시킬 수 없고, 또한 직렬 2점 절단 기능도 작용하지 않게 되어 소정의 차단 성능을 발휘할 수 없게 된다.

그런데, 제 1, 제 2의 고정 접촉자(1, 2)에 대해 그 접점부를 좌우에서 포위하도록 U자형의 자기 요크를 고정 접촉자에 조립하면, 자기 요크의 측변부가 고정 접촉자의 측연(側緣)으로부터 좌우로 뻗어나오기 때문에, 종래 구조 그대로는 고정 접촉자(1와 2) 사이의 간격이 더욱 좁아져서 절연 거리가 축소한다. 이 때문에, 고정 접점의 사이에 상기한 아크 전류가 생기기 쉽게 된다. 또한, 이와 같은 아크의 전류를 방지하도록 좌우에 나열한 고정 접촉자(1와 2) 사이에 큰 간격(절연 거리)을 설정하면, 각 극의 전류 차단부가 점유하는 폭 치수가 커져서 회로 차단기의 소형 컴팩트화가 곤란하게 된다.

또한, 자기 요크(자성재)는, 전자 반발력의 증강 기능을 발휘시키기 위해, 고정/가동 접점 사이에 발호한 아크의 발호점이 자기 요크로 전류하지 않도록 고정 접점으로부터 절연 격리시킬 필요가 있다. 이 점에 관해, 상기한 특허 문헌 2에서는 차단기의 본체 케이스에 절연벽으로 둘러싸인 오목형상 함몰부를 형성하고 여기에 자기 요크를 수용 배치하여 고정 접촉자 사이를 절연 격리하도록 하고 있지만, 이 조립 구조에서는 본체 케이스의 형상이 복잡하게 되는 외에, 회로 차단기의 조립 공수도 증가하기 때문에 종래 구조에 대신하는 개선책이 요망된다.

또한, 도 8의 2점 절단 회로 차단기에서는, 가동 접촉자(3)의 개리에 수반하여 고정 접점(1a, 2a)과 교락형 가동 접촉자(3)의 가동 접점(3a, 3b) 사이로 신장 한 아크(2개)의 아크 전압이, 고정 접촉자(1)의 고정 접점(1a)과 고정 접촉자(2)의 고정 접점(2a) 사이에 직렬로 인가되게 된다. 이 아크 전압은 아크의 신장과 함께 높아지고, 가동 접촉자(3)의 모든 개리(全開離) 위치 부근에서 아크 길이가 최장이 된다. 이 때문에, 고정/가동 접점 사이에 신장하는 아크의 아크 전압이 좌우에 나열하는 고정 접촉자(1와 2) 사이의 절연 강도 이상이 되면, 고정 접점의 사이가 절연 파괴되어 제 1의 고정 접촉자(1)와 제 2의 고정 접촉자(2)의 접점 사이가 아크로 직접 연결되어 버리고, 그 결과로서 2점 절단 회로 차단기의 차단 성능을 발휘할 수 없게 되는 문제가 있다.

따라서 상기한 바와 같은 고정 접점의 사이에 아크가 전류한 거동을 방지하는데는, 고정/가동 접점 사이에 발생한 아크가 한류 차단에 필요한 아크 길이 이상으로 신장하기 전에 소호 장치측으로 전류시켜서 아크를 한류 소호 시킬 필요가 있다.

본 발명은 상기한 점을 감안하여 이루어진 것이고, 그 목적은 상기 과제를 해결하고, 소형 컴팩트한 구성이며 높은 한류 차단 성능을 얻을 수 있도록 전류 차단부의 유닛 구조를 개량한 회로 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 의하면, 전류 차단부가 좌우 평행하게 나열하여 그 선단부에 고정 접점을 고착한 제 1 및 제 2의 고정 접촉자와, U자형 암의 선단에 가동 접점을 고착하여 상기 고정 접점에 대향시킨 회동식의 교락형 가동 접촉자와, 제 1 및 제 2의 각 고정 접촉자에 대응하여 가동 접촉자의 개극 이 동 경로의 전방에 배치한 소호 장치로 이루어지고, 상기 고정 접촉자, 소호 장치를 몰드 수지제의 유닛 조립 프레임에 탑재한 2점 절단 방식의 회로 차단기에 있어서,

상기 제 1 및 제 2 고정 접촉자의 선단부에, 고정 접촉자 도체 및 고정 접점을 좌우에서 포위하여 가동 접촉자의 개극 이동 방향으로 측변부가 기립 연재하는 U자형의 자기 요크를 배치하고, 고정 접촉자와 함께 유닛 조립 프레임에 탑재한다. 또한, 유닛 조립 프레임에는, 제 l의 고정 접촉자와 제 2의 고정 접촉자 사이로 갈라 들어가 가동 접촉자의 개극 이동 경로 전역으로 연재하여 제 1의 고정 접촉자와 제 2의 고정 접촉자의 사이를 격리하는 절연 배리어와, 상기 절연 배리어의 좌우 양측에 배치하여 제 1 및 제 2 고정 접촉자의 선단부에 마련한 상기 자기 요크의 좌우 측변부를 내측에서 덮는 절연재의 요크 커버를 마련한다(청구항 1).

또한, 상기한 유닛 구조에서, 요크 커버, 소호 장치는 구체적으로 다음 기재와 같은 상태로 구성한다.

(1) 요크 커버는, 가동 접촉자의 개극 이동 경로에 따라 그 영역을 좌우에서 덮는 역U자형의 절연벽으로 구성하고, 그 좌우 측벽의 선단부를 자기 요크의 좌우 측변부의 내측에 감합(嵌合)한 다음, 전단(前端)을 소호 장치에 입구측에 연결하여 유닛 조립 프레임에 장착한다(청구항 2).

또한, 이 요크 커버는, 고정/가동 접점 사이에 발호한 아크의 열을 받아서 어블레이션 가스(ablation gas)를 용발(溶發)하는 유기 고분자재로 구성한다(청구항 3).

(2) 소호 장치의 개극단측에는, 제 1, 제 2의 고정 접촉자와 개별적으로 대 응하는 좌우의 소호실에 걸치는 아크 전류판(轉流板)을 마련하고(청구항 4), 또한 이 아크 전류판에는 개극 종단 위치로 이동하여 온 가동 접촉자의 암 선단을 향하여 돌출하는 좌우 한 쌍의 아크 러너를 형성하고, 고정/가동 접점 사이에 발생한 아크가 가동 접촉자의 모든(全) 개리 위치 부근에서 아크 전류판에 전류시키도록 한다(청구항 5).

상기한 구성에 의해, 다음 기재의 효과를 얻을 수 있다.

(1) 유닛 조립 프레임에 마련한 절연 배리어를 끼우고, 그 좌우에 나열하는 제 1, 제 2의 고정 접촉자 및 각 고정 접촉자에 부설한 자기 요크의 사이, 및 각 고정 접촉자에 대응하는 교락형 가동 접촉자의 개극 이동 경로를 절연 격리함에 의해, 과전류의 차단 동작시에 고정/가동 접점 사이에 발호한 아크가 가동 접촉자의 개극 이동의 도중에 고정 접점측으로 전류하고, 제 1의 고정 접촉자와 제 2의 고정 접촉자의 사이가 직접 아크로 연결되는 것을 저지하여 신뢰성이 높은 절연 강도를 확보할 수 있다. 또한, 절연 배리어를 마련함으로써, 그 양측에 배치하는 고정 접촉자의 상호 간격을 작게 설정할 수 있다.

(2) 또한, 요크 커버를, 가동 접촉자의 개극 이동 경로에 따라 상방으로 연재하는 역U자형의 절연벽으로 구성하고, 그 측벽의 하단측 선단부를 자기 요크의 내측에 감입(嵌入)하도록 함으로써, 요크 커버를 전류 차단부의 유닛 조립 프레임에 간단히 조립하여 자기 요크를 접점으로부터 절연 격리할 수 있다.

그리고, 이 요크 커버를, 아크 열을 받아서 어브레이전 가스를 용발하는 유 기 고분자재로 구성함으로써, 전류 차단시에 요크 커버가 세극(細隙) 소호벽으로서 기능하여 한류 차단 성능을 보다 한층 높일 수 있다.

(3) 또한, 제 1 및 제 2의 고정 접촉자에 대응하는 소호 장치에 관해, 그 개극단측에 좌우의 소호실에 걸치는 아크 전류판을 마련하여 고정/가동 접점 사이에 생긴 아크를 가동 접촉자로부터 소호 장치의 아크 전류판측으로 전류시킴에 의해, 이 아크 전류판을 중계점(中繼点)으로 하여 제 1, 제 2의 고정 접촉자 사이에서 발생하는 아크를 그리드판에서 분단하여 한류 소호시킬 수 있다.

게다가, 아크의 전류 후는 가동 접촉자로 아크 전류가 흐르지 않게 되기 때문에, 아크 발호에 의한 가동 접점의 손모량(損耗量)을 낮게 할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 구성에 의해 토털적으로 소형 컴팩트한 구성이며 차단 성능이 높은 회로 차단기를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시의 형태를 도 1 내지 도 6에 도시하는 실시예에 의거하여 설명한다. 또한, 도 1은 전류 차단부의 조립 유닛 구조를 도시하는 분해 사시도, 도 2는 유닛 조립 상태의 외관도, 도 3(a), (b)는 유닛 조립 프레임에 고정 접촉자, 자기 요크의 부품을 조립한 상태의 측면도, 및 평면도, 도 4(a) 내지 (d)는 유닛 조립 프레임에 소호 장치, 자기 요크, 요크 커버를 조립한 상태에서의 측면도, 평면도, 단면도, 및 화살표로 본 X-X 단면도, 도 5는 제 1, 제 2의 고정 접촉자와 교락형 가동 접촉자의 배치 사시도, 도 6은 전류 차단시에 고정/가동 접점 사이에 신장한 아크가 소호 장치측으로 전류하는 과정을 도시한 동작 설명도이고, 도 8에 대응하는 부재에는 같은 부호를 붙이고 그 설명은 생략한다.

우선, 도 1에서, 8은 몰드 수지제의 유닛 조립 프레임이고, 이 유닛 조립 프레임(8)에 제 1, 제 2의 고정 접촉자(1, 2), 소호 장치(4), 고정 접촉자(1, 2)의 접점부에 부설한 자기 요크(6), 및 요크 커버(9)의 각 부품을 탑재하고, 도 2에서 도시하는 바와 같은 전류 차단부의 유닛(7)을 조립 구성하고 있다.

여기서, 자기 요크(6)는 자성판을 U자형으로 절곡 가공한 것으로서, 그 좌우에 기립하는 측변부를 위로 향하게 하여 고정 접점(1a, 2a)을 좌우에서 둘러싸도록 고정 접촉자(1, 2)의 저면측에 겹친다. 그리고, 도 3에서 도시하는 바와 같이 고정 접촉자(1, 2)를 유닛 조립 프레임(8)에 장착한 상태에서, 고정 접촉자(1, 2)와 유닛 조립 프레임(8) 사이에 끼워 지지하여 소정 위치로 지지하고 있다. 또한, 도면중에서 1b, 2b는 고정 접촉자(1, 2)의 선단에 형성한 아크 러너, 1c는 전원측 단자이다.

또한, 상기 유닛 조립 프레임(8)의 중앙에는 전후 방향으로 연재하는 충립형상(衝立狀)의 절연 배리어(8a)가 형성되어 있다. 이 절연 배리어(8a)는, 벽의 하단부가 도 3에서 도시하는 바와 같이 제 1의 고정 접촉자(1)와 제 2의 고정 접촉자(2) 사이로 갈라 들어가 상방으로 늘어나고, 후단이 후기하는 가동 접촉자(3)의 개극 이동 경로의 영역까지 늘어나 있다.

한편, 소호 장치(4)는, 제 1의 고정 접촉자(1), 제 2의 고정 접촉자(2)와 개별적으로 대응하는 좌우의 소호실로 구획되어 있고, 그 측벽의 사이에는 상하단에 그리드판(4a)을 배열하고, 또한 최상단에는 좌우의 소호실의 사이에 걸치는 아크 전류판(4b)을 구비하고 있다. 또한, 이 아크 전류판(4b)에는 후기하는 가동 접촉자(3)의 개극 이동 경로로 향하여 돌출하는 좌우 한 쌍의 아크 러너(4b-1)가 형성되어 있다.

이 소호 장치(4)는, 유닛 조립 프레임(8)의 절연 배리어(8a)를 상방에서 걸치도록 하여 조립하고, 그 좌우의 소호실을 각각 고정 접촉자(1, 2)의 선단에 형성한 아크 러너(1b, 2b)의 상방에 대향 위치시키고 있다.

다음에, 요크 커버(9)의 구조, 및 조립 순서에 관해 기술한다. 이 요크 커버(9)는, 도시하는 바와 같이 좌우 측벽이 상하 방향으로 연재하는 단면 역U형의 몰드 수지 성형품으로 구성되고, 그 좌우 측벽의 선단부(하단측)의 외표면에는 자기 요크(6)의 측변부에 대응한 형상의 오목부(9a)가 형성되어 있다. 또한, 요크 커버(9)의 높이 치수는 가동 접촉자(3)의 모든 개리 위치에 대응하고, 속길이(奧行) 치수는 요크 커버의 측벽에 의해 가동 접촉자의 개극 이동 경로를 좌우에서 덮도록 정하고 있다.

이 요크 커버(9)는, 다음 기재와 같은 순서로 유닛 조립 프레임(8)에 장착된다. 즉, 상기한 고정 접촉자(1, 2), 자기 요크(6), 및 소호 장치(4)를 유닛 조립 프레임(8)에 부착한 조립 단계에서, 그 절연 배리어(8a)의 좌우 양측에 2조(組)의 요크 커버(9)를 상방에서 장착한다. 이때에 요크 커버(9)의 측벽 선단부에 형성한 오목부(9a)를 자기 요크(6)의 위치에 맞추어, 위를 향하여 기립하는 요크 측변부의 내측에 커버 측벽을 삽입하여 유닛 조립 프레임(8)에 장착 지지시킨다.

이 조립 상태(도 4(a) 내지 (d) 참조)에서는, 요크 커버(9)의 좌우 측벽이 자기 요크(6)의 측변부를 내측에서 덮고, 여기에 배치되는 고정 접촉자(1, 2) 및 가동 접촉자(3)의 접점 사이를 절연 격리하고 있다. 또한, 요크 커버(9)의 전단(前端)은 소호 장치(4)의 입구측에 맞대고, 좌우의 소호실과 요크 커버(9)의 내(內)공간이 전후로 이어지도록 배치하고 있다.

상기한 구성으로 이루어지는 전류 차단부의 조립 유닛(7)은, 도 7에 도시한 종래의 회로 차단기와 마찬가지로 본체 케이스(10)의 저부측에 장착하고, 개폐 기구부(12)에 연계하여 본체 케이스에 조립한 가동 접촉자(3)를 고정 접촉자(1, 2)의 상방에 대향 배치시킨다. 도 5는 이 조립 상태에서의 고정 접촉자(1, 2)와 가동 접촉자(3) 라는 배치를 도시하고 있다.

상기 구성에 의한 전류 차단 동작은, 도 8, 도 9에서 기술한 종래 구조와 기본적으로 마찬가지이고, 배전로에 과전류(단락 전류 등)가 흐르면, 고정 접촉자(1, 2)와 가동 접촉자(3) 사이에 전자 반발력이 작용하여 가동 접촉자(3)가 개극하기 시작하고, 가동 접점(3a, 3b)이 고정 접점(1a, 2a)으로부터 개리한다. 동시에 개폐 기구부(12)가 트립 동작하여 가동 접촉자(3)를 개극 종단 위치를 향하여 구동한다.

이 경우에, 도시한 실시 예에서는 고정 접촉자(1, 2)의 접점부에는 자기 요크(6)가 추가 장비되어 있다. 이로써, 고정 접촉자(1, 2)에 과전류가 흐르면 자기 요크(6)에 발생한 자속이 가동 접촉자(3)에 작용하여 전자 반발력을 강화하고, 가동 접촉자(3)의 개극 속도를 높인다.

또한, 가동 접촉자(3)의 개리에 수반하여 고정 접촉자(1, 2)의 고정 접점(1a, 2a)과 교락형 가동 접촉자(3)의 가동 접점(3a) 사이에는 아크가 발호하고, 가동 접촉자(3)의 개극 이동에 수반하여 아크가 신장하여 아크 전압도 증가한다. 이 경우에, 도시한 실시예의 구성에서는, 좌우에 나열하는 제 1의 고정 접촉자(1)와 제 2의 고정 접촉자(2) 사이, 및 가동 접촉자(3)의 개극 이동 경로가 유닛 조립 프레임(8)에 형성한 절연 배리어(8a)에 의해 절연 격리되어 있다. 또한, 가동 접촉자(3)의 개극 이동 경로도 절연재의 요크 커버(9)로 좌우에서 덮이고, 고정 접촉자(1와 2)의 사이에는 가동 접촉자(3)의 이동 경로를 포함한 영역에서 충분한 절연 강도가 확보되어 있다. 따라서 고정/가동 접점 사이에 신장한 아크가 가동 접촉자(3)의 개극 이동의 도중에 고정 접점측으로 전류하여, 고정 접촉자(1와 2)가 직접 아크로 연결되는 상태가 되는 것을 확실하게 방지할 수 있다.

그리고, 가동 접촉자(3)가 모든 개리 위치의 근처까지 개극 이동하면, 고정/가동 접점 사이로 신장한 아크는, 도 6에서 도시하는 바와 같이 가동 접촉자(3)의 암 선단에서 소호 장치(4)에 마련한 아크 전류판(4b)으로 전류한다. 이 경우에 아크 전류판(4b)에는 가동 접촉자(3)의 개극 이동 경로를 향하여 아크 러너(4b-1)가 돌출하여 있기 때문에, 아크(arc)가 가동 접촉자(3)로부터 아크 전류판(4b)으로 스무스하게 전류한다. 또한, 고정 접촉자측에서는, 아크(arc)의 발호점이 고정 접점(1a)으로부터 선단의 아크 러너(1b)로 이동한다.

이로써, 아크는 가동 접촉자(3)의 개극 이동 경로측으로부터 소호 장치(4)로 끌려 들어가고, 좌우의 소호실에 걸쳐서 최상단에 배치한 아크 전류판(4b)을 중계하여 제 1의 고정 접촉자(1)와 제 2의 고정 접촉자(2) 사이에서 발생하는 아크가 그리드판(4a)의 사이로 분단되고, 그 한류 작용에 의해 소호에 이른다.

이와 같이, 가동 접촉자(3)의 개극 동작으로 고정/가동 접점 사이에 발호, 신장한 아크를 가동 접촉자(3)의 개극 종단 위치 부근에서 가동 접점(3a)으로부터 소호 장치(4)의 아크 전류판(4b)으로 전류시킴에 의해, 이 아크 전류판(4b)을 중계점으로 하여 제 1, 제 2의 고정 접촉자(1, 2) 사이에 2개의 아크가 좌우의 소호실 내에서 발생하고, 소호 장치의 그리드판(4a)에 의해 분단되어 한류 작용을 받는다. 또한, 아크 길이는 아크 전류판(4b)과 고정 접촉자(1, 2) 사이의 거리 범위로 수속되기 때문에, 그 아크 전압의 상승도 자연스럽게 한류 차단 능력에 걸맞는 값으로 된다

따라서, 아크 전압의 과대한 상승으로 고정 접촉자의 사이가 절연 파괴될 우려는 없다. 또한, 이 아크 전류(轉流)에 의해 가동 접촉자(3)에는 아크 전류(電流)가 흐르지 않게 되기 때문에, 가동 접점(3a)의 손모량을 저감하여 접점의 수명이 향상한다.

또한, 본 발명의 응용 실시예로서, 상기 요크 커버(9)를 폴리아미드계 수지 등의 유기 고분자재로 구성하면, 전류 차단시에 고정/가동 접점 사이에 발호, 신장한 아크 열을 받아서 요크 커버(9)의 벽면으로부터 소호성의 어브레이션 가스가 발생한다. 이로써, 요크 커버(9)가 세극 소호벽으로서 기능하게 되어 회로 차단기의 한류 차단 성능을 보다 한층 높일 수 있다.

도 1은 전류 차단부의 유닛 조립 구조를 도시하는 분해 사시도

도 2는 도 1의 유닛 조립 상태의 외관도

도 3은 도 1의 유닛 조립 프레임에 고정 접촉자, 자기 요크의 부품을 조립한 조립 상태를 도시하는 도면으로, (a), (b)는 각각 측면도, 및 평면도,

도 4는 도 1의 유닛 조립 프레임에 소호 장치, 자기 요크, 요크 커버를 조립한 조립 상태를 도시하는 도면으로, (a) 내지 (c)는 각각 측면도, 평면도, 단면도, (d)는 (b)의 화살표로 본 X-X 단면도

도 5는 도 1의 유닛에서의 제 1, 제 2의 고정 접촉자와 교락형 가동 접촉자의 배치를 도시하는 사시도

도 6은 도 1의 전류 차단시에 고정/가동 접점 사이에 신장한 아크가 가동 접촉자로부터 소호 장치로 전류하는 과정을 도시하는 동작 설명도

도 7은 종래의 2점 절단 회로 차단기의 전체 구성도

도 8은 도 7에서의 전류 차단부의 구성 사시도

도 9는 도 8의 전류 차단부에서 고정/가동 접점 사이에 생긴 아크의 거동을 도시하는 한류 차단 동작의 설명도

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)

1 : 제 1의 고정 접촉자

1a : 고정 접점

2 : 제 2의 고정 접촉자

2a : 고정 접점

3 : 교락형 가동 접촉자

3a : 가동 접점

4 : 소호 장치

4a : 소호 그리드판

4b : 아크 전류판

4b-1 : 아크 러너

6 : 자기 요크

7 : 전류 차단부의 조립 유닛

8 : 유닛 조립 프레임

8a : 절연 배리어

9 : 요크 커버

9a : 오목부

Claims (5)

1. 전류 차단부가 좌우 평행하게 나열하여 그 선단부에 고정 접점을 고착한 제 1 및 제 2의 고정 접촉자와, U자형 암의 선단에 가동 접점을 고착하여 상기 고정 접점에 대향시킨 회동식의 교락형 가동 접촉자와, 제 1 및 제 2의 각 고정 접촉자에 대응하여 가동 접촉자의 개극 이동 경로의 전방에 배치한 소호 장치로 이루어지고, 상기 고정 접촉자, 소호 장치를 몰드 수지제의 유닛 조립 프레임에 탑재한 2점 절단 방식의 회로 차단기에 있어서,

   상기 제 1 및 제 2 고정 접촉자의 선단부에, 고정 접점을 좌우로부터 포위하여 가동 접촉자의 개극 이동 방향으로 측변부가 기립 연재하는 U자형의 자기 요크를 배치함과 함께, 상기 유닛 조립 프레임에는, 제 1의 고정 접촉자와 제 2의 고정 접촉자 사이로 갈라 들어가 가동 접촉자의 개극 이동 경로 전역으로 연재하는 절연 배리어, 및 상기 절연 배리어의 좌우 양측에 배치하여 제 1 및 제 2 고정 접촉자의 선단부에 배치한 상기 자기 요크의 좌우 측변부를 내측에서 덮는 절연재의 요크 커버를 마련하고,

   상기 요크 커버는, 가동 접촉자의 개극 이동 경로를 좌우에서 덮는 역U자형의 절연벽이고, 그 측벽의 선단부를 자기 요크의 좌우 측변부의 내측에 꽂는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 요크 커버의 전단을 소호 장치의 입구측에 연결하여 유닛 조립 프레임에 장착한 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,

   상기 요크 커버를 유기 고분자재로 구성한 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 소호 장치의 개극단측에, 제 1, 제 2의 고정 접촉자와 개별적으로 대응하는 좌우의 소호실에 걸치는 아크 전류판을 마련한 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 아크 전류판에는, 개극 종단 위치로 이동하여 온 가동 접촉자의 암 선단을 향하여 돌출하는 좌우 한 쌍의 아크 러너를 형성한 것을 특징으로 하는 회로 차단기.

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