KR100996791B1

KR100996791B1 - 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리

Info

Publication number: KR100996791B1
Application number: KR1020080033336A
Authority: KR
Inventors: 이재용
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2008-04-10
Filing date: 2008-04-10
Publication date: 2010-11-25
Also published as: US20090255905A1; KR20090107839A; CN104810193A; US7852617B2; CN101556877A

Abstract

본 발명은 진공 차단기에 있어서 주회로 통전 부의 표면적을 증가시켜 온도 상승을 억제할 수 있는 진공 차단기의 주회로 단자 어셈블리를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따른 진공 차단기의 주회로 단자 어셈블리는, 진공 인터럽터의 가동 부에 전기적으로 접속되고, 한 쌍의 도체로 형성되어 상기 가동 부를 사이에 끼워 지지하는 클램프; 상기 클램프의 표 면적을 증가시키도록 상기 클램프에 고정 설치되는 히트 싱크; 상기 클램프에 전기적 및 기계적으로 접속되는 일 단부를 가지며, 상기 가동 부의 이동을 허용하도록 가요한 도체로 형성되는 가요성 션트(FLEXIBLE SHUNT); 상기 가요성 션트의 타 단 부에 전기적 및 기계적으로 접속되며, 전기적 도체로 된 단자 블록(TERMINAL BLOCK); 상기 단자 블록에 전기적으로 접속되며, 다수의 클립형(CLIP TYPE) 접촉자를 구비하는 접촉자 부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

진공 차단기, 주회로 통전 부, 클램프, 히트 싱크, 가용성 션트, 단자 블록

Description

진공차단기의 주회로 단자 어셈블리{MAIN CIRCUIT TERMINAL ASSEMBLY FOR VACUUM CIRCUIT BREAKE}

본 발명은 진공차단기에 관한 것으로, 특히 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리에 관한 것이다.

진공차단기는 회로에 흐르는 전류가 단락 등 회로 상의 사고로 인해 미리 설정된 전류이상의 대전류가 되면 전력계통의 회로를 차단하여 부하 기기 및 선로를 큰 사고전류로부터 보호하는 전기기기이다. 이러한 진공차단기는 작은 점유면적을 요구하면서 대용량을 요구하는 최근의 설치환경에 따라서 소형의 진공차단기가 큰 정격전류를 통전시킬 수 있게 개발이 이루어지고 있다. 따라서, 대전류에 의한 진공차단기의 온도 상승이 중요한 문제로 대두되었다.

진공차단기에 있어서 주회로 부는 진공용기 내에서 회로의 개폐를 담당하는 고정접점과 가동접점을 구비하는 진공 인터럽터(INTERRUPTER)와, 이러한 진공 인터럽터의 고정접점 측과 가동접점 측에 각각 접속되고 회로 측에 접속되는 단자 부를 포함하는 부분을 통상 의미하게 된다. 이러한 주회로 부에 있어서, 상기 단자 부를 구성하는 부스 바(BUS BAR) 부와, 상기 회로 측과의 접속을 위한 접속단자 부 및 상기 부스 바 부를 상기 진공 인터럽터 측에 접속하기 위한 클램프(CLAMP) 부 등으로 구성되는 주 통전 부에서 발열의 대부분이 발생 된다.

그러나 종래기술에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리는 상기 클램프 부에 있어서 표면적이 충분할 만큼 크지 않고 효율적 발열을 위한 수단이 구비되지 않아 주변 도체의 온도상승을 억제하는 것이 불가능한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 목적은, 진공 인터럽터와 단자 부를 접속하기 위한 클램프 부의 표면적을 증가시켜서 효과적으로 온도상승을 억제할 수 있는 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은, 진공 인터럽터(VACUUM INTERRUPTER)에 전기적으로 접속되는 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리에 있어서,

상기 진공 인터럽터의 가동 부에 전기적으로 접속되고, 한 쌍의 도체로 형성되어 상기 가동 부를 사이에 끼워 지지하는 클램프(CLAMP);

상기 클램프의 표면적을 증가시키도록 상기 클램프에 고정 설치되는 히트 싱크;

상기 클램프에 전기적 및 기계적으로 접속되는 일 단부를 가지며, 상기 가동 부의 이동을 허용하도록 가요한 도체로 형성되는 가요성 션트(FLEXIBLE SHUNT);

상기 가요성 션트의 타 단 부에 전기적 및 기계적으로 접속되며, 전기적 도체로 된 단자 블록(TERMINAL BLOCK);

상기 단자 블록에 전기적으로 접속되며, 다수의 클립형(CLIP TYPE) 접촉자를 구비하는 접촉자 부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리는, 진공 인터럽터와 단자 부를 접속하는 클램프에 히트 싱크(HEAT SINK)를 설치하여 클램프의 표면적을 증가시킴으로써 클램프 부위에서 발생하는 발열을 효과적으로 냉각시켜 클램프 부위의 온도상승을 효과적으로 억제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리에 있어서, 클램프는 상기 히트 싱크의 설치 공간이 마련되도록 가요성 션트와 접속 부 면적을 최소화하기 위해서 용접에 의해서 접속되는 접속 부를 구비하므로, 히트 싱크의 설치 공간이 충분히 확보될 수 있고 가요성 션트와의 접속 부 면적은 최소화될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리에 있어서, 히트 싱크는 주위 공기의 대류를 위해서 냉각 핀들이 수직방향으로 위치하여, 냉각 핀들 사이로 주위공기가 대류할 수 있는 통로가 제공되므로 클램프에 대한 냉각 효과가 극대화될 수 있는 효과가 있다.

상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 설명에 의해서 더욱 명확히 이해될 수 있을 것이다.

먼저, 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리의 전체적 구성을 보여주는 사시 도인 도 1과, 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리 의 전체적 구성을 보여주는 측면도인 도 2를 참조하여 설명한다.

도 1 및 도 2에 있어서, 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리는 진공 인터럽터(VACUUM INTERRUPTER)(1)에 전기적으로 접속되는 장치로서, 클램프(2)와, 히트 싱크(3)와, 가요성 션트(FLEXIBLE SHUNT)(4)와, 단자 블록(TERMINAL BLOCK)(5) 및 접촉자 부(6)를 포함하여 구성된다.

진공 인터럽터(1)는 잘 알려진 바와 같이 세라믹(CERAMIC) 재의 원통형 진공 용기의 진공 내부공간에서 접점의 개폐가 이루어지도록 구성한 것으로, 상기 진공용기 내에 고정접점과 가동접점이 마련되고, 가동접점의 접점 개폐를 위한 이동을 위해서 가동접점에 접속되고 상기 진공 용기 외부로 연장되는 가동 부(1a)를 갖는 다. 도 2에 도시된 바와 같이 가동 부(1a)는 진공 인터럽터(1)의 하부로 연장하게 설치된다.

상기 클램프(2)는 진공 인터럽터(1)의 가동 부(1a)에 전기적으로 접속되고, 상기 클램프(2)는 한 쌍의 전기적 도체로 형성되어 가동 부(1a)를 사이에 끼워 지지한다. 클램프(2)는 전기적 통전 로를 제공하는 기능을 위해서 바람직하기로 도전성이 우수한 순동(純銅)으로 제작된다. 클램프(2)의 더욱 구체적인 구성에 대해서는 도 3을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 기술하기로 한다.

히트 싱크(3)는 클램프(2)의 표면적을 증가시키도록 클램프(2)에 고정 설치된다. 히트 싱크(3)는 실시 예상 바람직하게 알루미늄을 주조(MOLDING)하여 제작될 수 있다. 히트 싱크(3)의 더욱 구체적인 구성에 대해서는 도 4를 참조하여 아래에서 더욱 상세히 기술하기로 한다.

가요성 션트(4)는 클램프(2)에 전기적 및 기계적으로 접속되는 일 단 부를 가지며, 가동 부(1a)의 이동을 허용하도록 구부러지는(flexible) 전기적 도체로 형성된다. 바람직하게, 가요성 션트(4)는 전기적 통전 로를 제공하는 주 기능을 위해서 도전성이 우수한 순동(純銅)을 재료로 한 다수의 순동 박막들을 적층하고 양 단 부를 압착 및 용접하여 구성될 수 있다.

단자 블록(5)은 가요성 션트(4)의 타 단 부(상기 클램프에 접속되는 일 단 부의 반대 측 단 부)에 전기적 및 기계적으로 접속되며, 전기적 도체, 예컨대 순동 또는 황동 등 동합금으로 제작될 수 있다.

접촉자 부(6)는 전기적 도체로 구성되어 단자 블록(5)에 전기적으로 접속되며, 다수의 클립형(CLIP TYPE) 접촉자를 구비한다. 여기서 클립형 접촉자는 전기적 도체로 형성된 일명 핑거(FINGER)라고 불리는 다수의 도체 막대들을 원통형으로 배치하고 이들을 탄성을 가진 링(RING)으로 이탈방지되고 복원을 위한 탄성을 가지게 모은 것으로서, 통상 진공차단기에 있어서 전원 측 및 부하 측 접속 단자 부가 마련된 크래들(CRADLE)의 단자 부에 전기적 및 기계적으로 접속되는 부분이다.

한편, 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리 중 클램프에 대한 사시 도인 도 3을 참조하여 클램프의 구성을 더욱 상세히 설명한다.

가요성 션트(4)와의 접속 부 면적을 최소화하여 히트 싱크(3)의 설치 공간이 최대한 마련(확보)되도록 하기 위해서, 클램프(2)는 용접에 의해서 접속되는 가요성 션트(4)의 단 부를 끼워 넣을 수 있는 수평형상의 슬릿(SLIT) 부(2b, 2b')를 구비 한다. 도 3에 도시된 바와 같이 클램프(2)는 한 쌍의 제 1 및 제 2 클램프 편(2a, 2a')로 구성된다. 제 1 및 제 2 클램프 편(2a, 2a')은 각각, 히트 싱크(3)를 장착하기 위한 상부 평면 부(2f)와, 용접에 의해 접속되는 가요성 션트(4)의 단 부를 끼워 넣기 위한 하부의 슬릿 부(2b, 2b')를 구비한다. 또한, 제 1 및 제 2 클램프 편(2a, 2a')은 진공 인터럽터(1)의 가동 부(1a)를 사이에 끼워 지지하기 위해서, 후면의 중앙 부에 수직방향으로 연장하도록 반구형 단면을 갖는 가동부 협지 홈 부(2c, 2c')를 갖는 다. 또한 클램프 조임 수단(미 도시)을 삽입할 수 있도록, 각각의 제 1 및 제 2 클램프 편(2a, 2a')에는 전면으로부터 후면으로 관통하게 클램프 조임 수단 삽입 구 부(2d)가 4개씩 마련된다. 상기 클램프 조임 수단은 제 1 및 제 2 클램프 편(2a, 2a')을 조여서, 사이의 진공 인터럽터(1)의 가동 부(1a)를 끼워 지지하기 위한 수단으로서, 바람직하게 상기 클램프 조임 수단은 클램프 조임 수단 삽입 구 부(2d)에 각각 삽입될 수 있는 크기의 보울트(B0LT)와 너트(NUT)로 구성될 수 있고, 도시는 생략하였다. 각각의 제 1 및 제 2 클램프 편(2a, 2a')에는 히트 싱크(3)를 고정하기 위한 고정 나사가 삽입될 수 있도록 허용하는 히트 싱크 고정나사 구멍 부(2e)가 좌우 측에 각각 하나씩 암나사 구멍으로 태핑(TAPPING) 공정에 의해 마련될 수 있다. 상기 히트 싱크 고정나사 구멍 부(2e)에 삽입되는 고정 나사는 일반적으로 스크류 드라이버 삽입 홈을 가진 머리 부와 나선이 형성되고 아래로 갈수록 뾰족하게 형성되는 하부를 가진 머리 나사가 이용될 수 있으며, 도시는 생략하였다.

한편, 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리 중 히트 싱크에 대한 사시 도인 도 4와 도 1을 참조하여 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리 중 히트 싱크의 상세 구성 및 히트 싱크의 설치 구성에 대해서 설명한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 히트 싱크(3)는, 사이에 주위 공기의 대류 통로를 형성하도록, 수직방향으로 연장하게 형성되고 서로 미리 결정된 간격을 띄어 배치되는 다수의 냉각 핀(3a)들을 구비한다. 또한 히트 싱크(3)는, 도 1에 도시된 바와 같이 냉각 핀(3a)들이 수직방향으로 연장하는 자세를 가지게 하여 이들 냉각 핀(3a)들 사이로 공기의 대류 통로가 다수 형성되게 설치된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 히트 싱크(3)는, 클램프(2)의 상부 평면 부(2f)에 고정설치하기 위해서 마련되는 한 쌍의 고정나사 구멍 부(3b)를 각각 좌우 측 부에 구비한다.

한편, 도 5는 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리 중 클램프와 가요성 션트의 조립체에 대한 사시 도이다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리 중 클램프와 가요성 션트의 조립(접속)은 다음과 같이 이루어 진다.

먼저, 클램프(2)의 제 1 및 제 2 클램프 편(2a, 2a')의 하부에 상하 높이가 짧고 수평길이가 길게 형성되는 슬릿 부(도 3의 부호 2b, 2b' 참조)에 가요성 션트(4)의 상단 부를 삽입한다. 다음, 슬릿 부(도 3의 부호 2b, 2b' 참조)와 가요성 션트(4)의 상단 부를 용접하여 접속함으로써 클램프(2)와 가요성 션트(4)의 조립(접속)을 완료한다. 도 5에 있어서, 각각의 가요성 션트(4)의 하단부에는 상기에서 미 설명한 고정나사 삽입 구 부(4a)가 4 개가 수평방향으로 미리 결정된 간격 띄어서 마련되며, 이러한 고정나사 삽입 구 부(4a)는 가요성 션트(4)를 도 1에 도시한 단자 블록(5)에 접속하기 위한 미 도시한 보울트 및 너트에 있어서 보울트의 삽입 구 부이다.

상기 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리의 조립방법을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 2 및 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이, 진공 인터럽터(1)의 하부로 연장한 가동 부(1a)를 한 쌍의 제 1 및 제 2 클램프 편(2a, 2a') 사이, 더욱 구체적으로는 한 쌍의 가동 부 협지 홈 부(2c, 2c') 사이에 끼운다.

다음, 미 도시한 보울트 및 너트의 조임 수단을 클램프 조입 수단 삽입 구 부(2d)에 삽입하고 나사 체결함으로써 진공 인터럽터(1)의 하부로 연장한 가동 부(1a)를 한 쌍의 제 1 및 제 2 클램프 편(2a, 2a') 사이에 끼워 서로 접촉되게 지지한다. 따라서 가동 부(1a)로부터 제 1 및 제 2 클램프 편(2a, 2a')으로의 통전 가능 상태가 된다.

다음, 각각의 제 1 및 제 2 클램프 편(2a, 2a')의 상부 평면 부(2f)에 각각의 히트 싱크(3)를 그의 냉각 핀(3a)들이 수직방향의 자세를 가지게 하여 놓고, 히트 싱크(3)의 고정나사 구멍 부(3a)와 클램프(2)의 히트 싱크 고정나사 구멍 부에 고정나사를 삽입하여 체결함으로써 클램프(2)와 히트 싱크(3) 간의 조립을 완료한다.

다음, 클램프(2)의 제 1 및 제 2 클램프 편(2a, 2a')의 하부에 마련된 슬릿 부(도 3의 부호 2b, 2b' 참조)에 가요성 션트(4)의 상단 부를 삽입하고, 슬릿 부(도 3의 부호 2b, 2b' 참조)와 가요성 션트(4)의 상단 부를 용접하여 접속함으로써 클램프(2)와 가요성 션트(4)의 조립(접속)을 완료한다.

다음, 가요성 션트(4)의 하단 부에 형성된 고정나사 삽입 구 부(4a)를 상응하게 단자 블록(5)의 양 측면에 형성된 나사 삽입 구 부(미 도시)에 서로 연통하도록 정렬한 상태에서 미 도시의 보울트 및 너트로 체결하여 가요성 션트(4)와 단자 블록(5)의 조립(접속)을 완료함으로써 최종 조립이 완성된다. 여기서, 단자 블록(5)과 접촉자 부(6)는 미리 조립하여 준비한다.

상기와 같이 구성되고 조립되는 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리의 동작을 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한다.

진공 인터럽터(1)의 상기 고정 접점으로부터 유입되어 접촉자 부(6)를 통해 상기 미 도시의 크래들(CRADLE)의 단자 부를 통해 부하 측으로 유출되는 회로 상의 통전 전류는 도 1에 있어서 진공 인터럽터(1)로부터 가동 부(1a)를 거쳐 클램프(2)와 가요성 션트(4)를 통해 단자 블록(5)와 접촉자 부(6)를 통해 미 도시한 크래들의 상기 단자 부로 흐른다.

이때 가동 부(1a)와, 가동 부(1a)를 사이에 끼워 지지하고 접촉하고 있는 클램프(2) 사이에서 발생하는 열은 클램프(2)에 고정 설치된 히트 싱크(3)에 의해서 클램프(2)의 표 면적이 대폭 증대됨으로써 효과적으로 냉각될 수 있다.

또한 히트 싱크(3)는 주위 공기의 대류를 위해서 냉각 핀(3a)들이 도 1 및 도 4에 도시된 바와 같이 수직방향으로 위치하여, 냉각 핀(3a)들 사이로 주위공기가 대류할 수 있는 통로가 제공되므로 클램프(2)에 대한 냉각 효과가 더욱 향상될 수 있다.

또한 클램프(2)와 가요성 션트(4) 간의 접속 부는 클램프(2)의 하단부에 수 평방향으로 형성한 슬릿 부(2b)에 가요성 션트(4)의 단 부를 끼우고 용접에 의해 접속되므로, 클램프(2) 중 가요성 션트(4)와의 접속을 위한 부분이 최소화되고 상부의 히트 싱크의 접속을 위한 면적이 충분히 확보될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리의 전체적 구성을 보여주는 사시도 이고,

도 2는 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리의 전체적 구성을 보여주는 측면도이며,

도 3은 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리 중 클램프에 대한 사시 도이고,

도 4는 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리 중 히트 싱크에 대한 사시 도이며,

도 5는 본 발명에 따른 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리 중 클램프와 가요성 션트의 조립체에 대한 사시 도이다.

*도면의 주요부에 대한 부호의 설명

1: 진공 인터럽터 1a: 가동 부

2: 클램프

2a, 2a': 제 1 및 제 2 클램프 편

2b,2b': 션트 접속 홈 부 2c,2c': 가동부 협지 홈 부

2d: 클램프 조임 수단 삽입 구 부 2e: 히트 싱크 고정나사 구멍 부

2f: 상부 평면 부

3: 히트 싱크 3a: 냉각 핀

3b: 고정나사 구멍 부

4: 가요성 션트 4a: 고정나사 삽입 구 부

5: 단자 블록 6: 접촉자 부

Claims

진공 인터럽터(VACUUM INTERRUPTER)에 전기적으로 접속되는 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리에 있어서,

상기 진공 인터럽터의 가동 부에 전기적으로 접속되고, 한 쌍의 도체로 형성되어 상기 가동 부를 사이에 끼워 지지하는 클램프;

상기 클램프의 표면적을 증가시키도록 상기 클램프에 고정 설치되는 히트 싱크;

상기 클램프에 전기적 및 기계적으로 접속되는 일 단부를 가지며, 상기 가동 부의 이동을 허용하도록 구부러지는 도체로 형성되는 가요성 션트(FLEXIBLE SHUNT);

상기 가요성 션트의 타 단 부에 전기적 및 기계적으로 접속되며, 전기적 도체로 된 단자 블록(TERMINAL BLOCK);

상기 단자 블록에 전기적으로 접속되며, 다수의 클립형(CLIP TYPE) 접촉자를 구비하는 접촉자 부를 포함하여 구성되고,

가요성 션트와의 접속부 면적을 최소화하여 상기 히트 싱크의 설치 공간이 마련되도록 하기 위해서, 상기 클램프는 용접에 의해서 접속되는 상기 가요성 션트의 단부를 끼워 넣을 수 있는 수평형상의 슬릿(SLIT) 부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리.
삭제
제1항에 있어서,

상기 클램프는 한 쌍의 클램프 편으로 구성되고,

상기 클램프 편은 각각,

상기 히트 싱크를 장착하기 위한 상부 평면 부와,

용접에 의해 접속되는 상기 가요성 션트의 단부를 끼워 넣기 위한 하부의 상기 슬릿 부를 구비하는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리.
제1항에 있어서,

상기 히트 싱크는,

사이에 주위 공기의 대류 통로를 형성하도록, 수직방향으로 연장하게 형성되고 서로 미리 결정된 간격을 띄어 배치되는 다수의 냉각 핀들을 구비하는 것을 특징으로 하는 진공차단기의 주회로 단자 어셈블리.