KR101010090B1 - 가스 압과 자기력을 함께 이용한 트립 장치를 갖는 배선용 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배선용 차단기에 있어서 트립기구에 포함되는 마그네틱 코어의 자기 흡인력과 상기 배기구로부터 배출되는 아크 가스의 가스압의 합력을 이용하여 회로상 이상전류 발생시 회로 차단 성능을 극대화한 배선용 차단기를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따른 배선용 차단기는, 극 별로 마련되어 내부에 가동접촉자와 고정접촉자를 구비하고 아크 가스의 배기구를 갖는 단극 차단 유닛(UNIT); 상기 단극 차단 유닛의 가동접촉자를 고정접촉자에 접촉하는 폐로 위치와 고정접촉자로부터 분리되는 개로 위치로 개폐 구동하는 구동력을 제공하는 개폐기구; 회로 상 이상전류 발생시 자기 흡인력을 발생시키는 마그네틱 코어(MAGNETIC CORE); 및 아크 가스 압과 자기 흡인력에 의해 구동되어 상기 개폐기구를 개로 위치로 트리거하는 트립기구를 포함하여 구성된다.

배선용 차단기, 가스압 트립 장치

Description

가스 압과 자기력을 함께 이용한 트립 장치를 갖는 배선용 차단기{MOLD CASED CIRCUIT BREAKER HAVING TRIP MECHANISM USING GAS PRESSURE AND MAGNETIC FORCE}

본 발명은 배선용 차단기에 관한 것으로서, 특히 전통적인 트립 기구(TRIP MECHANISM)에 포함되는 마그네틱 코어(MAGNETIC CORE)의 자기(磁氣) 흡인력과, 이상전류 차단시 가동접점과 고정접점 사이에서 발생하는 아크(ARC)에 의해 주변 공기가 가열되어 만들어지는 고온 고압을 가진 아크 가스에 의한 단극 차단 유닛 내부의 가스 압력을 함께 이용하여, 이상전류에 대한 아크 소호(ARC EXTINGUISHING) 및 차단 성능을 극대화한 트립 장치를 갖는 배선용 차단기에 관한 것이다.

배선용 차단기는 수백 볼트(VOLT) 이하의 비교적 저 전압의 전원 회로를 조작 핸들을 사용하여 수동으로 개폐하거나 단락전류와 같은 사고전류 발생시 상기 트립 기구를 사용하여 이를 감지하고 자동으로 회로를 차단하여 부하 기기와 회로 를 보호하는 전기기기이다. 이러한 배선용 차단기는, 통상적으로 크게 구분하여 전원 측 및 부하 측에 전기적으로 접속되는 단자 부를 갖는 고정접촉자와 상기 고정접촉자에 접촉하여 회로를 통전할 수 있는 상태로 만들어주는 폐로 위치와 상기 고 정접촉자로부터 분리되어 회로를 차단하는 개방위치로 회동가능한 가동접촉자로 이루어지는 접점부와, 회로 상 이상전류 발생을 감시하고 이상전류 발생시 트립(자동 회로 차단) 동작을 트리거(TRIGGER)하는 상기 트립 기구와, 상기 트립 기구의 트리거에 의해 트립 위치로 동작하여 상기 가동접촉자를 개방위치로 구동하는 구동력을 제공하는 개폐기구(SWITCHING MECHANISM)와, 상기 트립 기구와 상기 개폐기구를 내부에 수용하고 상부가 개방된 하부 케이스(LOWER CASE) 및 개방된 하부 케이스를 덮는 상부 커버(UPPER COVER)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 개폐기구는 대표적으로 상기 가동접촉자의 폐로 위치에서 가동접촉자의 개방 위치 회동을 위한 구동력을 제공하기 위한 탄성 에너지를 축세(蓄勢) 하는 트립 스프링과, 트립 스프링의 탄성 에너지 축세 상태를 유지시키는 구속위치와 트립 스프링이 축세한 탄성 에너지를 방세(放勢)하는 해방위치를 가진 래치(LATCH)와, 상기 래치를 구속하는 위치와 상기 래치를 해방하는 위치로 회동가능한 래치 홀더(LATCH HOLDER) 등의 기구부들로 구성되며, 잘 알려진 기술이므로 상세한 도시와 설명은 생략하기로 한다.

상기 트립 기구는 대표적으로, 상기 고정접촉자에 전기적으로 접속되어 회로 상 통전하는 전류가 미리 결정된 정상 전류를 초과하는 이상전류인 경우 즉, 회로 상 단락전류와 같은 큰 사고전류가 통전하는 경우, 자화되어 자기력, 다시 말해 자기 흡인력(MAGNETIC FORCE)을 발생시키는 마그네틱 코어(MAGNETIC CORE)와, 상기 마그네틱 코어로부터의 흡인력에 의해 회전하는 아마추어(ARMATURE), 상기 아마추어에 의해 구동되어 상기 래치 홀더를 가압 회전시키는 트립 바 등을 포함하여 구성된다. 상기 트립 기구는 상기 개폐기구의 래치 홀더를 가압하여 상기 래치를 해 방시킴으로써, 개폐기구에 포함된 트립 스프링이 축세된 탄성 에너지를 방세하여 가동접촉자를 고정접촉자로부터 분리되는 트립 위치로 동작하도록 격발시키게 즉, 트리거(TRIGGER) 하게 작용한다.

그러나 이러한 마그네틱 코어의 자기력을 이용하는 종래기술에 따른 트립 기구는 마그네틱 코어, 아마추어, 트립 바 등의 다단 동력전달에 의해 동작하는 구조이므로, 이상전류의 검출에서부터 개폐기구가 트립 동작을 실행하는 데까지 소요되는 시간이 순간적으로 회로를 차단해야하는 배선용 차단기에 요구되는 성능 특성상 무시 못할 정도로 길게 소요되는 문제점이 있었다.

또한 트립 기구는 다른 종래기술로서 회로 상 단락전류와 같은 사고전류의 통전 시 가동접촉자의 접점과 고정접촉자의 접점 사이에 발생하는 전자반발력(electromagnetic repulsive force)에 의해 가동접촉자가 스스로 고정접촉자에 접촉한 위치에서 분리하는 위치로 회전하는 한류 동작시, 가동접촉자의 접점과 고정접촉자의 접점 사이에 발생하는 아크(ARC)에 의해 주위 공기가 고온 고압으로 가열되는 아크 가스의 가스 압을 이용하여 상기 개폐기구를 트립 위치로 트리거하는 가스 압 트립 기구가 제시되었다.

이러한 가스 압 트립 기구는 아크 가스의 배기구에 연통하게 설치하는 가스압 유로(PASSAGE)를 트립 바에 연결하여 트립 바를 회전구동시킴으로써 개폐기구를 트립 위치로 트리거하는 구성, 또는 아크 가스에 의해 상승하여 트립 바를 회전구동하는 슈터(SHOOTER)를 설치하는 구성 등 다양한 구성이 본원발명의 출원인 또는 다른 출원인에 의해서 제시된 바 있다.

가스 압을 이용하는 종래기술에 따른 트립 기구는 한류 동작시 발생하는 아크 가스 압을 이용하므로 마그네틱 코어의 자기력을 이용하는 전자기 방식의 구성보다는 개폐기구를 트립 동작하게 트리거하는 데 까지 소요되는 시간을 단축할 수 있는 효과가 있지만, 가스 압 유로, 밸브(VALVE) 등의 기구 또는 슈터와 슈터의 수직이동을 안내하는 안내기구의 설치 등을 별도로 필요로 함으로써, 장치를 적용하는 데 있어서 상당한 배선용 차단기의 원가상승을 유발하는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 개폐기구가 트립 동작을 실행하도록 트리거하는 데 소요되는 시간을 단축시킬 수 있고 저렴한 소요비용으로서 제품화할 수 있는 가스 압과 자기력을 함께 이용한 트립 장치를 갖는 배선용 차단기를 제고하는 것을 목적으로 한다.

상기 본 발명의 목적은, 배선용 차단기에 있어서,

극 별로 마련되어 내부에 가동접촉자와 고정접촉자를 구비하고 아크 가스의 배기구를 갖는 단극 차단 유닛(UNIT);

상기 단극 차단 유닛의 가동접촉자를 고정접촉자에 접촉하는 폐로 위치와 고정접촉자로부터 분리되는 개로 위치로 개폐 구동하는 구동력을 제공하는 개폐기구;

회로 상 이상전류 발생시 자기 흡인력을 발생시키는 마그네틱 코어(MAGNETIC CORE); 및

아크 가스 압과 자기 흡인력에 의해 구동되어 상기 개폐기구를 개로 위치로 트리거하는 트립기구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 배선용 차단기를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 발명에 따른 배선용 차단기는, 극 별로 마련되어 내부에 가동접촉자와 고정접촉자를 구비하고 아크 가스의 배기구를 갖는 단극 차단 유닛(UNIT); 상기 단극 차단 유닛의 가동접촉자를 고정접촉자에 접촉하는 폐로 위치와 고정접촉자로부터 분리되는 개로 위치로 개폐 구동하는 구동력을 제공하는 개폐기구; 회로 상 이상전류 발생시 자기 흡인력을 발생시키는 마그네틱 코어(MAGNETIC CORE); 및 아크 가스 압과 자기 흡인력에 의해 구동되어 상기 개폐기구를 개로 위치로 트리거하는 트립기구를 포함하여 구성되어, 마그네틱 코어의 자기 흡인력과 가스압을 동시에 이용하므로 개폐기구를 트립 동작하도록 트리거하는 동작이 더욱 신속해질 수 있고, 결과적으로 배선용 차단기의 차단 성능과 신뢰성이 극대화될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서, 상기 아마추어는,

상기 마그네틱 코어를 마주 보게 위치하는 몸체 부와, 상기 단극 차단 유닛의 하부 배기구를 마주보는 위치로 상기 몸체 부로부터 연장하는 하부 연장 부를 가진 로드(ROD)로 구성되므로, 본 발명을 구성함에 있어서 기존에 존재하는 아마추어의 하부를 하부 배기구를 마주보는 위치로 연장형성하는 간단한 구성으로서, 마그네틱 코어의 자기 흡인력과 가스압을 동시에 이용한 트립 기구가 제공되므로, 별도의 전용 기구의 추가 구성과 큰 구조 변경이 불필요하여 제작이 간단하고, 따라서 발명의 적용이 간편하며 제작원가도 최소화될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서, 상기 아마추어에 상기 마그네틱 코어로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 부과하는 스프링을 추가로 포함하므로, 회로 상 정상 전류가 흐르고 있을 때는 자동으로 개폐기구를 트립 동작하도록트리거하는 동작이 중단되는 간편한 효과를 얻을 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 배선용 차단기의 개폐기구 트립 동작을 위한 트리거(TRIGGER) 방법은, 극 별로 마련되어 내부에 가동접촉자와 고정접촉자를 구비하고 아크 가스의 배기구를 갖는 단극 차단 유닛(UNIT)과, 상기 단극 차단 유닛의 가동접촉자를 고정접촉자에 접촉하는 폐로 위치와 고정접촉자로부터 분리되는 개로 위치로 개폐 구동하는 구동력을 제공하는 개폐기구와, 회로 상 이상전류 발생시 자기 흡인력을 발생시키는 마그네틱 코어(MAGNETIC CORE)와, 상기 단극 차단 유닛의 배기구에 인접한 위치에서 마주보며 상기 마그네틱 코어를 마주보게 설치되고, 회로 상 이상전류 발생시 상기 마그네틱 코어의 자기 흡인력과 상기 배기구로부터 배출되는 아크 가스의 가스 압에 의해서 회전가능한 아마추어(ARMATURE)와, 상기 아마추어의 회전궤적 내에 설치되어 상기 아마추어의 회전시 가압되어 회전가능한 크로스 바(CROSS BAR)와, 상기 크로스 바에 구속되는 위치와 상기 크로스 바의 회전 시 해방되어 회전하는 위치를 가지며 회전 가능한 트립 슈터(TRIP SHOOTER) 및 상기 트립 슈터의 회전 궤적 내에 설치되어, 상기 트립 슈터의 가격에 의해 회전하여 상기 개폐기구를 개로 위치로 구동하도록 트리거(TRIGGER) 하는 트립 바(TRIP BAR)를 포함하는 배선용 차단기에 있어서, 상기 배선용 차단기의 개폐기구 트립 동작을 위한 트리거(TRIGGER) 방법에 있어서,

상기 마그네틱 코어의 자기 흡인력과 상기 배기구로부터 배출되는 아크 가스의 가스압을 함께 이용하여, 상기 개폐기구를 상기 고정접촉자로부터 분리되는 개로 위치로 트립 동작하게 트리거하는 단계를 포함하므로, 개폐기구의 트립 동작을 위한 트리거 동작이 매우 신속하고 신뢰성 있게 수행될 수 있는 효과를 얻을 수 있 다.

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

도 1은 본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서 요부를 구성하는 단극 차단 유닛과, 개폐기구 및 트립 기구의 구성을 보여주는 단면도로서, 특히 온(ON) 상태에서 본 발명에 따른 배선용 차단기의 요부에 대한 단면 도이고, 도 2는 본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서 요부를 구성하는 단극 차단 유닛과, 개폐기구 및 트립 기구의 구성을 보여주는 단면도로서, 특히 트립(TRIP) 상태에서 본 발명에 따른 배선용 차단기의 요부에 대한 단면 도이며, 도 3은 본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서 요부를 구성하는 단극 차단 유닛에 있어서, 단극 차단 유닛이 온 상태이고 회로 상 정상전류 통전 상태를 보여주는 단극 차단 유닛의 단면 도이고, 도 4는 본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서 요부를 구성하는 단극 차단 유닛에 있어서, 회로 상 정상전류 통전 상태에서 단극 차단 유닛이 오프(차단 동작한)된 상태를 보여주는 단극 차단 유닛의 단면 도이며, 도 5는 본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서 요부를 구성하는 단극 차단 유닛에 있어서, 회로 상 이상전류 통전 상태에서 단극 차단 유닛이 한류 동작 중 아크가 발생한 상태를 보여주는 단극 차단 유닛의 단면 도이고, 도 6은 본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서 요부를 구성하는 단극 차단 유닛에 있어서, 회로 상 이상전류 통전 상태에서 단극 차단 유닛이 한류 동작 중 아크가 발생하고 아크 가스가 배기되는 상태를 보여주는 단극 차단 유닛의 단면 도이다.

도 1을 참조할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 배선용 차단기는 크게 구분하여 단극 차단 유닛(single pole breaking unit)(10)과, 트립 기구(21, 22, 23, 24, 25) 및 개폐기구(20)를 포함하여 구성된다.

단극 차단 유닛(10)은 극 별 즉, R, S, T의 교류 3극(일명 3상)별로 마련되는 일종의 교류 극 별 개폐 접점부로서, 극(상)간의 전기적 절연을 위해서 외부가 전기적 절연 성능이 우수한 인조 수지의 외함으로 구성된다. 이러한 단극 차단 유닛(10)의 외함 내부에는 교류 극 별 개폐 접점부로서 가동접촉자(2)와 고정접촉자(1a, 1b)를 구비한다. 회로 상 단락전류와 같은 이상전류가 흐를 때 그에 따른 한류 동작 또는 트립 동작 시 가동접촉자(2)와 고정접촉자(1a, 1b)의 접점 사이에서 발생하는 아크를 소호하기 위해서, 상기 단극 차단 유닛(10) 내에는 한 쌍의 소호 기구(5a, 5b)가 마련된다. 또한, 아크의 주변 공기가 고온 고압으로 가열되어 형성되는 아크 가스를 배기하기 위해서, 단극 차단 유닛(10)의 외함의 상부와 하부 2 개소에, 특히 상기 소호 기구(5a, 5b)와 인접한 위치에, 상부 배기구(6a)와 하부 배기구(6b)가 각각 마련된다. 단극 차단 유닛(10) 내의 가동접촉자(2)는 샤프트(3)에 의해 종속적으로 또는 독립적으로 회전가능하게 지지 된다. 여기서, 가동접촉자(2)의 종속적 회전은 샤프트(3)가 회전하여 샤프트(3)에 의해 지지되는 가동접촉자(2)도 같은 방향으로 회전하는 것을 의미한다. 가동접촉자(2)의 독립적 회전은, 회로 상 단락전류와 같은 이상전류가 흐를 때 가동접촉자(2)와 고정접촉자(1a, 1b) 사이의 전자반발력(electromagnetic repulsive force)에 의해 가동접촉자(2)가 고정접촉자(1a, 1b)로부터 분리되게 회전하는 한류 동작시, 샤프트(3)는 부동 상태에서 가동접촉자(2)만 회전하는 것을 의미한다. 하나의 배선용 차단기 내에 포함되는 예컨대 3개의 극 별 단극 차단 유닛(10)을 동시에 회로 개방(circuit opening) 또는 회로 폐로(circuit closing)의 위치로 동기 구동하기 위해서, 극 별 단극 차단 유닛(10)의 샤프트(3)를 관통하게 연장하도록 한 쌍의 샤프트 구동 핀(shaft drive pins)(4a, 4b)가 마련된다.

개폐기구(20)는 단극 차단 유닛(10)의 가동접촉자(2)를 고정접촉자(1a, 1b)에 접촉하는 폐로 위치와 고정접촉자(1a, 1b)로부터 분리되는 개로 위치로 개폐 구동하는 구동력을 제공한다. 이러한 개폐기구(20)는 트립 동작시 구동력을 제공하는 트립 스프링과, 트립 스프링의 구동력을 상기 단극 차단 유닛(10)의 샤프트(3)를 관통하는 한 쌍의 샤프트 구동 핀(4a, 4b) 중 어느 하나에 전달하는 상부 링크(upper link) 및 하부 링크(lower link), 리셋(reset) 위치 다시 말해 오프(off) 위치에서 상기 트립 스프링이 탄성 에너지를 축세한 상태를 유지하도록 구속하기 위한 래치(latch) 및 래치를 구속 또는 해방하는 위치로 회동가능한 래치 홀더(26)를 포함하여 구성된다. 개폐기구(20)는 본 발명 당시에 잘 알려진 공지의 기술을 이용하는 것으로 간주하며, 개폐기구(20)의 상세 구성의 설명과 도시 및 동작의 상세설명은 생략하기로 한다.

트립 기구(21, 22, 23, 24, 25)는 마그네틱 코어(magnetic core)(21)와, 아마추어(armature)(22), 크로스 바(cross bar)(23), 트립 슈터(trip shooter)(24) 및 트립 바(trip bar)(25)를 포함하여 구성된다.

마그네틱 코어(21)는 전기적으로 한 쌍의 고정접촉자(1a, 1b) 중 어느 하나에 전기적으로 접속되어 회로 상 단락전류 발생시 자기 흡인력을 발생시킨다. 다시 말해, 마그네틱 코어(21)는 전기적으로 한 쌍의 고정접촉자(1a, 1b) 중 어느 하나에 접속되는 코일(coil)로 구성될 수 있는 일종의 전자석이다.

아마추어(22), 특히 하단 측은 단극 차단 유닛(10)의 배기구{실시 예상 더욱 상세히 하부 배기구(6b)}에 인접하게 설치되고 상부는 마그네틱 코어(21)를 마주보게 설치된다. 이러한 아마추어(22)는 배선용 차단기가 접속되는 회로 상 단락전류 발생시 마그네틱 코어(21)의 자기 흡인력과 상기 배기구{실시 예상 더욱 상세히 하부 배기구(6b)}로부터 배출되는 아크 가스의 가스압에 의해서 회전가능하다. 더욱 상세히, 아마추어(22)는 마그네틱 코어(21)를 마주 보게 위치하는 몸체 부(22a)와, 상기 단극 차단 유닛의 하부 배기구를 마주보는 위치로 상기 몸체 부로부터 연장하는 하부 연장 부(22b)를 가진 로드(ROD)로 구성된다. 아마추어(22)는 몸체 부(22a)의 하부가 회전축(부호 미부여)에 접속되어 회전가능하게 지지 된다.

아마추어(22)에 마그네틱 코어(21)로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 부과하는 스프링(도 2의 부호 27 참조)이 추가로 설치된다. 이러한 스프링(27)은 바람직하게 비틀림 스프링으로 구성될 수 있다.

크로스 바(23)는 아마추어(22)의 회전궤적 내에 설치되어 아마추어(22)의 회전시 아마추어(22)에 의해 가압되어 회전가능하다. 크로스 바(23)는 중앙의 회전축 부와, 상기 회전축 부로부터 상방 및 일 측방으로 연장하여 트립 슈터(24)를 구속 하거나 구속 해방하는 위치로 회동가능한 구속 작용 부(23a)와, 상기 회전축 부로부터 하방으로 연장하여 아마추어(22)로부터 회동을 위한 구동력으로서 압력을 받을 수 있는 하부 연장 부를 가진 소자이다.

트립 슈터(24)는 크로스 바(23)에 구속되는 위치와 크로스 바(23)의 회전 시 해방되어 회전하는 위치를 가지며 회전 가능한 소자이다. 크로스 바(23)의 구속 해방 시, 트립 슈터(24)를 일 방향(도면상 반 시계방향)으로 회전하도록 탄성력을 부과하는 스프링(28)이 트립 슈터(24)의 하부 회전 축 부상에 설치될 수 있다. 스프링(28)은 바람직하게 비틀립 스프링으로 구성될 수 있고, 스프링(28)의 일 단 부는 트립 슈터(24)에 탄성력을 부과하게 접촉하고 타 단 부는 고정 접촉자(1b)의 단자 부에 지지되게 설치될 수 있다.

트립 바(25)는 트립 슈터(24)의 회전 궤적 내에 설치되어, 트립 슈터(24)의 가격에 의해 회전하여 개폐기구(20)를 개로 위치, 즉 트립 위치로 구동하도록 트리거(TRIGGER) 한다. 여기서, 트리거라는 용어를 사용하는 이유는 트립 바(25)가 회전하면서 개폐기구(20)에 포함되는 래치 홀더(26)를 구속하는 위치에서 해방할 뿐이고, 실질적으로 개폐기구(20)가 트립 동작을 하는 구동력은 트립 스프링에 저장된 탄성 에너지로부터 얻기 때문이다. 즉, 래치 홀더(26)가 회전하여 래치를 해방했을 때, 트립 스프링에 저장된 탄성 에너지로 샤프트(3)를 회전시켜 가동접촉자(2)를 고정접촉자(1a, 1b)로부터 분리시키는 것이다. 따라서, 트립 바(25)를 포함한 트립 기구는 개폐기구(20)가 트립 동작을 하도록 트리거(격발)하는 역할을 수행하며, 이에 트리거라는 용어를 사용하였다.

이상과 같이 구성되는 가스 압과 자기력을 함께 이용한 트립 장치를 갖는 본 발명에 따른 배선용 차단기의 동작, 트립 기구의 동작을 도 3 내지 도 6과 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한다.

본 발명에 따른 배선용 차단기의 양 고정 접촉자(1a, 1b)로부터 외부 측으로 노출되게 접속 또는 연장형성되는 양 단자 부에 전원 측 전선과 부하 측 전선을 접속하여 회로를 구성한다.

이러한 회로 구성상태에서, 도 3에 도시된 바와 같이 고정 접촉자(1a, 1b)에 가동 접촉자(2)가 접촉하면, 회로 상 전류가 흐르는 상태 일명 온(on) 상태가 된다.

회로 상 전류를 흘리지 않은 상태 또는 회로 상 정상 전류가 흐르는 상태에서 도 1에서 부호 미지정한 핸들을 조작하여 가동 접촉자(2)를 고정 접촉자(1a, 1b)로부터 분리하면 도 4와 같이 고정 접촉자(1a, 1b)로부터 가동 접촉자(2)가 분리되고 서로 간에 아크의 발생이 없거나 미소한 정도만 발생된다.

그러나, 회로 상 단락전류와 같은 이상전류가 발생하면, 마그네틱 코어(21)의 이상전류에 의한 자기력이 아마추어(22)를 끌어당길 수 있는 정도로 강력해진다. 또한 이때 단극 차단 유닛(10) 내의 가동 접촉자(2)와 고정 접촉자(1a, 1b) 사이에는 큰 이상전류에 의한 전자반발력이 발생하여 가동 접촉자(2)가 고정 접촉자(1a, 1b)로부터 자동적으로 분리되는 한류 동작이 일어난다. 이러한 한류 동작시 가동 접촉자(2)와 고정 접촉자(1a, 1b) 사이에는 도 5에 도시된 바와 같이 아크(A)가 발생하며, 주변 공기를 고온 고압으로 가열하여 아크가스를 형성하며 단극 차단 유닛(10)의 가스 압력이 높아진다. 이러한 고온 고압의 아크 가스는 상부 배기구(6a) 및 하부 배기구(6b)를 통해 배출된다(도 6의 화살표 참조).

본 발명에 따른 배선용 차단기는 도 1 및 도 2를 참조할 수 있는 바와 같이,상부가 마그네틱 코어(21)와 마주보게 위치하고 하부가 하부 배기구(6b)에 인접한 위치에서 마주보게 설치되는 아마추어(22)를 가지므로, 아마추어(22)에 아크 가스의 가스 압과 마그네틱 코어(21)로부터의 자기 흡인력이 함께 부과되어, 아마추어(22)가 신속하고 신뢰성 있게 도면상 반 시계방향으로 회전한다.

반 시계방향으로 회전하는 아마추어(22)의 상 단 부는 마주 보게 설치된 크로스 바(23)의 하부 연장 부를 가압하여 크로스 바(23)를 시계방향으로 회전시킨다.

그러면, 크로스 바(23)에 의해 구속되어있던 트립 슈터(24)가 스프링(28)의 탄성력에 의해 반 시계방향으로 회전하면서 마주 보게 설치된 트립 바(25)를 밀어 시계 방향으로 회전시킨다.

따라서, 시계방향으로 회전하는 트립 바(25)에 의해 구속되었던 래치 홀더(26)가 미 도시의 스프링에 의해 회전하면서 개폐기구(20)에 포함되는 래치(부호 미부여)를 해방하고 그에 따라 트립 스프링(부호 미부여)이 탄성 에너지를 방세함에 따라 상부 및 하부 링크가 접히면서 하부 링크에 샤프트 구동 핀(4a, 4b 중 어느 하나)이 접속된 샤프트(3)이 도 6에 도시된 바와 같이 반시계방향(도 2에서는 시계방향)으로 회전하여 가동 접촉자(2)가 고정 접촉자(1a, 1b)로부터 분리되는 트립 동작이 이루어진다.

본 발명에 따른 배선용 차단기의 개폐기구 트립 동작을 위한 트리거(TRIGGER) 방법은, 극 별로 마련되어 내부에 가동접촉자(2)와 고정접촉자(1a, 1b)를 구비하고 아크 가스의 배기구(6b)를 갖는 단극 차단 유닛(UNIT)과, 상기 단극 차단 유닛(10)의 가동접촉자(2)를 고정접촉자(1a, 1b)에 접촉하는 폐로 위치와 고정접촉자(1a, 1b)로부터 분리되는 개로 위치로 개폐 구동하는 구동력을 제공하는 개폐기구(20)와, 회로 상 이상전류 발생시 자기 흡인력을 발생시키는 마그네틱 코어(21)와, 상기 단극 차단 유닛(10)의 배기구(6b)에 인접한 위치에서 마주보며 마그네틱 코어(21)를 마주보게 설치되고, 회로 상 이상전류 발생시 마그네틱 코어(21)의 자기 흡인력과 상기 배기구(6b)로부터 배출되는 아크 가스의 가스 압에 의해서 회전가능한 아마추어(22)와, 아마추어(22)의 회전궤적 내에 설치되어 아마추어(22)의 회전시 가압되어 회전가능한 크로스 바(23)와, 크로스 바(23)에 구속되는 위치와 크로스 바(23)의 회전 시 해방되어 회전하는 위치를 가지며 회전 가능한 트립 슈터(24) 및 트립 슈터(24)의 회전 궤적 내에 설치되어, 트립 슈터(24)의 가격에 의해 회전하여 개폐기구(20)를 개로 위치로 구동하도록 트리거(TRIGGER) 하는 트립 바(25)를 포함하는 배선용 차단기에 이용될 수 있는 트리거방법이다. 본 발명에 따른 배선용 차단기의 개폐기구 트립 동작을 위한 트리거 방법은 상기 마그네틱 코어(21)의 자기 흡인력과 상기 배기구(6b)로부터 배출되는 아크 가스의 가스압을 함께 이용하여, 상기 개폐기구(20)를 고정접촉자(1a, 1b)로부터 분리되는 개로 위치로 트립 동작하게 트리거하는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서 상기 트리거하는 단계는,

회로 상 이상전류 발생시 상기 마그네틱 코어(21)의 자기 흡인력과 상기 배기구(6b)로부터 배출되는 아크 가스의 가스 압에 의해 상기 아마추어(22)를 회전 구동하는 단계와;

회전하는 아마추어(22)에 의해 크로스 바(23)를 밀어 회전시키는 단계와;

크로스 바(23)에 의해 구속되었던 트립 슈터(24)를 해방하여 상기 트립 슈터(24)를 회동시키는 단계; 및

회전하는 트립 슈터(24)의 가격에 의해 트립 바(25)를 회전시켜, 상기 개폐기구(20)가 개로 위치로 동작하도록, 상기 개폐기구(20)에 포함되는 래치 홀더(LATCH HOLDER)(26)를 상기 트립 바(25)에 의해 가압하여 회전시키는 단계를 포함하여 구성될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서 요부를 구성하는 단극 차단 유닛과, 개폐기구 및 트립 기구의 구성을 보여주는 단면도로서, 특히 온(ON) 상태에서 본 발명에 따른 배선용 차단기의 요부에 대한 단면 도이고,

도 2는 본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서 요부를 구성하는 단극 차단 유닛과, 개폐기구 및 트립 기구의 구성을 보여주는 단면도로서, 특히 트립(TRIP) 상태에서 본 발명에 따른 배선용 차단기의 요부에 대한 단면 도이며,

도 3은 본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서 요부를 구성하는 단극 차단 유닛에 있어서, 단극 차단 유닛이 온 상태이고 회로 상 정상전류 통전 상태를 보여주는 단극 차단 유닛의 단면 도이고,

도 4는 본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서 요부를 구성하는 단극 차단 유닛에 있어서, 회로 상 정상전류 통전 상태에서 단극 차단 유닛이 오프(차단 동작한)된 상태를 보여주는 단극 차단 유닛의 단면 도이며,

도 5는 본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서 요부를 구성하는 단극 차단 유닛에 있어서, 회로 상 이상전류 통전 상태에서 단극 차단 유닛이 한류 동작 중 아크가 발생한 상태를 보여주는 단극 차단 유닛의 단면 도이고,

도 6은 본 발명에 따른 배선용 차단기에 있어서 요부를 구성하는 단극 차단 유닛에 있어서, 회로 상 이상전류 통전 상태에서 단극 차단 유닛이 한류 동작 중 아크가 발생하고 아크 가스가 배기되는 상태를 보여주는 단극 차단 유닛의 단면 도이다.

*도면의 주요부에 대한 부호의 설명

1a, 1b: 고정 접촉자 2: 가동접촉자

3: 샤프트(shaft) 4a, 4b: 샤프트 구동 핀(shaft driving

pin)

5a, 5b: 소호 기구(arc extinguishing mechanism)

6a: 상부 배기구 6b: 하부 배기구

10: 단극 차단 유닛(single pole breaking unit)

20: 개폐기구 21: 마그네틱 코어(magnetic core)

22: 아마추어(armature) 23: 크로스 바(cross bar)

23a: 구속 작용 부 24: 트립 슈터(trip shooter)

24a: 구속 접수 부 25: 트립 바(trip bar)

26: 래치 홀더(latch holder)

Claims (8)

1. 배선용 차단기에 있어서,

   극 별로 마련되어 내부에 가동접촉자와 고정접촉자를 구비하고 아크 가스의 배기구를 갖는 단극 차단 유닛(UNIT);

   상기 단극 차단 유닛의 가동접촉자를 고정접촉자에 접촉하는 폐로 위치와 고정접촉자로부터 분리되는 개로 위치로 개폐 구동하는 구동력을 제공하는 개폐기구;

   회로 상 이상전류 발생시 자기 흡인력을 발생시키는 마그네틱 코어(MAGNETIC CORE); 및

   아크 가스 압과 자기 흡인력에 의해 구동되어 상기 개폐기구를 개로 위치로 트리거하는 트립기구를 포함하여 구성되고,

   상기 트립기구는,

   상기 단극 차단 유닛의 배기구에 인접한 위치에서 마주보며 상기 마그네틱 코어를 마주보게 설치되고, 회로 상 이상전류 발생시 상기 마그네틱 코어의 자기 흡인력과 상기 배기구로부터 배출되는 아크 가스의 가스압에 의해서 회전가능한 아마추어(ARMATURE);

   상기 아마추어의 회전궤적 내에 설치되어 상기 아마추어의 회전시 가압되어 회전가능한 크로스 바(CROSS BAR);

   상기 크로스 바에 구속되는 위치와 상기 크로스 바의 회전 시 해방되어 회전하는 위치를 가지며 회전 가능한 트립 슈터(TRIP SHOOTER); 및

   상기 트립 슈터의 회전 궤적 내에 설치되어, 상기 트립 슈터의 가격에 의해 회전하여 상기 개폐기구를 개로 위치로 구동하도록 트리거(TRIGGER) 하는 트립 바(TRIP BAR)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 아마추어는,

   상기 마그네틱 코어를 마주 보게 위치하는 몸체 부와, 상기 단극 차단 유닛의 하부 배기구를 마주보는 위치로 상기 몸체 부로부터 연장하는 하부 연장 부를 가진 로드(ROD)로 구성된 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 아마추어에 상기 마그네틱 코어로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 부과하는 스프링을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
5. 제1항에 있어서,

   상기 트립 슈터에 일 방향으로 회전하도록 탄성력을 부과하는 스프링을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
6. 제5항에 있어서,

   상기 스프링은 일 단 부가 상기 트립 슈터에 접촉하여 탄성 가압하고 타 단 부는 고정접촉자의 단자 부에 지지되는 비틀림 스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
7. 극 별로 마련되어 내부에 가동접촉자와 고정접촉자를 구비하고 아크 가스의 배기구를 갖는 단극 차단 유닛(UNIT)과, 상기 단극 차단 유닛의 가동접촉자를 고정접촉자에 접촉하는 폐로 위치와 고정접촉자로부터 분리되는 개로 위치로 개폐 구동하는 구동력을 제공하는 개폐기구와, 회로 상 이상전류 발생시 자기 흡인력을 발생시키는 마그네틱 코어(MAGNETIC CORE)와, 상기 단극 차단 유닛의 배기구에 인접한 위치에서 마주보며 상기 마그네틱 코어를 마주보게 설치되고, 회로 상 이상전류 발생시 상기 마그네틱 코어의 자기 흡인력과 상기 배기구로부터 배출되는 아크 가스의 가스 압에 의해서 회전가능한 아마추어(ARMATURE)와, 상기 아마추어의 회전궤적 내에 설치되어 상기 아마추어의 회전시 가압되어 회전가능한 크로스 바(CROSS BAR)와, 상기 크로스 바에 구속되는 위치와 상기 크로스 바의 회전 시 해방되어 회전하는 위치를 가지며 회전 가능한 트립 슈터(TRIP SHOOTER) 및 상기 트립 슈터의 회전 궤적 내에 설치되어, 상기 트립 슈터의 가격에 의해 회전하여 상기 개폐기구를 개로 위치로 구동하도록 트리거(TRIGGER) 하는 트립 바(TRIP BAR)를 포함하는 배선용 차단기에 있어서, 상기 배선용 차단기의 개폐기구 트립 동작을 위한 트리거(TRIGGER) 방법에 있어서,

   상기 마그네틱 코어의 자기 흡인력과 상기 배기구로부터 배출되는 아크 가스 의 가스압을 함께 이용하여, 상기 개폐기구를 상기 고정접촉자로부터 분리되는 개로 위치로 트립 동작하게 트리거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 개폐기구 트립 동작을 위한 트리거(TRIGGER) 방법.
8. 제7항에 있어서,

   상기 트리거하는 단계는,

   회로 상 이상전류 발생시 상기 마그네틱 코어의 자기 흡인력과 상기 배기구로부터 배출되는 아크 가스의 가스 압에 의해 상기 아마추어를 회전 구동하는 단계;

   회전하는 상기 아마추어에 의해 상기 크로스 바(CROSS BAR)를 밀어 회전시키는 단계;

   상기 크로스 바에 의해 구속되었던 상기 트립 슈터를 해방하여 상기 트립 슈터를 회동시키는 단계; 및

   회전하는 상기 트립 슈터의 가격에 의해 상기 트립 바를 회전시켜, 상기 개폐기구가 개로 위치로 동작하도록, 상기 개폐기구에 포함되는 래치 홀더(LATCH HOLDER)를 상기 트립 바에 의해 가압하여 회전시키는 단계를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 개폐기구 트립 동작을 위한 트리거(TRIGGER) 방법.

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