KR101015334B1 - Arc extinguishing apparatus for mold cased circuit breaker - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배선용 차단기에 있어서 홀 효과(hall effect)를 이용하여 아크를 신속히 소호기구쪽으로 이동시킬 수 있는 배선용 차단기의 소호 장치를 제공하려는 것으로서, 본 발명에 따라서 접점부에서 발생하는 아크(arc)를 소호하는 아크 소호기구; 환형의 전류 통전 경로를 형성하는 환형 부를 구비하여, 환형의 전류 통전 경로를 형성하는 환형 부를 구비하여, 환형의 전류 경로로 인해 상기 환형 부를 관통하게 형성되는 자기장에 의한 홀 효과(hall effect)에 따라 자기구동력이 상기 아크 소호기구쪽으로 작용되도록 구성된 고정접촉자; 및 상기 고정 접촉자에 접촉하는 위치 또는 상기 고정 접촉자로부터 분리되는 위치로 회전가능한 가동접촉자를 포함하는 배선용 차단기의 아크 소호 장치가 개시된다. An object of the present invention is to provide an arc extinguishing device for a circuit breaker capable of quickly moving an arc toward a extinguishing mechanism by using a hall effect in a circuit breaker. Arc extinguishing mechanisms; An annular portion forming an annular current conduction path, an annular portion forming an annular current conduction path, and according to a hall effect due to a magnetic field formed to penetrate the annular portion due to an annular current path A fixed contactor configured to have a magnetic driving force acting toward the arc extinguishing mechanism; And a movable contactor rotatable to a position in contact with the fixed contactor or to a position separated from the fixed contactor.
배선용 차단기, 소호 장치, 고정접촉자, 환형 부, 홀 효과 Circuit breaker, extinguishing device, fixed contactor, annular part, hall effect
Description
본 발명은 배선용 차단기에 관한 것으로, 특히 아크 소호 성능을 현저히 향상시킬 수 있는 배선용 차단기의 아크 소호 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
배선용 차단기는 전원과 부가간의 회로 상 과전류 또는 단락전류 발생시 이를 검출하여 자동으로 회로를 차단함으로써 회로 및 부하를 보호하는 전기기기이다. 이러한 배선용 차단기는 크게 구분하여, 전원 및 부하 측에 전기적으로 접속하기 위한 단자부와, 가동접촉자를 고정접촉자에 접촉하는 위치 또는 분리되는 위치로 구동하여 회로를 개폐하는 개폐기구부와, 회로상 과전류나 단락전류의 발생을 검출하여 개폐기구부를 회로 개방 위치로 동작하도록 트리거(trigger)하는 트립(trip) 기구부와, 단락전류와 같은 회로상 이상전류의 차단시 가동접촉자와 고정접촉자의 접점간에 발생하는 아크(arc)를 소멸시키는 아크 소호기구를 포함하여 구성된다.A circuit breaker is an electrical device that protects a circuit and a load by detecting an overcurrent or short-circuit current on a circuit between a power supply and an addition, and automatically cutting off the circuit. These circuit breakers are largely divided into terminals for electrically connecting the power supply and the load side, an opening and closing mechanism for opening and closing the circuit by driving the movable contactor to a position where the fixed contactor is in contact with or separated from the circuit, and an overcurrent or short circuit in the circuit. A trip mechanism part for detecting the occurrence of current and triggering the switch mechanism to operate in the open position of the circuit, and an arc generated between the contact of the movable contactor and the fixed contactor when the abnormal current on the circuit such as a short circuit current is interrupted. arc arc mechanism to dissipate arc.
이러한 배선용 차단기에 있어서 정격 전류 대비 십여 배이상으로 큰 단락전류를 신속히 차단하기 위해서는 가동접촉자와 고정접촉자의 접점간에 발생하는 아 크를 보다 신속하고 효과적으로 상기 아크 소호기구로 이동시키는 것이 요구된다.In such a circuit breaker, in order to cut off the short-circuit current larger than a dozen times larger than the rated current, it is required to move the arc generated between the contact of the movable contactor and the fixed contactor to the arc extinguishing mechanism more quickly and effectively.
따라서, 본 발명의 목적은 배선용 차단기에 있어서 아크를 신속하고 효과적으로 아크 소호기구로 이동시킬 수 있는 배선용 차단기의 아크 소호 장치를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide an arc extinguishing device for a circuit breaker capable of quickly and effectively moving an arc to an arc extinguishing mechanism in a circuit breaker.
상기 본 발명의 목적은, 배선용 차단기의 아크 소호 장치에 있어서,An object of the present invention described above is an arc extinguishing device for a circuit breaker.
접점부에서 발생하는 아크(arc)를 소호하는 아크 소호기구;An arc extinguishing mechanism for extinguishing an arc generated at the contact portion;
환형의 전류 통전 경로를 형성하는 환형 부를 구비하여, 환형의 전류 경로로 인해 상기 환형 부를 관통하게 형성되는 자기장에 의한 홀 효과(hall effect)에 따라 자기구동력이 상기 아크 소호기구쪽으로 작용되도록 구성된 고정접촉자 고정접촉자; 및 A fixed contact having an annular portion forming an annular current conduction path, the magnetic contact force acting toward the arc extinguishing mechanism in accordance with a hall effect caused by a magnetic field formed to penetrate the annular portion due to the annular current path. Fixed contactor; And
상기 고정 접촉자에 접촉하는 위치 또는 상기 고정 접촉자로부터 분리되는 위치로 회전가능한 가동접촉자를 포함하는 본 발명에 따른 배선용 차단기의 아크 소호 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다. It can be achieved by providing an arc extinguishing device for a circuit breaker according to the present invention comprising a movable contact rotatable to a position in contact with the stationary contact or to a position separate from the stationary contact.
본 발명에 따른 배선용 차단기의 아크 소호 장치는, 환형의 전류 통전 경로를 형성하는 환형 부를 구비하여, 환형의 전류 경로와 환형 부를 관통하게 형성되는 자기장에 의한 홀 효과(hall effect)에 따라 자기구동력이 상기 아크 소호기구쪽으로 작용하게하는 고정접촉자를 가지므로, 아크를 신속하고 효과적으로 소호기 구쪽으로 이동시켜 신속히 소호함으로써 단락전류와 같은 큰 사고전류에 대해서 배선용 차단기의 순시 차단성능을 대폭 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The arc extinguishing device of the circuit breaker for wiring according to the present invention includes an annular portion forming an annular current conduction path, and the magnetic driving force is increased in accordance with the hall effect caused by the magnetic field formed through the annular current path and the annular portion. Since it has a fixed contactor acting toward the arc extinguishing mechanism, the arc can be quickly and effectively moved to the extinguisher sphere to quickly extinguish the arc, thereby greatly improving the instantaneous breaking performance of the circuit breaker against a large fault current such as a short circuit current. Can be obtained.
본 발명에 따른 배선용 차단기의 아크 소호 장치는, 아크 소호기구에 철재 또는 자성체로 된 다수의 그리드 또는 아크 런너가 포함되어 아크를 흡인할 수 있고, 상기 홀 효과에 의한 자기구동력의 작용방향이 다수의 그리드 또는 아크 런너의 아크 흡인방향과 일치하여, 아크의 이동속도가 더욱 신속해질 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The arc extinguishing device of the circuit breaker for wiring according to the present invention includes a plurality of grids or arc runners made of steel or magnetic material in the arc extinguishing mechanism, which can suck the arc, and the direction of action of the magnetic driving force due to the Hall effect is increased. In accordance with the arc suction direction of the grid or arc runner, an effect that the arc moving speed can be made faster can be obtained.
상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 상세한 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention and the constitution and effects of the present invention to achieve the same will be more clearly understood by the following detailed description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 배선용 차단기의 아크 소호 장치의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 배선용 차단기의 아크 소호 장치에 있어서, 고정접촉자를 통해 흐르는 전류의 방향과 자기장의 방향 및 아크의 이동 방향의 관계를 보여주는 설명도이며, 도 3은 본 발명에 따른 배선용 차단기의 아크 소호 장치에 있어서, 홀 효과에 의한 자기구동력이 아크를 아크 소호기구쪽으로 밀어내도록 작용하는 것을 보여주는 작용 설명도이고, 도 4는 본 발명에 따른 배선용 차단기의 아크 소호 장치에 있어서, 고정접촉자의 다른 실시 예를 보여주는 측면도이다.1 is a perspective view showing the configuration of an arc extinguishing device for a circuit breaker according to the present invention, Figure 2 is an arc extinguishing device for a circuit breaker according to the present invention, the direction of the current flowing through the fixed contact and the direction of the magnetic field and
도 1을 참조할 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 배선용 차단기의 아크 소호 장치는, 아크 소호기구(4a, 4b), 고정접촉자(1) 및 가동접 촉자(2)를 포함하여 구성된다. 부호 1a는 고정접촉자 접점을 지시하고, 부호 2a는 가동접촉자 접점을 지시한다. 도 1에서 미설명 부호 3은 가동접촉자(2)를 지지하는 홀더(holder)를 지시한다.Referring to FIG. 1, the arc extinguishing device for a circuit breaker according to a preferred embodiment of the present invention includes an
아크 소호기구(4a, 4b)는 대전류 차단시 접점부 즉, 고정접촉자(1)및 가동접촉자(2)의 접점 부{즉, 고정접촉자 접점(1a) 및 가동접촉자 접점(2a)}에서 발생하는 아크(arc)를 소멸시키는 기구(mechanism)으로서, 아크를 유도하기 위한 아크 런너(arc runner)(4b) 및/또는 아크를 흡인하도록 철재로 구성되는 다수의 그리드(grid)(4a) 중 적어도 어느 하나를 포함하여 구성될 수 있다. 자기력에 의한 아크 흡인력을 강화하기 위해서 아크 런너(arc runner)(4b) 및/또는 다수의 그리드(grid)(4a)는 강 자성체(ferromagnetic)로 구성될 수 있다. 또한 다수의 그리드(grid)(4a)는 알파벳 "U"형의 다수의 철재 판을 개방부분이 고정접촉자(1) 및 가동접촉자(2)를 향한 상태로 지지부재에 의해 적층하여 설치하여 구성될 수 있다.The
고정접촉자(1)는 도 1을 참조할 수 있는 바와 같이 환형의 전류 통전 경로를 형성하는 환형 부(1b)를 구비하여, 환형의 전류 경로와 환형 부를 관통하게 형성되는 자기장(magnetic field)에 의한 홀 효과(hall effect)에 따라 자기구동력(magnetic driving force)이 상기 아크 소호기구(4a, 4b)쪽으로 작용하게 발생된다. 따라서, 대전류 차단시 접점부에서 발생한 아크는 아크 소호기구(4a, 4b)쪽으로 신속히 이동하게 된다.As shown in FIG. 1, the
고정접촉자(1) 환형 부(1b)는, 도 2에 도시된 일 실시 예와 같이, 수평형의 고정접촉자부(도 2에서 부호 1b-1의 지시 부분의 좌측 수평부분)로부터 상방으로 연장하는 상방 연장부(1b-1)과, 수평방향으로 연장하는 수평 연장부(1b-2)와, 하방으로 연장하는 하방 연장부((1b-3) 및 상기 아크 소호기구쪽으로 수평방향으로 연장하는 수평 연장부((1b-4)을 가진 사각형의 환형 부로 구성될 수 있다. The
고정접촉자(1)의 환형 부(1b)는, 도 4에 도시된 다른 실시 예와 같이, 수평형의 고정접촉자부로부터 원형으로 연장 형성되는 원형의 환형 부(1b)로 구성될 수 있다. 다른 실시 예와 같은 고정접촉자(1)의 환형 부(1b)는 부분적으로 도면상 전후 방향으로 약간 비틀어진 부분이 있는 원형으로서, 구체적으로 고정접촉자 접점(1a)가 부착되는 부분은 가동접촉자(2)와의 접촉을 위해서 나머지 원형 부분과 동일 평면이 아닌 약간 비틀려 형성되는 것이 바람직하다.The
가동접촉자(2)는 고정 접촉자(1)에 접촉하는 위치 또는 고정 접촉자(1)로부터 분리되는 위치로 회전가능한 접촉자이며, 그 접점부로서 가동접촉자 접점(2a)를 갖는다.The
도 2 및 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이, 고정접촉자 접점(1a)는 환형 부(1b)내에 위치한다. 따라서, 최초 아크가 환형 부(1b)내에서 발생하며, 이후 홀 효과에 의한 아크 이동이 환형 부(1b)내에서 이루어질 수 있다. As can be seen from FIGS. 2 and 3, the fixed contactor contact 1a is located in the
한편, 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 아크 소호 장치의 작용효과를 설명하면 다음과 같다.On the other hand, referring to Figures 2 and 3 will be described the operation and effect of the arc extinguishing device according to an embodiment of the present invention.
도 2 및 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이, 고정접촉자(1)에 전원측 회로가 접속되고 가동접촉자(2)에 부하측 회로가 접속될 때, 전류는 고정접촉자(1)로부터 가동접촉자(2)를 거쳐 부하측 회로로 흐르게 되며, 따라서, 도 2에서 화살표로 표 시한 것과 같이 전류가 흐른다. 이때, 본 발명에 따른 아크 소호 장치에 있어서 고정접촉자(1)는 환형 부(1b)를 가지며, 따라서 이러한 환형 부(1b)를 통해 흐르는 전류는 사각 환형을 이루며 흐르게 된다. 따라서, 전류가 환형 부(1b)를 통해 흐를 때 직각방향 즉, 환형 부(1b)를 관통하는 방향으로 도 2 및 도 3에서 원내 X 표식으로 표시한 방향으로 자기장이 형성된다. 따라서, 홀 효과에 따라 환형 부(1b)내에서 자기장의 방향과 직각으로 아크 소호기구(4a, 4b)쪽으로 자기구동력이 발생한다. 이에 따라, 대전류 차단 동작시 고정접촉자(1)로부터 분리되는 가동접촉자(2)에 의해서 고정접촉자 접점(1a)와 가동접촉자 접점(2a)사이에 발생하는 아크는 상기 자기구동력에 의해서 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이 아크 소호기구(4a, 4b)쪽으로 신속히 이동하게 된다. 아크 소호기구(4a, 4b)로 이동한 아크는 아크를 유도하기 위한 아크 런너(arc runner)(4b) 및/또는 아크를 흡인하도록 철재로 구성되는 다수의 그리드(grid)(4a)를 거치면서 소멸한다.2 and 3, when the power supply side circuit is connected to the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배선용 차단기의 아크 소호 장치는, 환형의 전류 통전 경로를 형성하는 환형 부(1b)를 구비하여, 환형의 전류 경로와 환형 부(1b)를 관통하게 형성되는 자기장에 의한 홀 효과(hall effect)에 따라 자기구동력이 아크 소호기구(4a, 4b)쪽으로 작용하게하는 고정접촉자를 가지므로, 아크를 신속하고 효과적으로 아크 소호기구(4a, 4b)쪽으로 이동시켜 신속히 소호함으로써 단락전류와 같은 큰 사고전류에 대해서 배선용 차단기의 순시 차단성능을 대폭 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.As described above, the arc extinguishing device of the circuit breaker for wiring according to the present invention includes an
본 발명에 따른 배선용 차단기의 아크 소호 장치는, 아크 소호기구에 철재 또는 자성체로 된 다수의 그리드(4a) 및 아크 런너(4b)가 포함되어 아크를 흡인할 수 있고, 상기 홀 효과에 의한 자기구동력의 작용방향이 다수의 철재 또는 자성체 그리드(4a) 및 아크 런너(4b)의 아크 흡인방향과 일치하여, 아크의 이동속도가 더욱 신속해질 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The arc extinguishing device for a circuit breaker for wiring according to the present invention includes a plurality of
도 1은 본 발명에 따른 배선용 차단기의 아크 소호 장치의 구성을 보여주는 사시도이고,1 is a perspective view showing the configuration of an arc extinguishing device for a circuit breaker according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 배선용 차단기의 아크 소호 장치에 있어서, 고정접촉자를 통해 흐르는 전류의 방향과 자기장의 방향 및 아크의 이동 방향의 관계를 보여주는 설명도이며,2 is an explanatory diagram showing a relationship between a direction of a current flowing through a fixed contactor, a direction of a magnetic field, and an arc moving direction in the arc extinguishing device of a circuit breaker according to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 배선용 차단기의 아크 소호 장치에 있어서, 홀 효과에 의한 자기구동력이 아크를 아크 소호기구쪽으로 밀어내도록 작용하는 것을 보여주는 작용 설명도이고,FIG. 3 is an explanatory view showing an operation of the arc extinguishing device for a circuit breaker according to the present invention, in which a magnetic driving force due to the hall effect acts to push the arc toward the arc extinguishing mechanism;
도 4는 본 발명에 따른 배선용 차단기의 아크 소호 장치에 있어서, 고정접촉자의 다른 실시 예를 보여주는 측면도이다.Figure 4 is a side view showing another embodiment of the fixed contact in the arc extinguishing device for a circuit breaker according to the present invention.
*도면의 주요부에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1: 고정접촉자 1a: 고정접촉자 접점1: fixed contactor 1a: fixed contactor
1b: 환형 부 1b-1: 상방 연장부1b:
1b-2: 수평 연장부 1b-3: 하방 연장부1b-2:
1b-4: 수평 연장부 2: 가동접촉자1b-4: horizontal extension part 2: movable contactor
2a: 가동접촉자 접점 3: 홀더(holder)2a: movable contact point 3: holder
4a: 그리드(grid) 4b: 아크 런너(arc runner)4a:
5: 하부 외함 바닥부5: lower enclosure bottom
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