KR101076292B1 - 회로 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 회로 차단기에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 누전 전류를 검출하기위해 영상변류기를 통과하는 단자들을 소정 간격을 두고서 완전히 절연시켜 통전에 따른 단자들 간의 전기적 영향을 최소화하고, 누전 전류의 정밀한 측정을 가능하게 함과 아울러, 차단기 내에 차지하는 점유공간을 줄여 회로 차단기의 부피를 소형화시키고, 영상변류기를 관통하여 연결되는 단자들의 접속부위를 외부로부터 밀폐시켜 작업자의 감전사고 등을 미연에 방지할 수 회로 차단기에 관한 것으로,
본 발명에 따른 회로 차단기는, 차단기 본체에 내장되는 개폐 기구부(10)와, 차단기 내부로 통전되는 전류를 검출하여 이상전류의 통전 여부를 측정하는 이상전류 검출부(30)와, 상기 이상전류 검출부(30)로부터 신호를 인가받아 상기 개폐 기구부(10)를 트립(Trip) 시키는 트립 기구부(20)를, 포함하여 구성되는 회로 차단기에 있어서, 상기 이상전류 검출부(30)는, 소정 형상의 단면적으로 형성되어 전류가 통전되는 다수의 연결 도체(31); 상기 연결 도체(31)의 일측에 결합되어 전원측 전로를 연결하는 입력 도체(32); 상기 연결 도체(31)의 타측에 결합되어 부하측 전로를 연결하는 출력 도체(33); 및, 중앙부에는 상기 다수의 연결 도체(31)가 관통 결합되는 관통홀(41)이 통공되어 형성되고, 상기 관통홀(41)에는 상기 다수의 연결 도체(31)의 통과 공간을 각기 분리시키는 절연 격벽(42)이 구비되며, 상기 관통홀(41)을 통과하는 상기 다수의 연결 도체(31)의 전류를 직접 검출하는 영상변류기가 내장되는 영상변류기 케이스(40);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

회로 차단기{The Molded Case Circuit Breaker}

본 발명은 회로 차단기에 관한 것으로서, 좀 더 상세하게는, 누전 전류를 검출하기위해 영상변류기를 통과하는 단자들을 소정 간격을 두고서 완전히 절연시켜 통전에 따른 단자들 간의 전기적 영향을 최소화하고, 누전 전류의 정밀한 측정을 가능하게 함과 아울러, 차단기 내에 차지하는 점유공간을 줄여 회로 차단기의 부피를 소형화시키고, 영상변류기를 관통하여 연결되는 단자들의 접속부위를 외부로부터 밀폐시켜 작업자의 감전사고 등을 미연에 방지할 수 있는 회로 차단기에 관한 것이다.

일반적인 회로 차단기는 전기적으로 과부하, 단락, 및 누전시 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하를 보호하는 전기 기기로서, 특히, 누전 차단기능을 가지는 회로 차단기는 전기 시설물의 금속제 외함 또는 도전부의 인체 접촉에 의한 감전 및 지락 사고를 방지하기 위한 목적으로 사용되어 진다.

도 1은 종래 누전 차단기능을 가지는 회로 차단기를 도시한 것으로, 차단기 본체(1)의 주변으로 누전 전류를 검출하는 영상변류기(ZCT, Zero Current Transformer)(3), 단자대(4), 누전 릴레이(5) 및 전원부(6)들이 패널 내부에 구비되어 있다. 상기 영상변류기 관통 케이블(2)은 선로의 정격전류 및 차단 용량 등에 따라 용량이 작은 선로 상에는 케이블(Cable) 형태로 구성되고, 용량이 높은 선로 상에는 버스바(Bus-bar) 형태로 구성된다.

상기 영상변류기(3)는 중앙 관통홀을 통과하는 케이블(2)을 통해 누전 전류를 검출하게 되는데, 일반적인 CT(Current Transformer)와 달리 영상변류기(ZCT, Zero Curreunt Transformer)(3)는 통과 케이블(2) 전체를 감싸 내부를 관통하는 관통 케이블(2) 전체 전류의 백터 합을 출력하게 된다. 즉, 정상적인 사용 상태에서는 전류의 벡터 합이 "0" 이 되므로 영상변류기(3)의 출력은 "0"이 된다. 그러나, 부하측에서 지락 및 감전 등의 사고 전류가 발생하였을 경우 그 사고 전류 만큼의 전류 불평형이 발생하게 되고 이를 출력 신호로 내보내게 되며, 상기 영상변류기(3)의 사고 전류의 검출은 누전 릴레이(5)로 전송되고, 상기 누전 릴레이(5)에서는 검출된 신호를 규정되어 있는 감도 전류의 값인지를 판단하며, 기준값 이상일 경우 차단기 본체(1)에 내장된 트립(Trip) 코일을 동작시켜 차단기 본체(1)의 개폐 기구부를 구동시키고, 선로를 개로 시키게 된다.

이와 같이 구성되는 종래의 누전 기능을 가지는 회로 차단기는, 누전 기능을 수행하기 위해 차단기 본체 내부에 관통 케이블, 단자대, 영상변류기 등의 주변 기기들을 배치하기 위한 공간과 이를 전기적으로 연결하기 위한 배선 공간이 필요한데, 이러한 공간 확보를 위해 차단기 본체 크기가 커지는 문제점이 있고,

또한, 상기 관통 케이블의 경우 절연 테이프 등으로 절연시킴으로써, 내구성이 약하고, 대용량의 전류가 흐르는 경우 관통 케이블들 간의 전기적 영향으로 누전 전류의 정밀한 검출이 어렵고, 관통 케이블과 단자대의 접속부위가 외부로 그대로 노출되어 배선 작업 중 감전 사고 등의 안전 사고가 발생 될 위험이 있다.

따라서, 본 발명은 상기 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 누전 차단기능을 가지는 회로 차단기에 있어서, 누전 전류를 검출하기 위한 영상변류기를 관통하는 도체와 단자대 간의 배선 공간을 효율적으로 구성하여 차단기 본체에서 차지하는 공간을 최소화할 수 있도록 하고,

또한, 누전 전류를 검출하기위해 영상변류기를 통과하는 도체들을 소정 간격을 두고서 완전히 절연시켜 통전에 따른 도체들 간의 전기적 영향을 최소화하여 누전 전류를 정밀하게 측정할 수 있도록 하며, 영상변류기를 관통하여 연결되는 도체들과 입·출력 단자들 간의 접속부위를 밀폐시켜 작업자의 감전사고 등을 미연에 방지할 수 있도록 한다.

상기한 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 일 형태에서는, 차단기 본체에 내장되는 개폐 기구부(10)와, 차단기 내부로 통전되는 전류를 검출하여 이상전류의 통전 여부를 측정하는 이상전류 검출부(30)와, 상기 이상전류 검출부(30)로부터 신호를 인가받아 상기 개폐 기구부(10)를 트립(Trip) 시키는 트립 기구부(20)를, 포함하여 구성되는 회로 차단기에 있어서, 상기 이상전류 검출부(30)는, 소정 형상의 단면적으로 형성되어 전류가 통전되는 다수의 연결 도체(31); 상기 연결 도체(31)의 일측에 결합되어 전원측 전로를 연결하는 입력 도체(32); 상기 연결 도체(31)의 타측에 결합되어 부하측 전로를 연결하는 출력 도체(33); 및, 중앙부에는 상기 다수의 연결 도체(31)가 관통 결합되는 관통홀(41)이 통공되어 형성되고, 상기 관통홀(41)에는 상기 다수의 연결 도체(31)의 통과 공간을 각기 분리시키는 절연 격벽(42)이 구비되며, 상기 관통홀(41)을 통과하는 상기 다수의 연결 도체(31)의 전류를 직접 검출하는 영상변류기가 내장되는 영상변류기 케이스(40);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기를 제공한다.

본 발명의 일 형태에 따른 회로 차단기에서, 상기 이상전류 검출부(30)는, 상기 입력 도체(32)와 연결 도체(31)의 결합부위 또는 상기 출력 도체(33)와 연결 도체(31)의 결합부위를 밀폐시키는 밀폐 커버(50)를, 더 포함하여 구성될 수 있으며,

바람직하게는, 상기 영상 변류기 케이스(40)의 절연 격벽(42)은, 양단부가 상기 관통홀(41)에서 소정길이로 돌출되게 구비되고, 상기 밀폐 커버(50)는, 소정 길이로 돌출 형성된 상기 절연 격벽(42)의 단부가 끼워져 결합되는 끼움홈(51)이 일측면에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 회로 차단기는, 누전 전류를 검출하기 위한 영상변류기를 관통하는 도체와 입·출력 단자들 간의 배선 공간을 최소화시켜 차단기 본체 내에서 차지하는 점유공간을 줄여 차단기의 부피를 소형화시킬 수 있고,

또한, 누전 전류를 검출하기 위해 영상변류기를 통과하는 도체들을 소정 간격을 두고서 완전히 절연시켜 통전에 따른 도체들 간의 전기적 영향을 최소화하고, 누전 전류를 정밀하게 측정할 수 있으며,

영상변류기를 관통하여 연결되는 도체들과 입·출력 단자들 간의 접속부위를 절연 소재의 케이스로 밀폐시켜 전기적 접속부위의 외부 노출을 최소화시킴으로써, 작업자의 감전사고 등을 미연에 방지할 수 있다.

도 1은 종래 누전 차단 기능을 가지는 회로 차단기를 나타내는 사시도;
도 2는 본 발명에 따른 회로 차단기의 내부 모습을 나타내는 사시도;
도 3a, 3b는 이상전류 검출부(30)를 나타내는 정면 및 배면 사시도;
도 4는 이상전류 검출부(30)를 나타내는 분해 사시도;
도 5는 이상전류 검출부(30) 중 영상변류기 케이스(40)의 절연 격벽(42)에 밀폐 커버(50)가 결합되는 것을 나타내는 분해 사시도; 및
도 6a, 6b는 이상전류 검출부(30)에 4상으로 구성되는 것을 나타내는 정면 및 배면 사시도;이다.

이하 상기 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 부호가 사용되며, 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.

도 2는 본 발명에 따른 회로 차단기의 내부 모습을 나타내는 사시도이고, 도 3a, 3b는 이상전류 검출부(30)를 나타내는 정면 및 배면 사시도이며, 도 4는 이상전류 검출부(30)를 나타내는 분해 사시도이다.

또한, 도 5는 이상전류 검출부(30) 중 영상변류기 케이스(40)의 절연 격벽(42)에 밀폐 커버(50)가 결합되는 것을 나타내는 분해 사시도이고, 도 6a, 6b는 이상전류 검출부(30)에 4상으로 구성되는 것을 나타내는 정면 및 배면 사시도이다.

본 발명에 따른 회로 차단기는, 도 2에 도시된 바와 같이, 차단기 본체에 내장되어 통전 전류를 차단하는 개폐 기구부(10)와, 차단기 내부로 통전되는 전류를 검출하여 이상전류의 통전 여부를 판단하는 이상전류 검출부(30)와, 상기 이상전류 검출부(30)로부터 신호를 인가받아 상기 개폐 기구부(10)를 트립 시키는 트립 기구부(20)를, 포함하여 구성된다.

또한, 본 발명에 따른 상기 이상전류 검출부(30)는, 도 3a, 3b와 도 4에 도시된 바와 같이, 크게, 소정 형상의 단면적으로 형성되어 영상변류기(ZCT)(도시되지는 않음)가 내장된 영상변류기 케이스(40)의 중앙 관통홀(41)을 통과하는 다수의 연결 도체(31)와, 상기 연결 도체(31)와 전기적으로 연결되는 전원측 입력 도체(32) 및 부하측 출력 도체(33)와, 내부에 영상변류기(도시되지는 않음)가 내장되어 중앙 관통홀(41)을 통과하는 다수의 연결 도체(31)로부터 직접 전류를 검출하는 절연 소재의 영상변류기 케이스(40)로, 구성된다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기 다수의 연결 도체(31)는, 영상변류기(도시되지는 않음)가 내장된 영상변류기 케이스(40)의 중앙 관통홀(41)이 원으로 형성되는 것과 관련해 4상(R-S-T-N상)으로 회로 차단기를 구성되는 경우, 4개의 연결 도체(31)의 각 단면적을 상기 관통홀(41)을 4등분 하는 1/4원으로 형성시킴으로써, 차단기의 차단 용량에 따른 통전 전류를 최대로 유지하여 영상변류기에서 정확한 전류를 검출해 낼 수 있도록 한다.

상기 연결 도체(31)의 전방 일측에는 전원측 전로를 연결하는 입력 도체(32)가 전기적으로 연결되어 체결나사(34)로 체결되며, 상기 연결 도체(31)의 후방 타측에는 부하측 전로를 연결하는 출력 도체(33)가 전기적으로 연결되어 체결나사(34)로 체결된다. 상기 입·출력 도체(33)는, 대용량 전류의 통전을 위해 케이블(Cable) 형태가 아닌 도체 플레이트로 형성되며, 영상변류기(도시되지는 않음)가 내장된 영상변류기 케이스(40)의 관통 도체로 도체 플레이트를 이용하는 경우 임의 배선과 절연이 어려운 문제점이 있으나, 본 발명에 따른 회로 차단기의 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 설계치에 따라 입·출력 도체(33)를 절곡 형성 시킨 후, 상기 관통홀(41)을 통과하는 각각의 연결 도체(31)에 전기적으로 접속되도록 체결나사(34)로 체결하여 조립함으로써, 배선 및 조립 공정이 용이하고, 유닛화된 부품에 의해 부품을 표준화할 수 있어 대량 생산으로 제품 단가를 낮출 수 있는 장점이 있다.

또한, 대용량의 전류가 통전되는 상기 다수의 연결 도체(31)들 간의 접촉에 의한 단락이나, 전기적 영향을 최소화하여 영상변류기에서 정확한 전류 검출이 가능하게 하기 위해 절연과 함께 소정 이격 거리를 유지하여야 하며, 이를 위해, 본 발명에 따른 회로 차단기는, 도 4에 도시된 바와 같이, 영상변류기가 내장되는 영상변류기 케이스(40)의 중앙부 관통홀(41)에는 상기 다수의 연결 도체(31)의 통과 공간을 각기 분리시켜 구획하는 절연 격벽(42)이 구비되며 각 구획된 공간으로 각각의 연결 도체(31)가 관통되게 구비된다.

바람직하게는, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 일반적으로 영상변류기(도시되지는 않음)가 내장되는 영상변류기 케이스(40)의 중앙 관통홀(41)이 원으로 형성되는 것과 관련해 4상(R-S-T-N상)으로 회로 차단기를 구성하기 위해 4개의 연결 도체(31)의 각 단면적을 1/4 원이 되도록 형성하게 됨으로, 상기 절연 격벽(42)의 형상도, 상기 관통홀(41)을 가로질러 '+'자 형태나, 입·출력 도체(33)의 연결 조립성을 향상시킬 수 있도록 'X'자 형태로 형성할 수 있다.

바람직하게는, 상기 이상전류 검출부(30)에는, 상기 입력 도체(32)와 연결 도체(31)의 결합 부위(도시되지는 않음) 또는, 상기 출력 도체(33)와 연결 도체(31)의 결합부위에 상기 결합부위를 밀폐시키는 절연 소재의 밀폐 커버(50)를 구비하여 대용량 전류의 통전으로 상기 결합부위의 외부 노출에 따른 감전사고 등의 안전사고를 미연에 방지할 수 있도록 한다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 영상변류기 케이스(40)의 절연 격벽(42)의 양단부를 상기 관통홀(41)에서 소정길이로 돌출되게 형성시키고, 상기 밀폐 커버(50)의 일측면에는 소정 깊이로 상기 절연 격벽(42)의 형상과 동일한 형상의 끼움홈(51)을 구비시킨 후, 상기 절연 격벽(42)에 돌출 단부를 상기 끼움홈(51)에 끼워 결합시킴으로써, 상기 입력 도체(32)와 연결 도체(31)의 결합 부위 또는, 상기 출력 도체(33)와 연결 도체(31)의 결합부위를 상기 절연 격벽(42)의 두께만큼의 간격을 두고서 완전히 절연시킴과 함께 밀폐시킬 수 있고, 조립성과 외관을 향상시킬 수 있게 된다.

본 발명에 따른 이상전류 검출부(30)는, 3상 회로 차단기뿐만 아니라, 도 6a와 도 6b에 도시된 바와 같이, 상기 영상변류기 케이스(40)의 관통홀(41)의 내부 상측으로 통과되게 추가 연결 도체(31)와, 입·출력 도체(33)를 구비시킴으로써, 용이하게 4상 회로 차단기를 구성할 수도 있다.

상기 전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 회로 차단기는, 누전 전류를 검출하기 위한 영상변류기 케이스(40)를 관통하는 연결 도체(31)와 입·출력 단자들 간의 배선 공간을 최소화시켜 차단기 본체 내에서 차지하는 점유공간을 줄여 차단기의 부피를 소형화시킬 수 있고, 미리 정해진 설계치에 따라 입·출력 도체(33)를 절곡 형성 시킨 후, 상기 관통홀(41)을 통과하는 각각의 연결 도체(31)에 전기적으로 접속되도록 체결나사(34)로 체결하여 조립함으로써, 배선 및 조립 공정이 용이하고, 유닛화된 부품에 의해 부품을 표준화할 수 있어 대량 생산으로 제품 단가를 낮출 수 있으며,

누전 전류를 검출하기 위해 영상변류기를 통과하는 연결 도체(31)들을 소정 간격을 두고서 완전히 절연시켜 통전에 따른 도체들 간의 전기적 영향을 최소화할 수 있고, 누전 전류를 정밀하게 측정할 수 있으며,

또한, 영상변류기를 관통하여 연결되는 도체들과 입·출력 단자들 간의 접속부위를 절연 소재의 절연 격벽(42)과 밀폐 커버(50)로, 절연 및 밀폐시켜 전기적 접속부위의 외부 노출을 최소화시킴으로써, 작업자의 감전사고 등을 미연에 방지할 수 있다.

위에서 몇몇의 실시예가 예시적으로 설명되었음에도 불구하고, 본 발명이 이의 취지 및 범주에서 벗어남 없이 다른 여러 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다.

따라서, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아닌 예시적인 것으로 여겨져야 하며, 첨부된 청구항 및 이의 동등 범위 내의 모든 실시예는 본 발명의 범주 내에 포함된다.

10 : 개폐 기구부 20 : 트립 기구부
30 : 이상전류 검출부 31 : 연결 도체
32 : 입력 도체 33 : 출력 도체
34 : 체결나사
40 : 영상변류기 케이스 41 : 관통홀
42 : 절연 격벽
50 : 밀폐 커버 51 : 끼움홈

Claims (3)

1. 삭제
2. 차단기 본체에 내장되는 개폐 기구부(10)와, 차단기 내부로 통전되는 전류를 검출하여 이상전류의 통전 여부를 측정하는 이상전류 검출부(30)와, 상기 이상전류 검출부(30)로부터 신호를 인가받아 상기 개폐 기구부(10)를 트립(Trip) 시키는 트립 기구부(20)를, 포함하여 구성되는 회로 차단기에 있어서,
   상기 이상전류 검출부(30)는,
   소정 형상의 단면적으로 형성되어 전류가 통전되는 다수의 연결 도체(31);
   상기 연결 도체(31)의 일측에 결합되어 전원측 전로를 연결하는 입력 도체(32);
   상기 연결 도체(31)의 타측에 결합되어 부하측 전로를 연결하는 출력 도체(33);
   중앙부에는 상기 다수의 연결 도체(31)가 관통 결합되는 관통홀(41)이 통공되어 형성되고, 상기 관통홀(41)에는 상기 다수의 연결 도체(31)의 통과 공간을 각기 분리시키는 절연 격벽(42)이 구비되며, 상기 관통홀(41)을 통과하는 상기 다수의 연결 도체(31)의 전류를 직접 검출하는 영상변류기가 내장되는 영상변류기 케이스(40); 및
   상기 입력 도체(32)와 연결 도체(31)의 결합부위 또는 상기 출력 도체(33)와 연결 도체(31)의 결합부위를 밀폐시키는 밀폐 커버(50);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 영상 변류기 케이스(40)의 절연 격벽(42)은,
   양단부가 상기 관통홀(41)에서 소정길이로 돌출되게 구비되고,
   상기 밀폐 커버(50)는,
   소정 길이로 돌출 형성된 상기 절연 격벽(42)의 단부가 끼워져 결합되는 끼움홈(51)이 일측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.
   

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