KR101127155B1

KR101127155B1 - 접속장치 및 이를 이용한 배전반

Info

Publication number: KR101127155B1
Application number: KR1020090070433A
Authority: KR
Inventors: 게이지 고토
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2009-06-10
Filing date: 2009-07-31
Publication date: 2012-03-20
Also published as: TWI381600B; CN101924277A; JP2010287382A; JP5463742B2; KR20100132894A; TW201044727A

Abstract

<과제> 길이가 긴 제1 도체(導體)와, 길이가 긴 제2 도체의 사이에 도금처리한 플랜지가 형성된 접촉부재를 복수 끼우고 나서, 볼트와 너트를 이용하여 일체로 하는 기존의 접속장치에서는 복수 끼운 접촉부재의 플랜지부 주변의 제1 도체와 제2 도체와의 사이에 갭이 생기므로, 그 갭에 코로나 방전이 발생하기 쉽다고 하는 과제가 있다.

<해결 수단> 관통구멍을 가진 길이가 긴 제1 도체와 길이가 긴 제2 도체의 사이에 관통구멍을 가지고 상기 제1 도체의 폭 이상의 폭을 가지는 도금처리된 제3 도체를 끼우며, 상기 각 관통구멍에 볼트를 통과시키고 너트를 이용하여 상기 제3 도체를 단단히 조여 상기 제1 도체와 제3 도체의 대향하는 면을 전면(全面) 접촉시킴으로써, 제1 도체와 제2 도체의 사이에 갭이 없어 코로나 방전이 발생하지 않게 되었다.

Description

접속장치 및 이를 이용한 배전반{CONNECTING DEVICE AND SWITCHBOARD USING IT}

본 발명은, 예를 들면 버스 바(bus bar) 등의 제1 도체(導體)와 급전모선(給電母線) 등의 제2 도체와, 이들 제1, 제2 도체를 접속하는 접속치구(治具)로 이루어지는 접속장치와, 이 접속장치를 이용한 차단기나 개폐기를 구비하는 배전반(配電盤)에 관한 것이다.

예를 들면, 종래의 접속장치를 구성하는 판상(板狀)의 버스 바와 판상의 급전모선과의 접속은 제1 관통구멍을 형성한 버스 바의 단부(端部)와 제2 관통구멍을 형성한 급전모선의 단부를 대면(對面)으로 겹치고, 이들 제1, 제2 관통구멍에 육각볼트를 통과시키고, 그 다리에 육각너트를 나사고정하고 있었다. 또, 서로 접촉하는 버스 바의 단부와 급전모선의 단부에는 겹쳐졌을 때의 접촉저항을 저감시키기 위해서 은도금처리가 실시되고 있었다.

버스 바나 급전모선으로의 도금처리의 작업성은 중량물(重量物)인 버스 바나 급전모선을 도금 욕(浴)(plating bath)에 넣고 빼고 해야 하기 때문에, 그러한 반송성에 있어서 용이하지 않았다. 버스 바나 급전모선으로의 도금처리를 피하기 위 해, 버스 바나 급전모선보다 충분히 작은 은도금처리된 플랜지가 형성된 원통 형상의 접촉부재를 이용하는 것을 사용하는 수단이 고안되어 있다. 버스 바의 단부에 뚫린 제1 관통구멍에 그 구멍지름과 동일한 외경을 가지는 원통 형상의 접촉부재를 밀어넣고, 그 접촉부재의 플랜지부의 대면에 제2 관통구멍을 형성한 급전모선의 단부를 겹치며, 상기 접촉부재(원통 형상)의 관통구멍과 제2 관통구멍에 육각볼트를 통과시키고, 그 다리에 육각너트를 나사고정한 접속장치이다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).

<선행기술문헌>

<특허문헌>

[특허문헌 1] 일본국 실개평6-54217호 공보

종래의 플랜지가 형성된 접촉부재를 이용한 접속장치에서는 접촉부재의 플랜지부가 버스 바와 급전모선의 사이에 끼워지기 때문에, 접촉부재의 플랜지부에 전류가 집중하여 흐르고, 또 그 플랜지부 주변에 갭이 생기므로, 코로나 방전 등이 발생하기 쉽게 발열한다고 하는 과제가 있다.

본 발명은 이와 같은 과제을 해결하여, 접촉저항이 낮고, 방전이 발생하지 않는 접속장치 및 이를 이용한 배전반을 얻는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 접속장치는, 제1 관통구멍을 단부에 가진 제1 도체와, 제2 관통구멍을 단부에 가진 제2 도체와, 제3 관통구멍을 가지고 도금처리된 제3 도체와, 상기 제1, 제3, 제2 관통구멍을 관통하여 상기 제1, 제2 도체로 상기 제3 도체를 단단히 조이는 장착도구로 이루어지고, 상기 장착도구에 의해서 단단히 조여진 상기 제1 도체와 제3 도체의 대향하는 면이 전면(全面) 접촉하며, 상기 제3 도체의 폭이 상기 제1 도체의 폭 이상인 점을 특징으로 하는 것이다.

상기와 같이 구성된 접속장치는 도금처리한 제3 도체를 제1, 제2 도체의 사이에 끼워 단단히 조임으로써 접촉저항을 낮게 억제할 수 있고, 또 상기 제3 도체의 폭을 상기 제1 도체의 폭 이상으로 함으로써, 상기 제1 도체와 상기 제2 도체와의 사이에 갭이 없어져 방전의 발생도 없게 된다.

<발명을 실시하기 위한 형태>

실시형태 1

이하, 도면에 근거하여 본 발명의 실시형태 1에 대해 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시형태 1의 접속장치를 구성하는 제1 도체의 단부의 상면도와 단면도, 도 2는 제2 도체의 단부의 상면도와 단면도, 도 3은 제3 도체 상면도와 단면도이다. 도 4는 실시형태 1의 접속장치의 접속부 주변의 상면도와 단면도이다. 또한, 도면 중의 동일한 부호는 동일 또는 상당 부분을 나타내고 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이 실시형태 1의 접속장치를 구성하는 제1 도체(1)는 길이가 긴 판상(板狀)의 동판(銅版)으로, 그 단부에는 장착도구를 통과시키기 위한 제1 관통구멍(1h)이 판두께방향으로 뚫려 있다. 또한, 도 1의 (a)의 상면도 중의 L1은 도 1의 (b)의 단면도가 얻어지는 절단위치이다. 또한 그 외측의 제1 단면 측(1c)에 제1 소정거리를 두고, 위치결정용 제1 웅덩이(1p)가 판두께방향으로 관통하여 뚫려 있다. 또한, 이 웅덩이(1p)는 관통하고 있지 않은 구멍으로 하여도 된다.

도 2에 나타내는 바와 같이 실시형태 1의 접속장치를 구성하는 제2 도체(2)는 길이가 긴 판상의 동판으로, 그 단부에는 장착도구를 통과시키기 위한 제2 관통구멍(2h)이 판두께방향으로 뚫려 있다. 또한, 도 2의 (a)의 상면도 중의 L2는 도 2의 (b)의 단면도가 얻어지는 절단위치이다. 또한 그 외측의 제2 단면 측(2c)에 제2 소정거리를 두고, 위치결정용 제2 웅덩이(2p)가 판두께방향으로 파여 있다. 또한, 이 웅덩이(2p)는 관통하여 뚫린 구멍으로 하여도 된다.

실시형태 1의 접속장치를 구성하는 제3 도체(3)의 폭(DW3)은 길이가 긴 판상의 제1 도체(1)의 폭(DW1)과 제2 도체(2)의 폭(DW2) 중 좁은 쪽과 대략 동일하거나, 그 이상의 폭을 가지는 판상의 박판(薄板)(제1 도체(1), 제2 도체(2)보다 얇은 판두께를 가짐)이며, 도 3에 나타내는 바와 같이 그 중앙부에는 장착도구를 통과시키기 위한 제3 관통구멍(3h)이 판두께방향으로 뚫려 있다. 또한, 도 3의 (a)의 상면도 중의 L3은 도 3의 (b)의 단면도가 얻어지는 절단위치이다. 또한 그 양단의 제1 단면 측(1c)의 판 하면(下面)에는 상기 제1 소정거리를 두고 위치결정용 제1 돌기(3td)가 형성되며, 제2 단면 측(2c)의 판 상면(上面)에는 제2 소정거리를 두고 동일한 위치결정용 제2 돌기(3tu)가 각각 형성되어 있다. 이들 제1 돌기(3td), 제2 돌기(3u)는 장착도구를 단단히 조였을 때에 각각 제1 웅덩이(1p), 제2 웅덩이(2p) 안에 수납되는 크기이다.

또, 제3 도체(3)는 동 또는 알루미늄 등의 비교적 부드럽고 고도전성의 금속 내지 그들을 주성분으로 하는 합금으로 구성되며, 그 표면에는 은도금처리가 이루어져 있다. 또한, 도금처리는 은도금 이외에 니켈도금, 주석도금 혹은 그들의 합금도금이 접촉저항을 내리는데 바람직하다. 또, 본 발명의 도금처리는 전해질을 유지한 도금 욕으로의 침지(沈漬)에 의해서 도금층을 형성한 것 이외에, 진공장치나 스퍼터링(sputtering) 장치 등을 이용한 기상제막(氣相製膜)기술에 의해서, 혹은 유기금속증기를 이용한 CVD장치 등을 이용하여 도금층을 형성한 것이다.

도 4에 나타내는 바와 같이 실시형태 1의 접속장치(10)는 제1 도체(1)와 제2 도체(2)와 제3 도체(3)와 이들을 서로 단단히 조이는 장착도구로 이루어지고 있다. 또한, 도 4의 (a)의 상면도 중의 L4는 도 4의 (b)의 단면도가 얻어지는 절단위치이다. 실시형태 1에서 이용하는 장착도구는 육각볼트(4)와 육각너트(5)와 와셔(6)로 이루어져 있지만, 다른 형상의 볼트나 너트 혹은 단면을 조여 고정하는 리벳과 같은 것으로 하여도 된다. 이하, 실시형태 1의 접속장치의 조립순서에 대해 설명한다.

제1 도체(1)의 단부에 형성된 제1 웅덩이(1p)에 제3 도체(3)의 판 하면에 형성된 제1 돌기(3td)를 삽입한 후, 제3 도체(3)의 관통구멍(3h)을 제1 도체(1)의 관통구멍(1h)과 겹친다. 이것은 미리 제1 도체(1)의 관통구멍(1h)과 제1 웅덩이(1p)와의 사이를 제1 소정거리를 벌려 두는 것에 의해, 제3 도체(3)의 관통구멍(3h)과 제1 돌기(3td)를 맞출 수 있도록 된 것이다.

다음으로, 제3 도체(3)의 판 상면에 형성된 제2 돌기(3tu)에 제2 도체(2)의 단부에 파인 제2 웅덩이(2p)를 삽입한 후, 제2 도체(2)의 관통구멍(2h)을 제3 도체(3)의 관통구멍(3h)과 겹친다. 이것은 미리 제2 도체(2)의 관통구멍(2h)과 제2 웅덩이(2p)와의 사이를 제2 소정거리를 벌려 두는 것에 의해, 제3 도체(3)의 관통구멍(3h)과 제2 돌기(3tu)를 맞출 수 있도록 된 것이다.

다음으로, 제1 도체(1)의 제1 관통구멍(1h) 및 제2 도체(2)의 제2 관통구멍(2h)의 각각에 와셔(6) 및 와셔(7)의 구멍을 겹치고, 이들 관통구멍과 와셔의 구멍을 관통하도록 육각볼트(4)를 통과시킨다. 육각볼트(4)의 다리에 육각너트(5)를 삽입해 나사 체결함으로써, 제3 도체는 제1, 제2 도체의 사이에 끼워져 단단히 조 여져 접속장치(10)의 조립이 완료된다. 그 때 부드러운 제3 도체(3)의 제1 돌기(3td) 및 제2 돌기(3tu)는 상기 나사 체결에 의해서, 각각 제1 도체(1)의 제1 웅덩이(1p), 제2 도체(2)의 제2 웅덩이(2p) 안에 수납되고, 이것에 의해서, 상기 제1, 제2, 제3 도체의 각각의 배치는 위치결정되어 고정된다.

제1, 제2, 제3 도체(1, 2, 3)는 모두 판상이기 때문에, 제3 도체(3)의 각 면과 대향하는 제1, 제2 도체의 각 표면은 전면 접촉상태로 단단히 조여지며, 제1, 제2 도체(1, 2)와 제3 도체(3)와의 사이에는 갭이 없어 방전발생이 없는 접촉저항을 얻을 수 있다. 또, 제3 도체(3)의 폭(DW3)은 길이가 긴 판상의 제1 도체(1), 제2 도체(2)의 각각의 폭(DW1, DW2) 중 어느 하나의 좁은 쪽과 대략 동일하거나 그 이상의 폭을 가지기 때문에, 제1 도체의 측단부와 제2 도체와의 사이에 갭이 없어 방전에 의한 발열도 없어진다.

또한, 실시형태 1의 제3 도체(3)의 길이(DL3)는 제1, 제2 도체(1, 2)에 통전(通電)하는 허용전류밀도를 확보할 수 있는 접촉면적이면 되기 때문에, 즉 제3 도체(3)의 접촉면적을 폭 DW3과 DL3의 곱한 값으로 하면 좋다. 실시형태 1의 제3 도체(3)의 폭(DW3)은 상기 제1 도체(1), 제2 도체(2)의 각각의 폭(DW1, DW2) 중 어느 하나의 좁은 쪽의 폭과 대략 동일하거나, 그 이상의 폭이기 때문에, 상기 허용전류밀도를 확보할 수 있는 접촉면적을 형성하는 길이(DL3)를 최소로 할 수 있다. 바꾸어 말하면 실시형태 1의 접속장치에서는 그 제1 도체(1), 제2 도체(2)가 제3 도체(3)와 접촉하는 길이를 최소가 되도록 설계할 수 있고, 그에 수반하여 경량화가 도모된다는 각별한 효과를 얻을 수 있다. 또, 제3 도체(3)의 판두께가 제1 도 체(1), 제2 도체(2)보다 얇게 되면 될수록 그 경량화의 효과는 현저하게 된다.

실시형태 2.

상기 실시형태 1의 제1 도체, 제2 도체는 길이가 긴 판상이었지만, 반드시 길이가 긴 판상일 필요성은 없고, 예를 들면 원기둥 모양 내지 타원기둥 모양이어도 동일한 접속장치로서 구성할 수 있다. 이하, 도면에 근거하여 본 발명의 실시형태 2에 대해 상세하게 설명한다. 도 5는 본 발명의 실시형태 2의 접속장치의 제1 도체의 상면도와 정면도이다. 도 6은 본 발명의 실시형태 2의 접속장치의 제2 도체의 상면도와 정면도이다. 도 7은 본 발명의 실시형태 2의 접속장치의 제3 도체의 상면도와 단면도와 정면도이다. 도 8은 실시형태 2의 접속장치의 접속부 주변의 상면도와 정면단면도이다. 또한, 도 5 내지 8 중에서 도 1 내지 도 4와 동일 부분 내지 상당 부분에는 동일한 부호를 부여하고 있다.

도 5에 나타내는 바와 같이 실시형태 2의 접속장치를 구성하는 제1 도체(8)는 길이가 긴 원기둥의 동선(銅線)으로, 그 단부에는 장착도구를 통과시키기 위한 제1 관통구멍(1h)이 원의 중심부를 지나도록 뚫려 있다. 또한 그 외측의 제1 단면 측(1c)에 제1 소정거리를 두고, 위치결정용 제1 웅덩이(1p)가 원의 중심부를 지나도록 관통상태로 뚫려 있다. 또한, 이 웅덩이(1p)는 파인 구멍으로 하여도 된다.

도 6에 나타내는 바와 같이 실시형태 2의 접속장치를 구성하는 제2 도체(9)는 길이가 긴 타원기둥의 동선으로, 그 단부에는 장착도구를 통과시키기 위한 제2 관통구멍(2h)이 타원의 중심부를 지나도록 뚫려 있다. 또한 그 외측의 제2 단면 측(2c)에 제2 소정거리를 두고, 위치결정용 제2 웅덩이(2p)가 타원의 중심부 방향 으로 파여 있다. 또한, 이 웅덩이(2p)는 관통상태로 뚫린 구멍으로 하여도 된다.

실시형태 2의 접속장치를 구성하는 제3 도체(11)의 폭(DW3)은 길이가 긴 판상의 제1 도체(8), 제2 도체(9)의 각각의 폭(DW1, DW2) 중 어느 하나의 좁은 쪽의 폭과 대략 동일하거나, 그 이상의 폭을 가지는 대향하는 활 모양의 웅덩이부를 구비한 H자형이며, 도 7에 나타내는 바와 같이 그 중앙부에는 장착도구를 통과시키기 위한 제3 관통구멍(3h)이 뚫려 있다. 또, 제3 도체(3)는 비교적 부드럽고 고도전성의 도체로 구성되며, 그 표면에는 도금처리가 이루어져 있다. 상기 대향하는 활 모양의 웅덩이부의 극률(極率)은 각각 제1 도체(8), 제2 도체(9)의 극률과 대략 동일하며, 제3 도체(11)의 각각의 웅덩이부에 제1 도체(8), 제2 도체(9)가 끼워지도록 되어 있다. 또한 그 양단의 제1 단면 측(1c)의 활 모양의 하면 웅덩이부에 상기 제1 소정거리를 두고, 위치결정용 제1 돌기(3td)가 제2 단면 측(2c)의 활 모양의 상면 웅덩이부에 제2 소정거리 두고, 동일한 위치결정용 제2 돌기(3tu)가 각각 형성되어 있다. 이들 제1 돌기(3td), 제2 돌기(3tu)는 장착도구를 단단히 조였을 때에 각각 제1 웅덩이(1p), 제2 웅덩이(2p) 안에 수납되는 크기이다.

도 8에 나타내는 바와 같이 실시형태 2의 접속장치(20)는 제1 도체(8)와, 제2 도체(9)와, 제3 도체(11)와, 이들을 서로 단단히 조이는 장착도구로 이루어져 있다. 또한, 도 8의 (a)의 상면도 중의 L5는 도 8의 (b)의 단면도가 얻어지는 절단위치이다. 실시형태 2에서 이용하는 장착도구는 육각볼트(4)와 육각너트(5)로 이루어져 있다. 이하, 실시형태 2의 접속장치의 조립순서에 대해 설명한다.

제1 도체(8)의 단부에 형성된 제1 웅덩이(1p)에 제3 도체(11)의 활 모양의 하면 웅덩이부에 형성된 제1 돌기(3td)를 삽입한 후, 제3 도체(11)의 관통구멍(3h)을 제1 도체(8)의 관통구멍(1h)과 겹친다. 다음으로, 제3 도체(11)의 활 모양의 상면 웅덩이부에 형성된 제2 돌기(3tu)에 제2 도체(9)의 단부에 파인 제2 웅덩이(2p)를 삽입한 후, 제2 도체(9)의 관통구멍(2h)을 제3 도체(3)의 관통구멍(3h)과 겹친다. 다음으로, 제1 도체(8)의 제1 관통구멍(1h) 및 제2 도체(9)의 제2 관통구멍(2h)을 겹치며, 이들 관통구멍을 관통하도록 육각볼트(4)를 통과시키고 육각너트(5)를 삽입하여 나사 체결하여, 실시형태 2의 접속장치(20)의 조립이 완료된다.

제1, 제2 도체(8, 9)와 부드러운 제3 도체(11)의 대향하는 각 면의 극률이 대략 동일하기 때문에, 제3 도체의 각 표면이 상기 제1, 제2 도체(8, 9)의 표면과 평행한 면을 형성하여 전면 접촉하여 단단히 조여지기 때문에, 제1, 제2 도체(8, 9)와 제3 도체(11)와의 사이에는 갭이 없어 방전은 발생하지 않아, 접촉저항을 낮게 억제할 수 있다. 또, 제3 도체(11)의 폭(DW3)은 길이가 긴 판상의 제1 도체(8), 제2 도체(9)의 각각의 폭(DW1, DW2) 중 어느 하나의 좁은 쪽의 폭과 대략 동일하거나, 그 이상의 폭을 가지기 때문에, 제1 도체의 측단부와 제2 도체 사이에 갭이 없어 방전에 의한 발열이 발생하지 않게 된다. 또, 실시형태 2의 제3 도체(11)의 길이(DL3)는 실시형태 1과 동일한 이유에 의해서, 필요 최소한으로 하여 설계할 수 있어, 접속장치의 경량화를 도모할 수 있다고 하는 효과가 있다. 또, 이와 같은 본 발명의 접속장치를 이용한 차단기나 개폐기를 구비하는 배전반은 신뢰성이 높은 경량의 배전반이 된다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1의 제1 도체의 단부의 상면도와 단면도이다.

도 2는 본 발명의 실시형태 1의 제2 도체의 단부의 상면도와 단면도이다.

도 3은 본 발명의 실시형태 1의 제3 도체의 상면도와 단면도이다.

도 4는 본 발명의 실시형태 1의 접속장치의 접속부 주변의 상면도와 단면도이다.

도 5는 본 발명의 실시형태 2의 제1 도체의 단부의 상면도와 정면도이다.

도 6은 본 발명의 실시형태 2의 제2 도체의 단부의 상면도와 정면도이다.

도 7은 본 발명의 실시형태 2의 제3 도체의 상면도와 단면도와 정면도이다.

도 8은 본 발명의 실시형태 2의 접속장치의 접속부 주변의 상면도와 정면단면도이다.

<부호의 설명>

1 제1 도체, 1h 제1 관통구멍, 1p 제1 웅덩이,

2 제2 도체, 2h 제2 관통구멍, 2p 제2 웅덩이,

3 제3 도체, 3h 제3 관통구멍, 3td 제1 돌기,

3tu 제2 돌기,

4 육각볼트(장착도구), 5 육각너트(장착도구),

8 제1 도체, 9 제2 도체,

10 접속장치, 11 제3 도체, 20 접속장치

Claims

제1 관통구멍을 단부(端部)에 가진 제1 도체(導體)와, 제2 관통구멍을 단부에 가진 제2 도체와, 제3 관통구멍을 가지고 도금처리된 제3 도체와, 상기 제1, 제3, 제2 관통구멍을 관통하여 상기 제1, 제2 도체로 상기 제3 도체를 단단히 조이는 장착도구로 이루어지고, 상기 장착도구에 의해서 단단히 조여진 상기 제1 도체와 제3 도체의 대향하는 면이 전면(全面) 접촉하며, 상기 장착도구에 의해서 단단히 조여진 상기 제2 도체와 제3 도체의 대향하는 면이 전면 접촉하고,

상기 제3 도체는 동(銅) 또는 알루미늄에 은도금, 니켈도금, 주석도금 중 어느 한 도금처리가 이루어지거나, 또는 상기 제3 도체는 동 합금 또는 알루미늄 합금에 은도금, 니켈도금, 주석도금 중 어느 한 도금처리가 이루어지고,

상기 제1 도체는 제1 웅덩이를 가지고, 제2 도체는 제2 웅덩이를 가지며, 상기 제3 도체는 상기 제1 도체와 대향하는 표면에 상기 제1 웅덩이에 수납되는 제1 돌기부를, 상기 제2 도체와 대향하는 표면에 상기 제2 웅덩이에 수납되는 제2 돌기부를 가지는 것을 특징으로 하는 접속장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제3 도체의 폭이 상기 제1 도체의 폭 이상인 것을 특징으로 하는 접속장치.
청구항 1에 있어서,

상기 제3 도체의 폭이 상기 제2 도체의 폭 이상인 것을 특징으로 하는 접속장치.
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청구항 1 또는 2에 기재한 접속장치를 이용한 배전반.
청구항 3에 기재한 접속장치를 이용한 배전반.
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