KR101204979B1 - 순시 트립 구조의 저압 차단기 - Google Patents

Abstract

순시 트립 구조의 저압 차단기는 핸들의 핸들핀을 통해 프레임에 장착되어 상기 핸들핀을 축으로 하여 회전 구동 가능한 회전 경로를 가지는 아마추어 아세이; 상기 아마추어 아세이와 대향하게 고정 설치되고 순시 전류 발생시 자기 흡입력을 발생시켜 상기 아마추어 아세이를 회전 구동하는 고정코아; 및 상기 아마추어 아세이의 하부에 형성되고, 상기 아마추어 아세이가 회전 구동에 따라 상기 아마추어 아세이의 하단부 일측이 이동하여 충돌하는 경우, 하부로 회전하는 트립바; 및 상기 트립바의 일측에 형성된 걸림턱에 일단이 걸려 있고, 타단이 가동자접점에 연결되어 상기 트립바가 하부로 회전하는 경우, 상기 걸림턱에서 일단이 해제되어 시계 반대 방향으로 회전하게 되면서 가동자접점을 트립 위치로 분리하는 래치를 포함한다.

Description

순시 트립 구조의 저압 차단기{Low Voltage Breaker of Instant Trip Structure}

본 발명은 저압 차단기로서, 특히 단락 사고 발생시 차단 시간을 줄여 차단 용량이 증대되도록 아마추어 아세이, 트립바, 래치의 구조를 개선한 순시 트립 구조의 저압 차단기에 관한 것이다.

일반적으로 산업용 전기에 있어서 과부하 및 단락 사고시 이를 필요 조건 내에 차단시켜 인명과 재산을 보호함을 목적으로 저압 차단기를 사용하는데 특히 단락 사고시 회로를 얼마나 고속 차단시키는가 하는 문제가 회로 차단기에 있어 매우 중요시되고 있다.

저압 차단기는 크게 나누어 전원측과 부하측을 연결하는 단자부와, 고정자와 가동자의 접촉이 이루어지도록 개폐를 시켜주는 기구부와, 전원측에서 과전류나 순시전류 또는 단락전류 등이 이상 전류가 발생할 때 이를 감지하여 기구부를 동작시켜 전원이 차단되도록 트립(Trip)을 유도하는 트립부로 이루어져 있다.

이러한 저압 차단기는 이상 전류의 발생시 차단기의 인위적인 개폐와 상관없이 차단기 내에서 이를 감지하여 자동으로 전류를 차단시켜 주는데 이를 통상의 트립이라 한다.

특히 순시전류 통과시 발생되는 트립은 차단기에 인가되는 전류가 순간적으로 정격전류의 일정 배율로 인가될 때 이를 감지하여 일정 배율에 적당한 시간에 트립을 시켜주는 것을 말하며 이러한 기능을 순시 트립 기능이라 한다.

즉, 단락전류 등의 비정상적인 큰 전류가 흐를 경우, 저압 차단기는 순간적으로 전로를 차단하여 부하측을 보호하게 되는데 이를 순시 동작이라고 한다.

도 1은 종래 기술에 따른 저압 차단기를 정상 동작과 순시 동작을 나타낸 도면이다.

종래의 저압 차단기의 트립바(10)는 과전류나 단락전류 통과시 바이메탈(20) 자체에서 발생되는 열에 의해 바이메탈(20)의 특성인 열팽창 계수의 차로 열팽창 계수가 적은쪽으로 휘는 성질이 있으며 이러한 휘는 성질에 의해 트립바(10)를 회전시켜 래치(미도시)를 동작하고 가동자접점이 분리되어 차단 동작을 수행한다.

그러나 종래의 저압 차단기는 단락전류 발생시 바이메탈(20)의 휘는 동작이 이루어지는 시간이 10msec 이상이 걸려 2kA 이상의 단락 사고 발생시 차단 시간이 지연되어 차단 용량의 증대가 어려운 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 저압 차단기의 아마추어 아세이, 트립바, 래치의 구조를 개선하여 단락 사고 발생시 차단 시간을 줄여 차단 용량을 증대시키는데 그 목적이 있다.

이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 순시 트립 구조의 저압 차단기는 핸들의 핸들핀을 통해 프레임에 장착되어 상기 핸들핀을 축으로 하여 회전 구동 가능한 회전 경로를 가지는 아마추어 아세이; 상기 아마추어 아세이와 대향하게 고정 설치되고 순시 전류 발생시 자기 흡입력을 발생시켜 상기 아마추어 아세이를 회전 구동하는 고정코아; 및 상기 아마추어 아세이의 하부에 형성되고, 상기 아마추어 아세이가 회전 구동에 따라 상기 아마추어 아세이의 하단부 일측이 이동하여 충돌하는 경우, 하부로 회전하는 트립바; 및 상기 트립바의 일측에 형성된 걸림턱에 일단이 걸려 있고, 타단이 가동자접점에 연결되어 상기 트립바가 하부로 회전하는 경우, 상기 걸림턱에서 일단이 해제되어 시계 반대 방향으로 회전하게 되면서 가동자접점을 트립 위치로 분리하는 래치를 포함하며,
상기 아마추어 아세이는 상기 고정코아가 자화되어 전자력이 발생하면, 상기 고정코아 측의 방향으로 회전하는 길이 방향의 금속으로 형성된 복수의 아마추어 아세이B; 상기 각각의 아마추어 아세이B의 일측 끝단과 연결되고 타측 끝단에 회전 구동하는 핸들핀이 형성되는 소정의 길이로 형성된 제1 아세이영역과, 상기 제1 아세이영역의 하부 방향으로 연장되어 서로 일정 거리 이격된 상기 제1 아세이영역 간을 연결하는 제2 아세이영역으로 이루어져 있는 아마추어 아세이A; 및 상기 제2 아세이영역의 일측으로부터 수평 방향으로 돌출되어 상기 제1 아세이영역과 일정 거리 이격되어 형성되고, 상기 제2 아세이영역 측과 멀어지는 방향의 일측 끝단이 갈고리 형태로 돌출된 접촉부를 포함한다.

전술한 구성에 의하여, 본 발명은 단락 전류 발생시 바이메탈의 휘는 동작이 이루어지는 시간이 10msec 이상이 걸리는 것을 전자석의 자기 흡입력을 이용하여 5msec 이하로 줄여 2kA 이상의 단락 사고 발생시 차단 시간이 줄어 차단 용량이 증대되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 저압 차단기를 정상 동작과 순시 동작을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저압 차단기를 정상 동작과 순시 동작으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 저압 차단기에서 아마추어 아세이, 래치, 트랩바의 부분을 나타낸 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 저압 차단기에서 아마추어 아세이, 래치, 트랩바의 부분을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 아마추어 아세이를 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 저압 차단기의 오프 동작을 나타낸 단면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 저압 차단기의 온 동작을 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에따른 저압 차단기의 차단 동작을 나타낸 단면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 저압 차단기를 정상 동작과 순시 동작으로 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 저압 차단기에서 아마추어 아세이, 래치, 트랩바의 부분을 나타낸 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 저압 차단기에서 아마추어 아세이, 래치, 트랩바의 부분을 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 아마추어 아세이를 나타낸 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 순시 트립 구조의 저압 차단기는 아마추어 아세이B(210)와 아마추어 아세이A(220)로 이루어진 아마추어 아세이(200)를 핸들핀(110)을 이용하여 프레임(120)에 장착하고 핸들핀(110)을 축으로 하여 회전 운동을 하는 구조로 단락 전류 통과시 바이메탈이 휘어지기 이전에 전자석 동작 원리와 같이, 단락 전류에 의해 고정코아(300)가 자화되어 전자력이 발생된다.

저압 차단기는 고정코아(300)의 전자력에 의해 아마추어 아세이B(210)와 고정코아(300) 간의 자기 흡입력이 발생되어 그 자기 흡입력에 의해 아마추어 아세이(200)가 고정코아(300) 측으로 회전하면서 트립바(400)를 회전시키면, 트립바(400)에 걸려 있는 래치(500)가 회전하여 가동자접점을 트립 위치로 분리되어 회로를 차단시키는 온 또는 오프 동작을 수행하게 된다.

본 발명의 저압 차단기는 단락 전류 발생시 바이메탈의 휘는 동작이 이루어지는 시간이 10msec 이상이 걸리는 것을 전자석의 자기 흡입력을 이용하여 5msec 이하로 줄여 2kA 이상의 단락 사고 발생시 차단 시간이 줄어 차단 용량이 증대되는 효과가 있다.

이러한 효과를 나타내기 위한 구성으로 아마추어 아세이(200), 고정코아(300), 트립바(400), 래치(500)의 순시 트립 구조는 도 2 내지 도 5에 나타낸 바와 같다.
도 5를 참조하면, 아마추어 아세이(200)는 복수의 아마추어 아세이B(210)와, 각각의 아마추어 아세이B(210)와 연결된 아마추어 아세이A(220) 및 접촉부(230)를 포함한다.
복수의 아마추어 아세이B(210)는 고정코아(300)가 자화되어 전자력이 발생하면, 고정코아(300) 측의 방향으로 회전하는 길이 방향의 금속으로 형성된다.
아마추어 아세이A(220)는 각각의 아마추어 아세이B(210)의 일측 끝단과 연결되고 타측 끝단에 회전 구동하는 핸들핀(110)이 형성된 소정 길이의 제1 아세이영역(220a)과, 제1 아세이영역(220a)의 하부 방향으로 연장되어 서로 일정 거리 이격된 제1 아세이영역(220a) 간을 연결하는 '

'형태의 제2 아세이영역(220b)을 포함한다. 여기서, 제1 아세이영역(220a)과 제2 아세이영역(220b)은 절연물로 형성되어 있다.
접촉부(230)는 제2 아세이영역(220b)의 일측으로부터 직각 방향으로 돌출되어 제1 아세이영역(220a)과 일정 거리 이격되어 형성되고 제2 아세이영역(220b) 측과 멀어지는 방향으의 일측 끝단이 갈고리 형태로 돌출되어 형성된다.

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고정코아(300)는 아마추어 아세이(200)와 대향하게 고정 설치되고 순시 전류 발생시 자기 흡입력을 발생시켜 아마추어 아세이(200)를 회전 구동한다.

트립바(400)는 아마추어 아세이(200)의 하부에 형성되고 아마추어 아세이(200)의 회전 구동에 따라 아마추어 아세이(200)의 일측에 형성된 접촉부(230)가 위에서 아래로 이동하여 충돌되는 경우, 충돌의 힘으로 인해 하부로 회전한다.

트립바(400)는 일측에 래치(500)의 일단이 걸릴 수 있도록 걸림턱(410)이 형성되고 아마추어 아세이(200)의 접촉부(230)와 접촉하도록 길이 방향으로 형성되어 있다.

래치(500)는 트립바(400)의 일단의 걸림턱(410)에 일단이 걸려 있고, 타단이 가동자접점(600)에 연결되어 트립바(400)가 하부로 회전하는 경우, 걸림턱(410)에서 일단이 해제되어 시계 반대 방향으로 회전하게 되면서 가동자접점(600)을 트립 위치로 분리한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, '

'형태의 제2 아세이영역(220b)에는 중앙의 공간부에 핸들(100)이 위치하고, 각 아마추어 아세이B(210) 사이에는 'ㄷ' 형태의 프레임(120)이 형성되고 프레임(120)의 내부에 래치(500)가 위치한다.

본 발명의 실시예에 따른 아마추어 아세이(200)는 아마추어 아세이B(210)가 두 개로 구성되고 두 개의 아마추어 아세이B(210) 간을 아마추어 아세이A(220)로 연결하고 있지만, 아마추어 아세이B(210)를 3개 이상으로 구성할 수도 있다. 아마추어 아세이B(210)가 3개인 경우, 아마추어 아세이A(220)는 '

' 형태로 형성된다.

도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 이와 같은 구성된 본 발명의 실시예에 따른 순시 트립 구조의 저압 차단기의 동작 방법은 다음과 같다.

저압 차단기는 오프 동작 상태에서 핸들(100)을 아래에서 위로 올리면, 래치(500)를 회전하여 가동자접점(600)이 연결되어 회로의 온 동작을 수행한다.

단락 전류가 발생하는 경우, 고정코아(300)가 자화되어 전자력이 발생되고 고정코아(300)의 자기 흡입력에 의해 아마추어 아세이B(210)가 고정코아(300) 측으로 회전한다.

아마추어 아세이B(210)가 고정코아(300) 측으로 회전함에 따라 아마추어 아세이(200)의 하부에 형성된 접촉부(230)가 위에서 아래로 이동하면서 트립바(400)와 충돌하게 된다.

이러한 충돌의 힘에 의해 트립바(400)가 회전하면서 트립바(400)의 걸림턱(410)에 걸려 있는 래치(500)의 일단이 풀리면서 회전한다.

래치(500)의 회전함에 따라 래치(500)의 타단에 연결되어 있는 가동자접점(600)이 트립 위치로 분리되어 회로를 오프 상태로 차단하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및/또는 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하기 위한 프로그램, 그 프로그램이 기록된 기록 매체 등을 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

100: 핸들
110: 핸들핀
120: 프레임
200: 아마추어 아세이
210: 아마추어 아세이B
220: 아마추어 아세이A
220a: 제1 아세이영역
220b: 제2 아세이영역
230: 접촉부
300: 고정코아
400: 트립바
410: 걸림턱
500: 래치
600: 가동자접점

Claims (4)

1. 핸들의 핸들핀을 통해 프레임에 장착되어 상기 핸들핀을 축으로 하여 회전 구동 가능한 회전 경로를 가지는 아마추어 아세이;
   상기 아마추어 아세이와 대향하게 고정 설치되고 순시 전류 발생시 자기 흡입력을 발생시켜 상기 아마추어 아세이를 회전 구동하는 고정코아; 및
   상기 아마추어 아세이의 하부에 형성되고, 상기 아마추어 아세이가 회전 구동에 따라 상기 아마추어 아세이의 하단부 일측이 이동하여 충돌하는 경우, 하부로 회전하는 트립바; 및
   상기 트립바의 일측에 형성된 걸림턱에 일단이 걸려 있고, 타단이 가동자접점에 연결되어 상기 트립바가 하부로 회전하는 경우, 상기 걸림턱에서 일단이 해제되어 시계 반대 방향으로 회전하게 되면서 가동자접점을 트립 위치로 분리하는 래치를 포함하며,
   상기 아마추어 아세이는 상기 고정코아가 자화되어 전자력이 발생하면, 상기 고정코아 측의 방향으로 회전하는 길이 방향의 금속으로 형성된 복수의 아마추어 아세이B;
   상기 각각의 아마추어 아세이B의 일측 끝단과 연결되고 타측 끝단에 회전 구동하는 핸들핀이 형성되는 소정의 길이로 형성된 제1 아세이영역과, 상기 제1 아세이영역의 하부 방향으로 연장되어 서로 일정 거리 이격된 상기 제1 아세이영역 간을 연결하는 제2 아세이영역으로 이루어져 있는 아마추어 아세이A; 및
   상기 제2 아세이영역의 일측으로부터 수평 방향으로 돌출되어 상기 제1 아세이영역과 일정 거리 이격되어 형성되고, 상기 제2 아세이영역 측과 멀어지는 방향의 일측 끝단이 갈고리 형태로 돌출된 접촉부
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 순시 트립 구조의 저압 차단기.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 아마추어 아세이A에는 중앙의 공간부에 상기 핸들이 위치하고 상기 각 아마추어 아세이B 사이에는 'ㄷ' 형태의 프레임이 형성되고 상기 프레임의 내부에 상기 래치가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 순시 트립 구조의 저압 차단기.
4. 제1항에 있어서,
   상기 아마추어 아세이B는 3개로 형성하고 상기 아마추어 아세이B 간을 '

   

   ' 형태의 아마추어 아세이A로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 순시 트립 구조의 저압 차단기.

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