KR101704989B1

KR101704989B1 - 회로차단기의 가동접촉자

Info

Publication number: KR101704989B1
Application number: KR1020150062045A
Authority: KR
Inventors: 박종덕
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2015-04-30
Filing date: 2015-04-30
Publication date: 2017-02-10
Also published as: KR20160130058A

Abstract

회전동작하여 고정접촉자에 전기적으로 연결되며, 아크접점과 가동접점을 구비하는 회로차단기의 가동접촉자가 개시된다.
개시되는 회로차단기의 가동접촉자는 제1 가동주접점을 구비하는 제1 타입 핑거; 제2 가동주접점을 구비하며, 상기 제2 가동주접점의 상방에 가동아크접점을 구비하는 제2 타입 핑거; 상기 제1 타입 핑거 및 상기 제2 타입 핑거가 회전가능하게 결합되는 회전축; 상기 제1 타입 핑거 및 상기 제2 타입 핑거의 후단을 지지하는 접압스프링; 및 상기 제1 타입 핑거 및 제2 타입 핑거의 전단을 지지하는 지지프레임;을 포함하고, 상기 제2 타입 핑거는 상기 제2 가동주접점이 상기 제1 가동주접점보다 전방으로 돌출되도록 구성고, 투입(Close)시에 상기 가동아크접점, 상기 제2 가동주접점 및 상기 제1 가동주접점 순으로 고정 접촉자에 접촉되고, 차단(Open)시에 상기 제1 가동주접점, 상기 제2 가동주접점 및 상기 가동아크접점 순으로 고정 접촉자에서 분리되도록 구성되고, 상기 제1 타입 핑거에는 한 개의 접압스프링이 구비되고, 상기 제2 타입 핑거에는 두 개의 접압스프링이 구비된다.

Description

회로차단기의 가동접촉자{MOVABLE CONTACT OF CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 회로차단기의 가동접촉자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 회전동작하여 고정접촉자에 전기적으로 연결되며, 아크접점과 가동접점을 구비하는 회로차단기의 가동접촉자에 관한 것이다.

송변전 계통이나 전기회로에 사고전류가 발생할 경우에 회로를 차단시키는 회로차단기 중에서 기중차단기(ACB, Air circuit Breaker)는 아크를 소호시키는 소호매체로서 공기를 사용한다.

이러한 기중차단기는 메커니즘에 의해 가동되는 가동접촉자를 고정접촉자에 접촉 및 분리시킴으로써, 계통이나 회로를 개폐할 수 있다.

일반적으로 기중차단기에 구비되는 가동접촉자 및 고정접촉자는 계통이나 회로에 흐르는 주전류의 통전경로를 구성하는 주접점과, 차단기의 투입 및 차단시 가동접촉자와 고정접촉자에서 발생하는 아크의 이동경로를 구성하는 아크접점을 구비한다.

한편, 상기 가동접촉자는 케이스와, 상기 케이스에 구비되는 복수의 핑거를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 핑거에는 주접점과 아크접점이 구비된다.

이러한 가동접촉자 구조는 공개특허 제10-2009-0006677호에 개시되어 있다.

그러나, 공개특허 제10-2009-0006677호에 개시된 가동접촉자는 각각의 핑거에 모두 아크접점이 구비되는 구조이므로, 아크의 발생범위를 불필요하게 확장시킨다는 단점이 있다.

이를 보완하여, 공개특허 제10-2009-0019295호에 개시된 가동접촉자는 복수의 핑거 중에서 양측에 배치되는 일부의 핑거에 아크접점이 없는 형태로 구성되어, 아크의 발생범위를 줄여서 가동접촉자의 아크에 의한 손상을 감소시킨다.

그러나, 공개특허 제10-2009-0019295호에 개시된 가동접촉자는 아크접점이 있는 핑거와 아크접점이 없는 핑거의 주접점이 모두 동시에 고정접촉자에 접촉 및 분리되므로, 아크접점이 없는 핑거에 구비된 주접점이 소손된다는 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 접점의 소손이 방지되는 회로차단기의 가동접촉자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 제1 가동주접점을 구비하는 제1 타입 핑거; 제2 가동주접점을 구비하며, 상기 제2 가동주접점의 상방에 가동아크접점을 구비하는 제2 타입 핑거; 상기 제1 타입 핑거 및 상기 제2 타입 핑거가 회전가능하게 결합되는 회전축; 상기 제1 타입 핑거 및 상기 제2 타입 핑거의 후단을 지지하는 접압스프링; 및 상기 제1 타입 핑거 및 제2 타입 핑거의 전단을 지지하는 지지프레임;을 포함하고, 상기 제2 타입 핑거는 상기 제2 가동주접점이 상기 제1 가동주접점보다 전방으로 돌출되도록 구성고, 투입(Close)시에 상기 가동아크접점, 상기 제2 가동주접점 및 상기 제1 가동주접점 순으로 고정 접촉자에 접촉되고, 차단(Open)시에 상기 제1 가동주접점, 상기 제2 가동주접점 및 상기 가동아크접점 순으로 고정 접촉자에서 분리되도록 구성되고, 상기 제1 타입 핑거에는 한 개의 접압스프링이 구비되고, 상기 제2 타입 핑거에는 두 개의 접압스프링이 구비되는 회로차단기의 가동접촉자를 제공한다.

삭제

또한, 일 실시예에서, 상기 제1 가동주접점은 상기 제2 가동주접점에 대응하는 높이에 형성될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 제1 타입 핑거는 복수의 상기 제2 타입 핑거의 양측에 대칭되게 배치될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 상기 제1 타입 핑거는 복수의 상기 제2 타입 핑거의 양측에 복수개씩 구비될 수 있다.

삭제

이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 가동도체를 구성하는 핑거의 소손이 방지된다는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가동접촉자가 회로차단기에 설치된 상태를 나타내는 측면도.
도 2의 (a), (b) 및 (c)는 도 1에 도시된 가동접촉자가 전기적으로 연결되는 고정접촉자의 사시도, 정면도 및 측면도.
도 3은 도 1에 도시된 가동접촉자의 사시도.
도 4는 도 1에 도시된 가동접촉자의 정면도.
도 5는 도 1에 도시된 가동접촉자의 분해사시도.
도 6은 도 1에 도시된 가동접촉자의 측단면도.
도 7은 도 1에 도시된 가동접촉자의 평면도.
도 8은 도 1에 도시된 가동접촉자와 고정접촉자의 아크접점이 연결된 상태의 측면도.
도 9는 제2 가동주접점이 고정주접점에 연결된 상태의 측면도.
도 10은 제1 가동주접점과 제2 가동주접점이 고정주접점에 연결된 상태의 측면도.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가동접촉자에 대해서 살펴본다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 가동접촉자(100)는 케이스(110), 사이드플레이트(120), 지지프레임(130), 제1 타입 핑거(140), 제2 타입 핑거(150), 회전축(160) 및 접압스프링(170)을 포함할 수 있다.

상기 케이스(110)는 도 5에 도시된 바와 같이 전면(前面)이 개방된 절연체로 이루어질 수 있다.

이러한 케이스(110)는 후술할 사이드플레이트(120)의 하단에 구비되는 축부(122)를 기준으로 도 1의 고정접촉자(20) 방향으로 회전가능하게 구성될 수 있다.

또한, 케이스(110)에는 링크(12)가 결합될 수 있다.

상기 링크(12)는 도 1에 도시된 바와 같이 회로차단기의 투입 및 차단 동작을 수행하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 가동접촉자(100)를 구동시키는 다양한 기계요소로 이루어진 메커니즘(10)의 동력을 케이스(110)에 전달하는 역할을 수행할 수 있다.

또한, 케이스(110)의 내측에는 후술할 접압스프링(170)이 수용되는 수용홈(112)과, 후술할 회전축(160)이 결합될 수 있는 축홈(114)이 구비될 수 있다.

상기 사이드플레이트(120)는 케이스(110)의 양측에 결합되는 판상의 절연부재로서, 후술할 회전축(160)의 양단을 지지할 수 있다.

일 실시예에서, 사이드플레이트(120)의 하단에는 축부(122)가 구비되며, 이러한 축부(122)는 메커니즘(10)에 회전가능하게 결합될 수 있다.

상기 지지프레임(130)은 후술할 제1 타입 핑거(140) 및 제2 타입 핑거(150)의 전단을 지지하도록 케이스(110)에 결합될 수 있다.

이러한 지지프레임(130)은 제1 타입 핑거(140) 및 제2 타입 핑거(150)가 케이스(110)의 전방으로 이탈되지 않도록 할 수 있다.

상기 제1 타입 핑거(140)는 하측이 부하측터미널(30)과 전기적으로 연결되고 상측이 가동접촉자(100)와 전기적으로 연결 및 분리되며, 계통의 통전경로를 구성할 수 있다.

제1 타입 핑거(140)는 후술할 회전축(160)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

이러한 제1 타입 핑거(140)는 제1 가동주접점(142)을 구비할 수 있다.

상기 제1 가동주접점(142)은 제1 타입 핑거(140)의 전면에 구비되며, 회로차단기의 투입시 고정접촉자(20)의 고정주접점(22)에 접촉될 수 있다.

일 실시예에서, 제1 가동주접점(142)은 도 4에 도시된 바와 같이 후술할 제2 가동주접점(152)에 대응하는 높이에 형성될 수 있다.

다시 말해, 제1 가동주접점(142)과 제2 가동주접점(152)은 동일한 높이에 형성될 수 있다.

만약, 제1 가동주접점(142)과 제2 가동주접점(152)이 서로 다른 높이에 형성되는 경우에는 후술할 제1 가동주접점(142) 및 제2 가동주접점(152) 간 단차(d)구조와 무관하게 제1 가동주접점(142) 및 제2 가동주접점(152)이 고정주접점(22)에 접촉 및 분리되는 동작에 시간차가 발생할 수 있다.

이러한 제1 가동주접점(142)의 형상 및 재질은 특별히 한정되지 않으며, 종래에 널리 사용되는 다양한 형태의 접점으로 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 제1 타입 핑거(140)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 후술할 복수의 제2 타입 핑거(150)의 양측에 대칭되게 배치될 수 있다.

이를 통해, 가동접촉자(100)의 외측에는 아크가 발생하지 않게 되므로, 가동접촉자(100)와 회로차단기의 다른 기계 요소간 절연성이 향상될 수 있다.

또한, 일 실시예에서, 제1 타입 핑거(140)는 후술할 제2 타입 핑거(150)의 양측에 복수개씩 구비될 수 있다. 이를 통해, 아크가 발생하지 않으면서 주전류가 통전되는 경로가 넓게 확보될 수 있게 된다.

그러나, 제1 타입 핑거(140)는 배치 개수가 전술한 바에 한정되는 것은 아니며, 제2 타입 핑거(150)의 양측 각각에 단수개씩 구비될 수도 있다.

상기 제2 타입 핑거(150)는 제1 타입 핑거(140)와 마찬가지로 하측이 부하측터미널(30)과 전기적으로 연결되고 상측이 가동접촉자(100)와 전기적으로 연결 및 분리되며, 계통의 통전경로를 구성할 수 있다.

제2 타입 핑거(150)는 후술할 회전축(160)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

이러한 제2 타입 핑거(150)는 제2 가동주접점(152) 및 가동아크접점(154)을 구비할 수 있다.

상기 제2 가동주접점(152)은 제2 타입 핑거(150)의 전면에 구비되며, 회로차단기의 투입시 고정접촉자(20)의 고정주접점(22)에 접촉될 수 있다.

이러한 제2 가동주접점(152)의 형상 및 재질은 특별히 한정되지 않으며, 종래에 널리 사용되는 다양한 형태의 접점으로 구성될 수 있다.

또한, 상기 가동아크접점(154)은 제2 가동주접점(152)의 상방에 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 가동아크접점(154)은 제2 타입 핑거(150)의 상측이 후방으로 꺾어지는 절곡부에 구비될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이러한 가동아크접점(154)은 회로차단기의 투입 및 차단시 접점에서 발생하는 아크가 이동하는 경로를 구성할 수 있다.

한편, 일 실시예에서, 제2 타입 핑거(150)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 케이스(110)의 중앙부에 복수개가 구비될 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따른 가동접촉자(100)는 아크 발생영역이 몸체의 중앙부로 한정될 수 있게 된다.

상기 회전축(160)은 제1 타입 핑거(140) 및 제2 타입 핑거(150)를 회전 가능하게 지지할 수 있다.

회전축(160)은 일단이 일측 사이드플레이트(120)에 결합되고, 타단이 타측 사이드플레이트(120)에 결합되며, 복수의 제1 타입 핑거(140) 및 복수의 제2 타입 핑거(150)를 관통하도록 구비될 수 있다.

상기 접압스프링(170)은 제1 타입 핑거(140) 및 제2 타입 핑거(150)의 후단을 지지하며, 제1 타입 핑거(140) 및 제2 타입 핑거(150)에 전방으로 미는힘을 가할 수 있다.

이러한 접압스프링(170)은 회로차단기의 투입시 접점 간 접촉 압력을 가할 수 있고, 회로차단기의 차단시 접점 간 반발력을 제공할 수 있다.

일 실시예에서, 접압스프링(170)은 케이스(110)의 수용홈(112)에 수용되며, 일단이 케이스(110)에 지지되고 타단이 제1 타입 핑거(140) 및 제2 타입 핑거(150)의 후단에 지지되는 압축코일스프링으로 구성될 수 있다.

한편, 일 실시예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 제1 타입 핑거(140)에는 한 개의 접압스프링(170)이 구비되고, 제2 타입 핑거(150)에는 두 개의 접압스프링(170)이 상하로 구비될 수 있다.

제2 타입 핑거(150)는 아크가 이동하는 가동아크접점(154)을 구비하므로, 회로차단기의 투입 및 차단시 가동아크점점과 고정아크접점(24) 간에 높은 전기적 반발력이 발생할 수 있으며, 이러한 제2 타입 핑거(150)를 안정적으로 지지할 수 있도록, 제2 타입 핑거(150)에는 높은 탄성력이 가해질 수 있도록 두 개의 접압스프링(170)이 구비될 수 있다.

여기서, 접압스프링(170)의 개수는 특별히 한정되지 않으며, 필요에 따라 조정될 수도 있다.

한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 가동접촉자(100)는 투입시에 가동아크접점(154), 제2 가동주접점(152) 및 제1 가동주접점(142) 순으로 각각의 접점이 시간차를 두고 고정접촉자(20)에 접촉되고, 차단시에 제1 가동주접점(142), 제2 가동주접점(152) 및 가동아크접점(154) 순으로 각각의 접점이 시간차를 두고 고정접촉자(20)에서 분리되도록 구성된다.

이를 위해, 일 실시예에서, 제2 타입 핑거(150)는 외력이 작용하지 않는 경우에 제2 가동주접점(152)이 제1 가동주접점(142)보다 전방으로 돌출되도록 구성될 수 있다.

즉, 제1 타입 핑거(140) 및 제2 타입 핑거(150)에 외력이 작용하지 않는 경우에, 제1 타입 핑거(140)와 제2 타입 핑거(150)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 제1 가동주접점(142)과 제2 가동주접점(152) 간에 단차(d)가 형성되도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 단차(d)의 크기는 특별히 한정되지 않으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 가동접촉자(100)의 사양에 따라 다양하게 정해질 수 있다.

이하, 도 8 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 가동접촉자(100)의 투입 및 차단시 동작에 대해서 설명한다.

회로차단기의 투입시, 케이스(110)가 축부(122)를 기준으로 고정접촉자(20) 방향으로 회전되면, 도 8에 도시된 바와 같이 가동아크접점(154)과 고정아크접점(24)이 첫 번째로 접촉된다. 이때, 접점에 발생하는 아크는 고정아크접점(24)을 통해 이동하여 제거될 수 있다.

그리고, 케이스(110)가 고정접촉자(20) 방향으로 계속 회전되면, 도 9에 도시된 바와 같이 두 번째로 제2 가동주접점(152)이 고정주접점(22)에 접촉된다.

이때, 케이스(110)가 계속 회전되는데도 불구하고 제2 가동주접점(152)이 고정주접점(22)에 접촉되어 더 이상 전방으로 이동이 되지 않으므로, 제2 타입 핑거(150)는 회전축(160)을 기준으로 케이스(110)의 회전방향과 반대방향으로 회전하게 되고, 이로 인해, 가동아크접점(154)과 고정아크접점(24)이 분리되게 된다.

여기서, 제2 가동주접점(152)과 고정주접점(22)의 접촉동작과 가동아크접점(154)과 고정아크접점(24)의 분리동작은 거의 동시에 이루어 진다.

이후, 케이스(110)가 고정접촉자(20) 방향으로 계속 회전되면, 도 10에 도시된 바와 같이 세 번째로 제1 가동주접점(142)이 고정주접점(22)에 접촉된다.

한편, 회로차단기의 차단시, 케이스(110)가 고정접촉자(20)에서 멀어지는 방향으로 회전되며, 도 9에 도시된 바와 같이 첫번째로 제1 가동주접점(142)이 고정주접점(22)에서 분리된다.

그리고, 두 번째로, 도 8에 도시된 바와 같이 제2 가동주접점(152)이 고정주접점(22)에서 분리된다.

이후, 세 번째로, 제2 타입 핑거(150)의 가동아크접점(154)이 고정아크접점(24)에서 분리된다.

즉, 차단시 동작은 투입시 동작이 역순으로 진행된다.

전술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 가동접촉자(100)는 투입시 아크접점이 있는 핑거가 고정접촉자(20)에 먼저 접촉된 후 아크접점이 없는 핑거가 고정접촉자(20)에 접촉되고, 차단시 아크접점이 있는 핑거가 고정접촉자(20)에서 먼저 분리된 후 아크접점이 없는 핑거가 고정접촉자(20)에서 분리되므로, 아크접점이 없는 핑거의 소손이 방지된다는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

10: 메커니즘 12: 링크
20: 고정접촉자 22: 고정주접점
24: 고정아크접점 30: 부하측터미널
100: 가동접촉자 110: 케이스
112: 수용홈 114: 축홈
120: 사이드플레이트 122: 축부
130: 지지프레임 140: 제1 타입 핑거
142: 제1 가동주접점 150: 제2 타입 핑거
152: 제2 가동주접점 154: 가동아크접점
160: 회전축 170: 접압스프링
d: 단차

Claims

제1 가동주접점을 구비하는 제1 타입 핑거;
제2 가동주접점을 구비하며, 상기 제2 가동주접점의 상방에 가동아크접점을 구비하는 제2 타입 핑거;
상기 제1 타입 핑거 및 상기 제2 타입 핑거가 회전가능하게 결합되는 회전축;
상기 제1 타입 핑거 및 상기 제2 타입 핑거의 후단을 지지하는 접압스프링; 및
상기 제1 타입 핑거 및 제2 타입 핑거의 전단을 지지하는 지지프레임;을 포함하고,
상기 제2 타입 핑거는 상기 제2 가동주접점이 상기 제1 가동주접점보다 전방으로 돌출되도록 구성되고,
투입(Close)시에 상기 가동아크접점, 상기 제2 가동주접점 및 상기 제1 가동주접점 순으로 고정 접촉자에 접촉되고,
차단(Open)시에 상기 제1 가동주접점, 상기 제2 가동주접점 및 상기 가동아크접점 순으로 고정 접촉자에서 분리되도록 구성되고,
상기 제1 타입 핑거에는 한 개의 접압스프링이 구비되고, 상기 제2 타입 핑거에는 두 개의 접압스프링이 구비되는 회로차단기의 가동접촉자.
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 가동주접점은 상기 제2 가동주접점에 대응하는 높이에 형성되는 회로차단기의 가동접촉자.
제1항에 있어서,
상기 제1 타입 핑거는 복수의 상기 제2 타입 핑거의 양측에 대칭되게 배치되는 회로차단기의 가동접촉자.
제4항에 있어서,
상기 제1 타입 핑거는 복수의 상기 제2 타입 핑거의 양측에 복수개씩 구비되는 회로차단기의 가동접촉자.
삭제