KR101874376B1

KR101874376B1 - 누전시험회로를 이용한 순시트립장치

Info

Publication number: KR101874376B1
Application number: KR1020160162397A
Authority: KR
Inventors: 김현동; 안평기
Original assignee: 상도전기통신(주)
Priority date: 2016-11-30
Filing date: 2016-11-30
Publication date: 2018-07-04
Anticipated expiration: 2036-11-30
Also published as: KR20180062300A

Abstract

본 발명은 순시트립장치에 관한 것으로서, 누전 및 배선차단기의 테스트버튼을 누르는 동작과 동일한 방식의 누전시험회로를 이용하여 병렬로 동작하도록 구현한 누전시험회로를 이용한 순시트립장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 누전시험회로를 이용한 순시트립장치는, 조작핸들, 통전을 위한 전원측 터미널과 부하측 터미널 사이에서 조작핸들에 의해 접촉 또는 분리되는 고정접촉자 및 가동접촉자, 상기 조작핸들을 트립시켜 전원을 차단하는 트립바 및 누설전류를 감지하는 영상변류기와, 트립동작을 구현하는 연산회로와, 누전시험회로에 해당하는 테스트회로부를 포함하는 전자회로부를 포함하는 배선차단기의 순시트립장치에 있어서, 상기 조작핸들에 장착되는 아마추어; 상기 가동접촉자에 결합되고 자화시 상기 아마추어를 끌어 당겨 접촉시키는 고정마그넷; 및 상기 고정마그넷의 비자화시 상기 아마추어가 원위치로 회동하도록 복원력을 제공하는 복귀스프링을 포함하고, 상기 테스트회로부는 영상변류기를 관통하여 구성되고, 상기 테스트회로부는 상기 아마추어와 도선에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.

Description

누전시험회로를 이용한 순시트립장치{INSTANTANEOUS TRIP DEVICE USING ELECTRIC LEAKAGE TEST CIRCUIT}

본 발명은 순시트립장치에 관한 것으로서, 누전 및 배선차단기의 테스트버튼을 누르는 동작과 동일한 방식의 누전시험회로를 이용하여 병렬로 동작하도록 구현한 누전시험회로를 이용한 순시트립동작 및 장치에 관한 것이다.

전기를 사용하는 전기배선회로에서 발생되는 대표적인 사고로는 누전, 감전사고와 과부하, 단락사고로 나눌 수 있다. 첫 번째로 배선차단기는 전기배선회로에서 고장전류(과부하, 단락) 발생시 자동으로 감지하여 신속하게 전로를 차단함으로써 전기배선회로에서 발생하는 사고 및 2차 파급사고를 방지하기 위해 고안된 안전장치이다. 퓨즈와는 동일한 기능을 가지지만 퓨즈의 경우 1회 자동차단이후 교체를 하는 불편이 있지만, 배선차단기의 경우 자체 고장이나 소손이 아닌 경우 계속 반복적으로 사용 가능하다는 장점이 있다. 두 번째로 누전차단기는 전기배선회로에서 누전고장(누전, 지락, 감전) 발생시 자동으로 감지하여 신속하게 전로를 차단하여 누전으로 인한 사고를 방지하기 위해 고안된 안전장치이다.

일반적으로 배선차단기는 기구를 이용한 전기(電氣),자기(磁氣)적 동작을 기반으로 기계적으로 동작 되는 것이 대부분이고, 누전차단기의 누전감지기능은 수mA의 전류를 감지하여 동작시키기 위해 전자(電子)회로를 이용한 동작을 기반으로 기계적으로 동작되는 것이 대부분이다. 즉, 배선차단기의 경우 사용전압 이하에서는 어떤 전압으로도 사용가능하며, 특히 전압의 크기보다 전류의 크기에 동작 여부가 결정되지만, 누전차단기의 경우 반드시 일정 전압(예 : AC 220V - 전자회로를 구동시키기 위해 정격사용전압이 반드시 필요)이 유지된 상태에서 기준이 되는 누전전류가 검출되었을 때 설정해둔 값 이상에서 자동차단 동작한다.

국내 누전차단기는 누전보호기능과 배선차단기의 주기능인 과부하(과전류),단락 보호 기능을 겸한 겸용 누전차단기만 사용하도록 규정되어 있어서, 누전차단기라고 하면 반드시 배선겸용 누전차단기를 말하며, 전술한 누전검출을 위한 전자회로를 반드시 포함하게 된다.

이와 같은 배선차단기는 전기배선회로 내에서 정격전류(통상 배선차단기 케이스나 개폐기구부에 표시됨)가 흐를 경우에는 개폐기구부는 ON 위치에 있고, 반면 회로 내에 과전류 등이 흐르면 트립장치가 작동하여 개폐기구부를 OFF 위치로 트립시켜 회로를 차단한다.

트립이란 배선차단기 내에 비정상전류가 발생하였을 때 차단기가 이를 감지하여 자동으로 전원을 차단하는 동작을 말한다. 트립동작은 통상적으로 차단기를 트립시키는 방식에 따라 바이메탈의 만곡 특성을 이용한 열동식(熱動式)과 열동식 기능에 추가하여 고정 및 가동철심을 이용하는 열동전자식(熱動電磁式), 실리콘 오일의 점도를 이용하는 완전전자식(完全電磁式), 반도체 소자를 이용하는 전자식(電子式) 등이 알려져 있다.

이 중 열동전자식 배선차단기에 대해서 설명하면, 일반적으로, 개폐기구, 고정접촉자, 고정접촉자에 접촉 또는 분리될 수 있는 가동접촉자, 개폐기구에 연결되어 개폐기구를 트립시킬 수 있는 트립바, 가동접촉자에 결합되어 회로에 과전류가 흐를 경우 만곡되어 트립바를 움직이게 하는 바이메탈, 바이메탈이나 차단기내부의 전로에 흐르는 전류에 의해 발생된 전자기력을 모아 자화되는 고정마그넷을 포함하여 구성된다.

이와 같은 순시트립장치를 구비하는 배선차단기는 회로 내에 과전류가 흐를 경우 고정마그넷의 자속밀도를 증대시켜 자석으로서의 역할을 하게 되며, 주변의 금속을 끌어당기게 된다. 그리고 바이메탈의 만곡에 의한 트립바를 미는 힘과 순시트립장치에 의한 트립바를 미는 힘을 통해 트립바에 구속되어 있던 레버를 해제하게 되고, 가동접촉자는 고정접촉자로부터 분리되며 개폐기구가 OFF 위치에 가게 됨으로써 열동식 차단기에 비해 차단속도가 훨씬 빠르고 확실하게 차단하게 된다.

다시 말해, 개폐기구가 OFF 위치일 때에는 고정접촉자와 가동접촉자가 접촉되지 않은 상태로서 부하측을 통해 전기를 사용할 수 없는 반면, 개폐기구가 ON 위치일 때에는 고정접촉자와 가동접촉자가 접촉하여 전류가 전원측에서 부하측으로 흐르게 된다. 흐르는 전류에 대응하여 만곡되는 바이메탈은 차단기의 정격전류 이하에서는 만곡되는 정도가 작은 상태로 트립바를 밀어서 ON 상태의 개폐기구를 트립시킬 수 없다. 왜냐하면 개폐기구가 ON 위치에 있을 때, 트립바에 레버가 구속되어 트립바를 부하측 방향으로 밀어 구속을 해제하지 못하기 때문에 개폐기구 ON 상태를 지속하게 된다.

정격전류보다 높은 전류인 과전류가 흐르면 바이메탈은 많이 휘어지게 되고, 이에 의해 트립바를 밀어서 레버의 구속을 해제시켜 개폐기구가 OFF 위치로 이동하며 고정접촉자와 가동접촉자가 분리되어 전기적인 연결이 끊어진다.

과전류는, 통상적으로, 정격전류의 1배를 약간 넘는 것에서부터 수십, 수백배 되는 경우 모두를 지칭할 수 있으나 보통은 1.25~5배이하의 과전류를 과전류; 8~20배의 과전류를 순시전류; 및 20배 이상의 과전류를 단락전류 내지는 쇼트, 합선전류라 칭한다.

특히 과전류가 아주 크지 않은 경우, 예를 들어 순시전류가 흐를 때, 바이메탈이 만곡되는 속도가 느려서 트립바를 밀어 트립하는데 시간이 걸리게 되기 때문에 트립시간이 길어져서 사고로 이어지는 경우도 종종 발생한다.

특히, 소형 차단기류에서 각종 순시전류를 만족하기 위해서는 공간적 제약과 작은 전류량에 반응하여 트립동작을 하도록 하는 구조를 구비하기가 어렵고 열동전자식의 전자력에서도 한계가 있다.

따라서, 복잡하지 않은 간단한 방식으로 전류가 아주 크지 않은 순시전류 등의 과전류 하에서도 응답속도가 빠른 순시트립장치의 개발이 필요하다.

등록실용신안공보 제20-0266485호 (등록일자: 2002.02.18.)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,

순시전류 하에서도 간단한 방식으로 트립작동을 구현할 수 있는, 응답속도가 매우 빠른 순시트립장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자(이하 '통상의 기술자')에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하고, 후술하는 본 발명의 특징적인 기능을 수행하기 위한, 본 발명의 특징은 다음과 같다.

본 발명에 따른 순시트립장치는, 조작핸들, 통전을 위한 전원측 터미널과 부하측 터미널 사이에서 조작핸들에 의해 접촉 또는 분리되는 고정접촉자 및 가동접촉자, 상기 조작핸들을 트립시켜 전원을 차단하는 트립바 및 누설전류를 감지하는 영상변류기와, 트립동작을 구현하는 연산회로와, 누전시험회로에 해당하는 테스트회로부를 포함하는 전자회로부를 포함하는 누전 및 배선차단기의 순시트립장치에 있어서, 상기 조작핸들에 장착되는 아마추어; 상기 가동접촉자에 결합되고 자화시 상기 아마추어를 끌어 당겨 접촉시키는 고정마그넷; 및 상기 고정마그넷의 비자화시 상기 아마추어가 원위치로 회동하도록 복원력을 제공하는 복귀스프링을 포함하고, 상기 테스트회로부는 영상변류기를 관통하여 구성되고, 상기 테스트회로부는 상기 아마추어와 도선에 의해 연결되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 테스트회로부는 누전시험회로 상태의 구현을 위한 테스트 플레이트를 포함하고, 상기 아마추어는 테스트 플레이트에 병렬로 연결되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 전자회로부는 트립작동을 위한 누전트립코일이 권선되는 보빈을 포함하고, 상기 보빈에는 누설전류가 감지되는 경우 트립바를 당기도록 구성되는 가동코어가 조립되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 조작핸들에는 피봇이동을 위한 피봇점이 형성되고, 상기 피봇점은 조작핸들의 가로방향으로 돌출하고 상기 아마추어가 조립되는 조작핸들핀을 포함한다.

본 발명의 누전시험회로를 이용한 순시트립장치에 따르면, 기설치되는 누전시험회로를 활용하여 매우 큰 전류가 아닌 순시전류 하에서도 간단한 방식으로 트립작동을 구현할 수 있는, 응답속도가 매우 빠른 순시트립장치를 제공한다.

본 발명의 효과는 전술한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 다른 효과들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 인식될 수 있을 것이다.

도 1은 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기의 내부도를 도시하고,
도 2는 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기의 비통전상태로서, 베이스 일부가 제거된 상태를 도시하고,
도 3은 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기의 통전상태로서, 베이스 일부가 제거된 상태를 도시하고,
도 4는 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기의 트립바가 트립된 상태를 도시하고,
도 5는 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기의 사시도를 도시하고,
도 6은 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기에 사용되는 누전시험회로를 도시하며,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 누전시험회로를 이용한 순시트립장치를 도시한다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 누전시험회로를 이용한 순시트립장치를 도시한다.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한, 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급되지 않는 한 복수형도 포함된다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자가 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.

도 1은 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기의 내부도를 도시하고, 도 2는 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기의 비통전상태로서, 베이스 일부가 제거된 상태를 도시하고, 도 3은 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기의 통전상태로서, 베이스 일부가 제거된 상태를 도시하고, 도 4는 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기의 트립바가 트립된 상태를 도시하고, 도 5는 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기의 사시도를 도시하고, 도 6은 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기에 사용되는 누전시험회로를 도시하며, 도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 누전시험회로를 이용한 순시트립장치를 도시한다. 또한, 도 8 및 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 누전시험회로를 이용한 순시트립장치를 도시한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기(1)는 베이스(2)에 장착되고 전원측과 접속되는 전원측 터미널(4)과 전자기기 등의 부하와 접속되는 부하측 터미널(6)을 포함한다.

도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 전원측 터미널(4)과 부하측 터미널(6)사이에는 통전 또는 비통전을 위한 고정접촉자(12) 및 가동접촉자(14)가 형성된다. 또한, 통전 또는 비통전을 위하여 고정접촉자(12) 및 가동접촉자(14)가 접촉 또는 분리되도록 조작될 수 있는 조작핸들(20)이 형성된다.

도 2는 조작핸들(20)이 OFF 상태로서, 전원측 터미널(4)과 부하측 터미널(6)의 비통전상태를 도시한다. 이와 같이, 고정접촉자(12)와 가동접촉자(14)가 분리되어 있을 경우 전원측 및 부하측 터미널(4, 6) 사이에 전류가 흐르지 않는다.

이와 반대로, 도 3에서는 조작핸들(20)이 ON 상태로서, 전원측 터미널(4)과 부하측 터미널(6)의 통전상태를 도시한다. 즉, 전원측 터미널(4)과 부하측 터미널(8)은, 고정접촉자(12)와 가동접촉자(14)가 접촉되어 있을 경우, 전로가 형성되어 전원측 및 부하측 터미널(4, 6)은 통전상태가 된다.

도 2 및 도 3를 참조하면, 누전 및 배선차단기(1)의 베이스(2)에는 조작핸들(20)를 회동가능하게 장착하기 위한 프레임(8)이 형성된다. 조작핸들(20)는 조작핸들 자체에 형성되는 피봇점에 대하여 피봇이동가능하게 구성된다. 피봇점은 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같은 조작핸들핀(22)이 형성된 점에 해당할 수 있다. 조작핸들핀(22)은 조작핸들(20)로부터 조작핸들(20)의 가로방향으로 돌출하도록 형성된다. 도면에는 조작핸들핀(22)이 원통형으로 도시되어 있지만 그와 같은 형상에 제한되지 않는다는 것이 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 것이다.

한편, 프레임(8)에는 피봇점과 동심으로 형성되는 구멍이 형성된다. 상기 구멍과 조작핸들(20)의 피봇점이 일치하도록 하고, 조작핸들핀(22)에 의해 프레임(8)에 조작핸들(20)가 피봇가능하게 장착된다.

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 조작핸들(20)는 사용자의 작동에 따라 개폐위치인 ON 위치 또는 OFF 위치로 조작될 수 있다. 조작핸들(20)는 조작핸들(20)의 일측에 형성되는 링크부재(24)에 의해 레버(26)에 연결된다. 레버(26)는 조작핸들의 조작에 따라 상하운동을 하도록 구성된다. 또한, 레버(26)는, 레버(26)의 하측에 형성되고 레버(26)에 의해 가압되어 상하운동을 하도록 구성되는 크로스바(28)와 접촉한다. 크로스바(28)의 하측에는 가동접촉자(14)가 위치하여 크로스바(28)의 상하운동에 의해여 가동접촉자(14)가 고정접촉자(12)와 접촉 또는 분리되도록 한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 조작핸들(20)가 OFF 상태가 될 때, 조작핸들(20)은 레버(26)의 일측이 상승운동 또는 상향으로 올라오게 하고, 레버(26)는 크로스바(28)를 가압하지 않음으로써 크로스바(28)의 상승운동을 초래한다. 크로스바(28)의 상승운동에 따라 크로스바(28)에 의해 가압되는 가동접촉자(14)는 고정접촉자(12)로부터 분리되어 고정접촉자(12) 및 가동접촉자(14)는 분리 상태에 있게 되고 비통전상태가 된다.

반대로, 도 3에 도시된 바와 같이, 조작핸들(20)이 ON 상태가 될 때, 조작핸들(20)은 레버(26)의 일측을 하강운동하게 하고 레버(26)는 크로스바를(28)를 가압하게 된다. 이로 인하여 크로스바(28)는 하강운동을 하고, 따라서, 크로스바(28)는 가동접촉자(14)를 하측으로 이동하게 하여 고정접촉자(12)와 접촉하도록 한다. 이에 의해, 고정접촉자(12) 및 가동접촉자(14)는 접촉 상태에 있게 되고 통전상태가 된다.

한편, 도 4에는 트립바(30)가 트립된 상태가 도시되어 있다. 트립바(30)는 회로 내 과전류 내지는 단락전류가 흐르는 경우 작동하는 안전장치로서, 자동으로 회로가 차단되도록 하기 위하여 설치된다.

트립바(30)의 트립상태 구현을 위하여, 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기(1)는 가동접촉자(14)에 결합되는 바이메탈(40), 고정마그넷(50), 아마추어(60)을 포함한다.

바이메탈(40)은 가동접촉자(14)의 상측 표면에 결합되고, 회로에 과전류가 흐르는 경우 발생하는 전자기력에 의해 만곡하여 구속되어 있는 트립바(30)를 밀어냄으로써 트립바(30)를 트립시켜 회로가 차단되도록 한다.

고정마그넷(50)은 가동접촉자(14)의 상측 표면에 결합하는 바이메탈(40)의 상부면에 결합된다. 고정마그넷(50)은 전류가 흐르는 경우에만 바이메탈(40)에 흐르는 전류에 의해 자화되면서 자석의 성질을 갖게 된다. 다시 말해, 주변에 전류가 흐르는 경우 자화되어 전자기력을 발생시킨다. 즉, 회로에 과전류가 흐르는 경우에 바이메탈(40)을 통해 흐르는 전류에 의해서 고정마그넷(50)에는 자기력이 발생하고 아마추어(60)를 끌어당긴다. 이 때 아마추어(60)와 고정마그넷(50)이 접촉되어 아마추어(60)와 전기적으로 연결된 조작핸들핀(22) 및 프레임(8)을 통해 연결된 리드선 또는 도선(80)을 통해 후술할 테스트 플레이트(76)로 연결된 도선(80) 부분을 통해 누전시험버튼을 누르는 기능과 동일하게 병렬작용하여 영상변류기(72)가 누전시험회로에 전류가 흐르는 것을 감지하고 전자회로부에서 연산을 하여 누전트립코일(74)에 전류를 흘리고 가동코어(75)를 흡인하여 트립바(30)를 끌어당기게 되며, 이와 같은 과정을 거쳐 트립바(30)에 구속되어 있던 레버(26)의 타측은 해제되고 조작핸들(20)이 OFF 위치로 가게 됨으로써 회로는 차단된다.

또한, 순시트립을 위하여 조작핸들(20)의 조작핸들핀(22)에는 아마추어(60)가 연결된다. 조작핸들핀(22)에 결합되는 아마추어(60)와 프레임(8) 사이에는 아마추어(60)의 조작핸들핀(22)에 대한 회동 및 복귀용 복귀스프링이 형성된다.

전류가 흐르지 않거나 정격전류 정도의 전류 또는 미리 설정되는 전류 이하의 전류(예를 들어, 정격전류의 6배 정도)가 흐를 때에는 미리 설정된 저항력을 갖는 복귀스프링이 저항함으로써, 아마추어(60)가 고정마그넷(50)에 접촉하는 것을 제한한다. 반면, 과전류가 흐르는 경우(예를 들어, 정격전류의 10배 정도)에서는 미리 설정된 복귀스프링의 저항력을 초과하여 자력의 세기가 세어지므로 아마추어(60)는 고정마그넷(50)에 즉시 접촉하게 된다.

특히, 본 발명에 따르면, 아마추어(60)는, 도 2에 가장 잘 도시된 바와 같이, 조작핀(22)에 결합되는 면 및 판상의 면을 포함하여 이루어지되, 고정마그넷(50)과 접촉하는 측은 판상의 면으로부터 고정마그넷(50)에 대하여 반대편으로 연장하는 제1 면과 제1 면으로부터 만곡하여 상향으로 연장하는 제2 면을 포함하여 구성된다. 즉, 아마추어(60)가 고정마그넷(50)에 접촉하는 측의 면은 'U'자 형상 또는 'ㄷ'자를 반시계방향으로 90도 회전한 형상으로 형성될 수 있다. 이는 비자화시 크로스바(28)와도 일정 간격을 유지하게 해 준다.

도 5를 참조하면, 누전 및 배선차단기(1)는 통상적으로 인쇄회로기판으로 구성되는 누전을 제어하는 전자회로부(70)를 포함한다. 전자회로부(70)는 누전여부를 검출하는 센서인 영상변류기(Zero Current Transformer, ZCT)(72)와 트립바(30)를 끌어당기는 힘을 제공하고 보빈(미도시)에 권선되는 누전트립코일(74)을 포함한다. 트립바(30)에는 누전트립코일(74) 내부에 일측이 걸려있고 트립바(30)에 타측이 걸려있는 가동코어(75)에 의해 가동코어(75)가 누전트립코일(74) 측으로 당겨질 때에 트립바(30)가 트립된다.

영상변류기(72)는 영상변류기(72)의 안쪽으로 통과하는 전선의 유입 전류 및 유출 전류를 검출한다. 누전이 생기면 영상변류기(72)를 통과하며 흐르는 이러한 전류에 차이가 생기고, 이 차이에 해당하는 만큼 자화가 이루어지고, 자화되는 자기에너지를 영상변류기(72) 내부에 권선되어 있는 와이어를 통해 전기신호로 나타낸다. 이 때 나타나는 전기신호는 신호의 크기만 존재하는 약한 신호로서, 이를 이용하여 트립바(30)를 밀거나 당길 수는 없다. 트립바(30)를 밀거나 당기려면 영상변류기(72)의 신호를 증폭하여 일정치 이상일 경우 전자회로부(70)가 연산하여 AC 전원으로부터 힘을 빌려 트립바를 밀거나 당기게 된다.

한편, 통상적으로, 누전 및 배선차단기의 정상적인 동작을 시험하기 위하여 차단기는 누전시험회로를 구비한다. 누전회로는 AC 전원의 양단에서 전자회로부(70)에 연결되어 있고, 이 연결된 회로에서 테스트 회로부를 구성한다. 이 테스트 회로부는 테스트 플레이트(76)와 테스트 플레이트(76)로부터 이격되어 형성되는 테스트 저항(78)을 포함한다. 베이스(2)의 상측을 덮는 커버부(미도시)의 표면에는 테스트버튼(미도시)이 형성되어 테스트버튼의 누름 동작에 의해 누전 상황을 만들어 내는데, 누름 동작에 의해 테스트 플레이트(76)가 테스트 저항(78)과 접촉하게 된다. 이 때, 미리 설정된 누설전류에 해당하는 전류가 영상변류기(72)를 관통하여 흐르게 되며, 영상변류기(72)가 이를 감지하여 신호를 발생시킴으로써 누전트립코일(74)에는 AC 전원에 의한 큰 전류가 흐르게 된다. 이에 의해 누전트립코일(74)은 트립바(30)의 가동코어(75)를 끌어당기고, 이에 따라 트립바(30)가 동시에 트립위치로 가게된다. 레버(26)와의 구속이 해제되면서 차단기는 비통전상태를 만들어 낸다.

도 7을 참조하면, 본 발명은 누전회로 중 누전시험회로를 응용한 것이다. 본 발명에 따른 누전시험회로를 이용한 순시트립장치는 테스트 플레이트(76)의 일측과 프레임(8)을 연결하는 도선(lead wire)(80)을 포함한다. 특히, 도선(80)은 테스트 플레이트(76)와 병렬로 연결될 수 있다.

도선(80)은 프레임(8)에 연결되고, 프레임(8)이 결합되는 조작핸들핀(22) 및 조작핸들핀(22)에 장착되는 아마추어(60)에 의해 회로 전원의 일부가 연결된다. 즉, 아마추어(60)는 조작핸들(20)과 통전상태를 유지할 수 있다. 상술한 바와 같이, 바람직하게, 아마추어(60)의 복귀스프링에 의해 트립동작하지 않고 차단기는 ON 상태를 유지할 수 있다. 다만, 본 발명의 다른 양태에 따르면, 도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 도선(80)은 아마추어(60)에 직접 연결될 수도 있다.

테스트 플레이트(76)의 타측에는 테스트 저항(78)이 연결되고 전원의 반대측이 영상변류기(72)를 관통하여 연결된다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 일정 전류 하에서는 아마추어(60)가 복귀스프링에 의해 구속되어 회동하지 못하게 제어하고, 특정 전류이상일 때에는 고정마그넷에 접촉하도록 제어함으로써 누전 및 배선차단기의 테스트 버튼을 누르는 효과를 주어 고정접촉자(12)와 가동접촉자(14)의 분리를 실현하여 차단기를 차단한다.

예를 들어, 정격전류의 1.25~2배 정도의 과전류에서는 아마추어(60)가 복귀스프링에 의해 구속되도록 제어하고, 순시설정전류(예를 들어, 정격전류의 8배 이상)에서 아마추어(60)가 고정마그넷(50)에 접촉하도록 하면 8배 이상의 전류가 흐르는 경우 순간적으로 아마추어(60)가 고정마그넷(50)에 접촉하여 테스트 버튼을 누르는 효과를 제공한다. 이에 의해, 전로가 분리되고, 차단기는 차단된다. 가동접촉자(14) 및 바이메탈(40)에 흐르는 전류에 의해 고정마그넷(50)은 자화되고, 특정 전류 이상일 때에는, 전술한 바와 같이, 아마추어(60)는 복귀스프링의 구속력을 극복하고 고정마그넷(50)에 접촉하게 된다. 아마추어(60)가 고정마그넷(50)에 접촉하는 순간, 누전트립코일(74)에는 AC 전원에 의한 큰 전류가 흐르게되고, 이에 의해 누전트립코일(74)은 트립바(30)의 가동코어(75)를 끌어당기고, 이에 따라 트립바(30)가 동시에 트립위치로 가게 된다. 그러면 레버(26)와의 구속이 해제되면서 차단기는 비통전상태를 즉각적으로 만들어 낸다.

본 발명에 따른 누전시험회로를 이용한 순시트립장치는, 누설전류를 감지하는 영상변류기 및 영상변류기를 관통하여 구성된 누전시험회로와 병렬로 연결되는 아마추어와 스위칭동작을 유도하는 고정마그넷을 통해 순시전류가 흐를 때 상호 접촉되어 누전시험버튼을 누르는 것과 동일한 기능을 하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

1: 순시트립장치를 구비하는 누전 및 배선차단기
2: 베이스
4: 전원측 터미널 6: 부하측 터미널
8: 프레임 12: 고정접촉자
14: 가동접촉자 20: 조작핸들
22: 조작핸들핀 24: 링크부재
26: 레버 28: 크로스바
30: 트립바 40: 바이메탈
50: 고정마그넷 60: 아마추어
70: 전자회로부 72: 영상변류기
74: 누전트립코일 75: 가동코어
76: 테스트 플레이트 78: 테스트 저항
80: 도선

Claims

조작핸들, 통전을 위한 전원측 터미널과 부하측 터미널 사이에서 조작핸들에 의해 접촉 또는 분리되는 고정접촉자 및 가동접촉자, 상기 조작핸들을 트립시켜 전원을 차단하는 트립바 및 누설전류를 감지하는 영상변류기와, 트립동작을 구현하는 연산회로와, 누전시험회로에 해당하는 테스트회로부를 포함하는 전자회로부를 포함하는 누전 및 배선차단기의 순시트립장치에 있어서,
상기 가동접촉자의 상측 표면 중 일부에 연결되는 바이메탈;
적어도 하나 이상의 면이 만곡하여 형성되며, 상기 조작핸들에 일점을 기준으로 회동가능하게 연결되는 아마추어;
상기 바이메탈의 상측 표면 중 일부에 연결되고 바이메탈에 흐르는 전류에 의해 자화되어 상기 아마추어를 끌어 당겨 접촉시키는 고정마그넷 및
상기 고정마그넷의 비자화시 상기 아마추어가 원위치로 회동하도록 복원력을 제공하는 복귀스프링을 포함하고,
상기 테스트회로부는 테스트 플레이트를 포함하며,
상기 테스트 플레이트는 상기 아마추어와 병렬로 도선에 의해 연결되어 누전시험회로 상태의 구현을 수행하는 것을 특징으로 하는 순시트립장치.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 전자회로부는 트립작동을 위한 누전트립코일이 권선되는 보빈을 포함하고, 상기 보빈에는 누설전류가 감지되는 경우 트립바를 당기도록 구성되는 가동코어가 조립되는 것인 순시트립장치.
청구항 1에 있어서, 상기 조작핸들에는 피봇이동을 위한 피봇점이 형성되고, 상기 피봇점은 조작핸들의 가로방향으로 돌출하고 상기 아마추어가 조립되는 조작핸들핀을 포함하는 것인 누전시험회로를 이용한 순시트립장치.
청구항 1에 있어서, 상기 아마추어는, 고정마그넷과 접촉하는 측이 고정마그넷에 대하여 반대편으로 연장하는 제1 면과 상기 제1 면으로부터 만곡하여 상향으로 연장하는 제2 면을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 것인 순시트립장치.