KR101898113B1 - 블로우 코일을 갖는 직류차단기 - Google Patents

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서치원
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인텍전기전자 주식회사
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Abstract

직류차단기의 개방시 발생되는 아크를 빠른 시간 내에 소호부로 유도함으로써 차단 시간을 감소시킬 수 있는 본 발명의 일 측면에 따른 블로우 코일을 갖는 직류차단기는 서로 전기적으로 연결되고, 제1 방향으로 나란하게 배치되는 제1 및 제2 차단부; 상기 제1 차단부와 상기 제2 차단부 사이에 배치된 제1 블로우 코일(Blow Coil); 상기 제1 차단부를 사이에 두고 상기 제1 블로우 코일과 대향되도록 배치된 제2 블로우 코일; 및 상기 제2 차단부를 사이에 두고 상기 제1 블로우 코일과 대향되도록 배치된 제3 블로우 코일을 포함하고, 상기 제1 및 제2 블로우 코일은 상기 제1 및 제2 블로우 코일 사이에서 제1 자속을 발생시켜 상기 제1 차단부의 개방시 발생되는 아크를 상기 제1 차단부의 상측인 제2 방향으로 이동시키고, 상기 제1 및 제3 블로우 코일은 상기 제1 및 제3 블로우 코일 사이에서 제2 자속을 발생시켜 상기 제2 차단부의 개방시 발생되는 아크를 상기 제2 차단부의 상측인 제2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.

Description

블로우 코일을 갖는 직류차단기{DC Circuit Breaker Having Blow Coil}
본 발명은 차단기에 관한 것으로서, 보다 구체적으로 직류차단기에 관한 것이다.
직류회로(DC Circuit)에서 고장전류가 발생하는 경우 이를 차단하기 위한 직류차단기가 설치된다. 직류차단기는 고정단자의 접점에 가동단자의 접점을 접촉시킴으로써 회로를 통전시키고, 고정단자의 접점으로부터 가동단자의 접점을 분리시킴으로써 회로를 차단시킨다.
하지만, 직류전류는 교류전류와 달리 일정한 전류가 흐르므로 고장전류 발생시 직류차단기가 개방되더라도 고장전류가 스스로 영점이 되지 않기 때문에, 직류차단기에서 높은 아크(Arc)가 발생하여 지속적으로 유지됨으로 인해 회로가 정상적으로 차단되지 않는다는 문제점이 있다.
상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 일반적인 직류차단기의 경우 직류차단기에 소호부를 구비하고, 직류차단기의 개방시 발생되는 아크를 소호부로 유도함으로써 회로를 완전하게 차단시킨다. 이와 관련된 선행문헌은 대한민국공개특허 제10-2016-0038838호(2016년 4월 7일 공개) 등에 제시되어 있다.
하지만, 상술한 바와 같은 일반적인 직류차단기에서 소호부로 유도되는 아크의 힘은 전류의 크기에 비례하기 때문에, 정격전류 이상의 고전류 영역에서는 아크가 소호부로 빠른 시간 내에 이동할 수 있지만, 저전류 영역에서는 아크 반발력이 작기 때문에 아크가 빠른 시간 내에 소호부까지 유도되기가 어려워 차단 시간이 길어진다는 문제점이 있다.
대한민국공개특허 제10-2016-0038838호(2016년 4월 7일 공개)
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 직류차단기의 개방시 발생되는 아크를 빠른 시간 내에 소호부로 유도함으로써 차단 시간을 감소시킬 수 있는 블로우 코일을 갖는 직류차단기를 제공하는 것을 그 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 직류차단기의 개방시 발생되는 아크를 소호부로 유도하기 위해 요구되는 블로우 코일의 개수를 최소화시킬 수 있는 블로우 코일을 갖는 직류차단기를 제공하는 것을 다른 기술적 과제로 한다.
또한, 본 발명은 블로우 코일의 구동을 위한 별도의 전원공급장치 없이 직류차단기의 구동전원을 이용하여 블로우 코일을 구동시킬 수 있는 블로우 코일을 갖는 직류차단기를 제공하는 것을 또 다른 기술적 과제로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 블로우 코일을 갖는 직류차단기는 서로 전기적으로 연결되고, 제1 방향으로 나란하게 배치되는 제1 및 제2 차단부; 상기 제1 차단부와 상기 제2 차단부 사이에 배치된 제1 블로우 코일(Blow Coil); 상기 제1 차단부를 사이에 두고 상기 제1 블로우 코일과 대향되도록 배치된 제2 블로우 코일; 및 상기 제2 차단부를 사이에 두고 상기 제1 블로우 코일과 대향되도록 배치된 제3 블로우 코일을 포함하고, 상기 제1 및 제2 블로우 코일은 상기 제1 및 제2 블로우 코일 사이에서 제1 자속을 발생시켜 상기 제1 차단부의 개방시 발생되는 아크를 상기 제1 차단부의 상측인 제2 방향으로 이동시키고, 상기 제1 및 제3 블로우 코일은 상기 제1 및 제3 블로우 코일 사이에서 제2 자속을 발생시켜 상기 제2 차단부의 개방시 발생되는 아크를 상기 제2 차단부의 상측인 제2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 블로우 코일을 갖는 직류차단기는 고정단자; 상기 고정단자에 접촉되거나 상기 고정단자으로부터 이격되도록 이동하는 가동단자; 상기 고정단자 및 상기 가동단자를 커버하는 제1 하우징; 상기 제1 하우징의 상측에 배치되고, 상기 가동단자가 상기 고정단자로부터 이격될 때 발생되는 아크를 소호시키는 소호부; 상기 제1 하우징의 제1 측면에 형성된 제1 홈에 일부가 삽입되는 제1 블로우 코일; 및 상기 제1 하우징의 제2 측면에 형성된 제2 홈에 일부가 삽입되는 제2 블로우 코일을 포함하는 제1 차단부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 블로우 코일은 상기 제1 및 제2 블로우 코일 사이에서 자속을 발생시켜 상기 가동단자가 상기 고정단자로부터 이격될 때 발생되는 아크를 상기 소호부로 이동시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 직류차단기를 구성하는 차단부의 양측에 블로우 코일을 배치함으로써 블로우 코일에 의한 자력을 이용하여 직류차단기의 개방시 발생되는 아크를 빠른 시간 내에 소호부로 유도할 수 있어, 저전류 영역에서도 회로의 차단시간을 감소시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 2개의 차단부가 1개의 블로우 코일을 공유하기 때문에 아크를 소호부로 유도하기 위해 요구되는 블로우 코일의 개수를 최소화시킬 수 있고, 이로 인해 직류차단기의 부피 및 제조비용을 최소화시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 직류차단기에 공급되는 구동전원을 이용하여 블로우 코일을 구동시키기 때문에 블로우 코일에 구동전원을 공급하기 위한 별도의 전원공급장치가 요구되지 않아 직류차단기의 부피 및 제조비용의 최소화를 극대화 시킬 수 있다는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따르면 직류차단기에 공급되는 전원의 극성이 변경되는 경우 블로우 코일에 인가되는 전원의 극성 또한 변경되기 때문에 양방향으로 동작시킬 수 있어, 직류차단기의 설치시 방향성으로 인한 오류 발생을 미연에 방지할 수 있다는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블로우 코일을 갖는 직류차단기를 구성하는 차단부의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 차단부의 분해 사시도이다.
도 3은 제1 및 제2 블로우 코일에 의해 형성되는 자속의 방향을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라 2개의 차단부로 구성된 직류차단기의 구성을 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 2개의 차단부로 구성된 직류차단기의 구성을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따라 2개의 차단부로 구성된 직류차단기의 회로구성을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 4개의 차단부로 구성된 직류차단기의 구성을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 4개의 차단부로 구성된 직류차단기의 회로구성을 개념적으로 보여주는 도면이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다.
"포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
"적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및 제 3항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제1 항목, 제2 항목 또는 제3 항목 각각 뿐만 아니라 제1 항목, 제2 항목 및 제3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니됨을 유의해야 한다. 본 발명의 사상은 첨부된 도면 외에 모든 변경, 균등물 내지 대체물에 까지도 확장되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 블로우 코일을 갖는 직류차단기(이하, '직류차단기'라 함)를 구성하는 차단부의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 차단부의 분해 사시도이다.
차단부(100)는 투입시 직류회로(Direct Current Circuit)에서 정상전류를 통전시키고 개방시 고장전류를 차단시키는 것으로서, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(110), 소호부(200), 제1 블로우 코일(210), 및 제2 블로우 코일(220)을 포함한다.
본체(110)는 차단부(100)를 투입 또는 개방시키기 위한 스위칭부(120) 및 스위칭부(120)를 커버하는 하우징(130)을 포함한다.
스위칭부(120)는 고정단자(122) 및 가동단자(124)를 포함한다. 고정단자(122)는 본체(110)에 고정될 수 있고, 가동단자(124)는 본체(110)에 진자 형태로 이동가능하게 설치될 수 있다. 가동단자(124)가 이동하여 가동단자(124)의 접점이 고정단자(122)의 접점에 접촉되면 회로가 통전되고, 가동단자(124)의 접점이 고정단자(122)의 접점으로부터 이격되면 회로가 차단된다.
고정단자(122)는 하우징(130)의 외부에 설치되는 제1 연결단자(126)에 연결될 수 있고 가동단자(124)는 하우징(130)의 외부에 설치되는 제2 연결단자(128)에 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 연결단자(126)는 차단부(100)의 높이방향(Y방향)을 기준으로 상부에 설치되는 상부연결단자일 수 있고, 제2 연결단자(128)는 차단부(100)의 높이방향(Y방향)을 기준으로 하부에 설치되는 하부연결단자일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 제1 연결단자(126)에는 차단부(100)에 구동전원을 공급하는 전원공급장치(미도시)로부터 제1 극성을 갖는 제1 전원이 인가되고, 제2 연결단자(128)에는 전원공급장치로부터 제1 극성과 반대되는 극성인 제2 극성을 갖는 제2 전원이 인가될 수 있다. 이에 따라, 제1 연결단자(126)에 연결된 고정단자(122)에 제1 극성을 갖는 제1 전원이 인가되고 제2 연결단자(128)에 연결된 가동단자(124)에 제2 극성을 갖는 제2 전원이 인가된다. 예컨대, 고정단자(122)에는 제1 연결단자(126)를 통해 전원공급장치로부터 (+)전원이 인가되고 가동단자(124)에는 전원공급장치로부터 제2 연결단자(128)를 통해 (-)전원이 인가될 수 있다.
하우징(130)은 스위칭부(120)를 커버한다. 하우징(130)의 상부는 개방된 형태로 형성되어 하우징(130)의 상부를 통해 가동단자(124)가 고정단자(122)로부터 이격될 때 발생되는 아크(Arc)가 소호부(200)로 이동된다.
하우징(130)의 제1 측면(132)에는 제1 블로우 코일(210)의 일부가 삽입되는 제1 홈(H1)이 미리 정해진 깊이로 형성되고, 하우징(130)의 제2 측면(134)에는 제2 블로우 코일(210)의 일부가 삽입되는 제2 홈(미도시)이 미리 정해진 깊이로 형성된다.
소호부(200)는 본체부(110)의 상부에 설치되어, 본체부(110)부로부터 유도되는 아크(Arc)를 소호시킨다. 본원발명에 따른 차단부(100)에서의 직류전류는 교류전류와 달리 일정한 전류가 흐르므로 고장전류 발생시 차단부(100)가 개방되더라도 고장전류가 스스로 영점이 되지 않기 때문에, 차단부(100)에서 높은 아크(Arc)가 발생하여 지속적으로 유지됨으로 인해 회로가 정상적으로 차단되지 않을 수 있다. 따라서, 본원발명에서는 본체부(110)에서 발생된 아크를 소호부(200)로 유도함으로써 소호부(200)에서 아크가 소호되도록 한다.
제1 블로우 코일(210, Blow Coil: BC)은 하우징(130)의 제1 측면(132)에 형성된 제1 홈(H1)에 일부가 삽입되게 설치되고, 제2 블로우 코일(220)은 하우징(130)의 제2 측면(134)에 형성된 제1 홈에 일부가 삽입되게 설치된다.
제1 블로우 코일(210) 및 제2 블로우 코일(220)은 제1 블로우 코일(210)과 제2 블로우 코일(220) 사이에서 자속을 발생시키고, 제1 블로우 코일(210)과 제2 블로우 코일(220) 사이에서 발생된 자속의 힘으로 인해 가동단자(124)가 고정단자(122)로부터 이격될 때 발생되는 아크가 소호부(200)로 이동하게 된다.
예컨대, 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 블로우 코일(220)에서 제1 블로우 코일(210) 방향인 제1 방향(X방향)으로 자속이 형성되고, 고정단자(122)에 (+) 전원이 인가되고 가동단자(124)에 (-) 전원이 인가되어 고정단자(122)에서 가동단자(124) 방향인 제3 방향(Z방향)으로 전류가 이동하면, 본체부(110)에서 발생된 아크는 플레밍의 왼손법칙에 따라 제1 방향(X방향) 및 제3 방향(Z방향)에 수직한 제2 방향(Y방향)으로 이동함에 따라 본체부(110)에서 발생된 아크가 빠른 시간 내에 소호부(200)로 이동하게 된다.
이때, 제2 블로우 코일(220) 중 제1 블로우 코일(210)과 마주보는 면이 N극으로 동작하고, 제1 블로우 코일(210) 중 제2 블로우 코일(220)과 마주보는 면이 S극으로 동작함에 의해 제2 블로우 코일(220)에서 제1 블로우 코일(210) 방향으로 자속이 형성된다. 제2 블로우 코일(220) 중 제1 블로우 코일(210)과 마주보는 면의 반대면은 S극으로 동작하고, 제1 블로우 코일(210) 중 제2 블로우 코일(220)과 마주보는 면의 반대면은 N극으로 동작하게 된다.
상술한 바와 같이, 본원발명은 차단부(100)의 개방시 발생되는 아크를 빠른 시간 내에 소호부(200)로 유도할 수 있어, 저전류 영역에서도 회로의 차단시간을 감소시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명에서 제1 블로우 코일(210)을 하우징(130)의 제1 측면(132)에 형성된 제1 홈(H1)에 일부가 삽입되도록 설치하는 이유는, 도 4에 도시된 바와 같이, 직류차단기(400)가 2개 이상의 차단부(100, 300)로 구성될 때, 차단부(100)에 제1 방향(X방향)으로 인접하게 설치되는 타 차단부(300)와 차단부(100)가 제1 블로우 코일(210)을 공유하여 사용할 수 있도록 하기 위한 것이다.
즉, 제1 블로우 코일(210)의 일부는 차단부(100)의 하우징(130)의 제1 측면(132)에 형성된 제1 홈(H1)에 삽입되고, 제1 블로우 코일(210) 중 제1 홈(H1)에 삽입되지 않는 영역은 타 차단부(300)의 하우징(330)의 제2 측면(332)에 형성된 제3 홈(미도시)에 삽입된다.
이에 따라, 제1 블로우 코일(210)은 차단부(100)에서 생성되는 아크를 소호부(200)로 이동시키는 역할을 함과 동시에, 타 차단부(300)에서 생성되는 아크를 소호부(500)로 이동시키는 역할을 수행하게 된다.
이와 같이, 본원발명에 따르면 2개의 차단부(100, 300)가 하나의 제1 블로우 코일(210)을 서로 공유할 수 있도록 차단부(100, 300)가 형성되기 때문에 소호부(200, 500)로 아크를 유도하기 위해 요구되는 블로우 코일의 개수를 최소화시킬 수 있고, 이로 인해 직류차단기(400)의 부피 및 제조비용을 최소화시킬 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 2개의 차단부로 구성된 직류차단기의 구성을 개념적으로 보여주는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 직류차단기(400)는 제1 차단부(100), 제2 차단부(300), 연결부재(600), 제1 블로우 코일(210), 제2 블로우 코일(220), 및 제3 블로우 코일(310)을 포함한다.
제1 차단부(100) 및 제2 차단부(300)는 제1 방향(X방향)으로 나란하게 배치되어 직류회로를 통전시키거나 차단시킨다. 제1 차단부(100)는 제1 고정단자(122) 및 제1 가동단자(124)를 포함하고, 제2 차단부(300)는 제2 고정단자(322) 및 제2 가동단자(324)를 포함한다.
연결부재(600)는 제1 차단부(100) 및 제2 차단부(300)를 전기적으로 연결시킨다. 연결부재(600)는 도전성 물질로 형성된 부스바로 구현될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 연결부재(600)는 일단이 제1 차단부(100)의 제1 가동단자(124)에 연결되고 타단이 제2 차단부(300)의 제1 고정단자(322)에 연결됨으로써 제1 차단부(100) 및 제2 차단부(300)를 직렬로 연결시킬 수 있다.
이러한 실시예에 따르는 경우 전원공급장치로부터 공급되는 제1 극성의 전원(예컨대, (+)전원)은 제1 차단부(100)의 제1 고정단자(122)에 인가되고, 전원공급장치로부터 공급되는 제2 극성의 전원(예컨대, (-)전원)은 제2 차단부(300)의 제2 가동단자(324)에 인가된다. 이에 따라, 제1 차단부(100) 및 제2 차단부(300) 내에서 전류는 고정단자(122, 322)에서 가동단자(124, 324) 방향인 제3 방향(Z방향)으로 흐르게 된다.
제1 블로우 코일(210)은 제1 차단부(100) 및 제2 차단부(300) 사이에 배치된다. 제2 블로우 코일(220)은 제1 차단부(100)를 사이에 두고 제1 블로우 코일(210)과 대향되도록 배치된다. 제3 블로우 코일(310)은 제2 차단부(300)를 사이에 두고 제1 블로우 코일(210)과 대향되도록 배치된다.
이에 따라, 제1 및 제2 블로우 코일(210, 220)은 제1 및 제2 블로우 코일(210, 220) 사이에서 제1 자속을 발생시켜 제1 차단부(100)의 개방시 발생되는 아크를 제1 차단부(100)에 설치된 소호부(200)로 이동시킨다.
또한, 제1 및 제3 블로우 코일(210, 310)은 제1 및 제3 블로우 코일(210, 310) 사이에서 제2 자속을 발생시켜 제2 차단부(300)의 개방시 발생되는 아크를 제2 차단부(300)에 설치된 소호부(500)로 이동시킨다.
일 실시예에 있어서, 제1 내지 제3 블로우 코일(210, 220, 310)에서 제1 극성(예컨대, (+) 극성)의 전원이 인가되는 제1 단자(212, 222, 312)는 제2 차단부(300)에 포함된 제2 고정단자(322)에 연결되고, 제1 내지 제3 블로우 코일(210, 220, 310)에서 제2 극성(예컨대, (-) 극성)의 전원이 인가되는 제2 단자(214, 224, 314)는 제2 차단부(300)에 포함된 제2 가동단자(324)에 연결된다. 이를 회로적인 개념으로 도시하면 도 6에 도시된 바와 같다.
즉, 본원발명에 따른 직류차단기(400)는 제1 내지 제3 블로우 코일(210, 220, 310)의 구동을 위한 별도의 전원공급장치를 구비하지 않고 직류차단기(400)에 공급되는 전원을 이용하여 구동되므로, 직류차단기(400)의 부피 및 제조비용을 최소화시킬 수 있게 된다.
이에 따라, 직류차단기(400)에 전원이 공급될 때 제1 차단부(100) 및 제2 차단부(300)가 투입상태이면, 제1 고정단자(122) 및 제1 가동단자(124)가 연결되고 제2 고정단자(322) 및 제2 가동단자(324)가 연결되기 때문에 제1 내지 제3 블로우 코일(210, 220, 310)은 0전위 상태가 되어 구동전원이 인가되지 않는다.
반면, 직류차단기(400)에 전원이 공급될 때 제1 차단부(100) 및 제2 차단부(300)가 개방상태이면, 제1 가동단자(124)가 제1 고정단자(122)로부터 분리되고 제2 가동단자(324)가 제2 고정단자(322)로부터 분리되기 때문에 제1 내지 제3 블로우 코일(210, 220, 310)에 구동전원이 인가된다. 이때, 전원공급장치로부터 직류차단기(400)로 제1 레벨의 전압(Vin)이 인가되고 제1 차단부(100)에 제2 레벨의 전압(V1)이 인가되는 것으로 가정하면, 제1 내지 제3 블로우 코일(210, 220, 310)에는 제1 레벨의 전압(Vin)과 제2 레벨의 전압(V1)의 차이에 해당하는 제3 레벨의 전압(V3)이 인가된다.
상술한 바와 같이, 제1 차단부(100)의 제1 고정단자(122)에 (+)전원이 인가되고 제2 차단부(300)의 제2 가동단자(324)에 (-)전원이 인가되며, 제1 내지 제3 블로우 코일(210, 220, 310)의 제1 단자(212, 222, 312)가 제2 차단부(300)의 제2 고정단자(322)에 연결되고 제1 내지 제3 블로우 코일(210, 220, 310)의 제2 단자(214, 224, 314)가 제2 차단부(300)의 제2 가동단자(324)에 연결되면, 제2 블로우 코일(220) 중 제1 블로우 코일(210)과 마주보는 면은 N극으로 동작하고 제1 블로우 코일(210) 중 제2 블로우 코일(220)과 마주보는 면은 S극으로 동작함에 의해 제1 자속은 제1 방향(X방향)으로 형성된다. 또한, 제1 블로우 코일(210) 중 제3 블로우 코일(310)과 마주보는 면은 N극으로 동작하고 제3 블로우 코일(310) 중 제1 블로우 코일(210)과 마주보는 면은 S극으로 동작함에 의해 제2 자속 또한 제1 방향(X방향)으로 형성된다.
이에 따라, 제1 및 제2 차단부(100, 300)에서 발생된 아크는 플레밍의 왼손법칙에 따라 제2 방향(Y방향)으로 이동하게 된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 직류차단기(400)에 공급되는 전원의 극성이 변경되는 경우 블로우 코일(210, 220, 310)에 인가되는 전원의 극성 또한 변경되기 때문에 양방향으로 동작이 가능하므로, 직류차단기(400)의 설치시 방향성으로 인한 오류 발생을 미연에 방지할 수 있다.
도 5 및 도 6에서는 직류차단기가 2개의 차단부로 구성되는 것으로 설명하였다. 하지만, 변형된 실시예에 있어서 직류차단기는 3개 이상의 차단부로 구성될 수도 있을 것이다. 예컨대, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 직류차단기는 4개의 차단부로 구성될 수도 있을 것이다.
이러한 경우 직류차단기는 5개의 블로우 코일만을 포함하게 되며, 5개의 블로우 코일에서 (+)전원이 인가되는 제1 단자(T1)는 제2 차단부(300)의 고정단자(322)에 연결되고, (-)전원이 인가되는 제2 단자(T2)는 5개의 차단부가 배열되는 방향인 제1 방향(X방향)을 기준으로 최외곽에 배치된 제5 차단부(700)의 가동단자(724)에 연결된다.
도 7 및 도 8에 도시된 직류차단기의 경우 도 5 및 도 6에 도시된 직류차단기와 비교할 때, 차단부의 개수, 블로우 코일의, 개수, 및 블로우 코일의 전원연결관계만이 상이할 뿐 동작방법은 동일하기 때문에 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 상술한 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 차단부 110: 본체
120: 스위칭부 122: 고정단자
124: 가동단자 130: 하우징
210: 제1 블로우 코일 220: 제2 블로우 코일

Claims (9)

  1. 서로 전기적으로 연결되고, 제1 방향으로 나란하게 배치되는 제1 및 제2 차단부;
    상기 제1 차단부와 상기 제2 차단부 사이에 배치된 제1 블로우 코일(Blow Coil);
    상기 제1 차단부를 사이에 두고 상기 제1 블로우 코일과 대향되도록 배치된 제2 블로우 코일; 및
    상기 제2 차단부를 사이에 두고 상기 제1 블로우 코일과 대향되도록 배치된 제3 블로우 코일을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 블로우 코일은 상기 제1 및 제2 블로우 코일 사이에서 제1 자속을 발생시켜 상기 제1 차단부의 개방시 발생되는 아크를 상기 제1 차단부의 상측인 제2 방향으로 이동시키고,
    상기 제1 및 제3 블로우 코일은 상기 제1 및 제3 블로우 코일 사이에서 제2 자속을 발생시켜 상기 제2 차단부의 개방시 발생되는 아크를 상기 제2 차단부의 상측인 제2 방향으로 이동시키고,
    전원공급부로부터 상기 제1 및 제2 차단부에 제1 레벨의 전압이 인가될 때 상기 제1 및 제2 차단부가 개방상태이면 상기 제1 내지 제3 블로우 코일에는 상기 제1 레벨의 전압과 상기 제1 차단부에 인가되는 제2 레벨의 전압간의 차전압에 해당하는 제3 레벨의 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 블로우 코일을 갖는 직류차단기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 차단부 및 제2 차단부는 고정단자 및 상기 고정단자에 접촉되거나 상기 고정단자로부터 이격되도록 이동하는 가동단자를 포함하고,
    일단은 상기 제1 차단부의 가동단자에 연결되고, 타단은 상기 제2 차단부의 고정단자에 연결되어 상기 제1 차단부와 상기 제2 차단부를 직렬로 연결시키는 연결부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블로우 코일을 갖는 직류 차단기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 차단부의 고정단자에는 제1 극성의 전원이 인가되고, 상기 제2 차단부의 가동단자에는 상기 제1 극성과 반대되는 제2 극성의 전원이 인가되며,
    상기 제1 내지 제3 블로우 코일에서 제1 극성의 전원이 인가되는 제1 단자들은 상기 제2 차단부의 고정단자에 공통으로 연결되고, 상기 제1 내지 제3 블로우 코일에서 제2 극성의 전원이 인가되는 제2 단자들은 상기 제2 차단부의 가동단자에 공통으로 연결되는 것을 특징으로 하는 블로우 코일을 갖는 직류차단기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 고정단자에서 상기 가동단자 방향인 제3 방향으로 전류가 흐르고,
    상기 제1 자속은 상기 제2 블로우 코일에서 상기 제1 블로우 코일 방향인 상기 제1 방향으로 형성되고 상기 제2 자속은 상기 제2 블로우 코일에서 상기 제3 블로우 코일 방향인 상기 제1 방향으로 형성되며,
    상기 제1 및 제2 차단부에서 발생된 아크는 플레밍의 왼손법칙에 따라 상기 제1 및 제3 방향에 수직한 상기 제2 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 블로우 코일을 갖는 직류차단기.
  5. 제1항에 있어서,
    전원공급부로부터 상기 제1 및 제2 차단부에 제1 레벨의 전압이 인가될 때 상기 제1 및 제2 차단부가 투입상태이면 상기 제1 내지 제3 블로우 코일은 0전위 상태로 유지되는 것을 특징으로 하는 블로우 코일을 갖는 직류차단기.
  6. 삭제
  7. 고정단자;
    상기 고정단자에 접촉되거나 상기 고정단자으로부터 이격되도록 이동하는 가동단자;
    상기 고정단자 및 상기 가동단자를 커버하는 제1 하우징;
    상기 제1 하우징의 상측에 배치되고, 상기 가동단자가 상기 고정단자로부터 이격될 때 발생되는 아크를 소호시키는 소호부;
    상기 제1 하우징의 제1 측면에 형성된 제1 홈에 일부가 삽입되는 제1 블로우 코일;
    상기 제1 하우징의 제2 측면에 형성된 제2 홈에 일부가 삽입되는 제2 블로우 코일을 포함하는 제1 차단부; 및
    상기 제1 차단부의 상기 제1 측면에 인접하여 배치되고, 제2 하우징을 포함하는 제2 차단부를 포함하고,
    상기 제1 및 제2 블로우 코일은 상기 제1 및 제2 블로우 코일 사이에서 자속을 발생시켜 상기 가동단자가 상기 고정단자로부터 이격될 때 발생되는 아크를 상기 소호부로 이동시키고,
    전원공급부로부터 상기 제1 및 제2 차단부에 제1 레벨의 전압이 인가될 때 상기 제1 및 제2 차단부가 개방상태이면 상기 제1 및 제2 블로우 코일에는 상기 제1 레벨의 전압과 상기 제1 차단부에 인가되는 제2 레벨의 전압간의 차전압에 해당하는 제3 레벨의 전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 블로우 코일을 갖는 직류차단기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 고정단자에 제1 극성의 전원이 인가되고 상기 가동단자에 제2 극성의 전원이 인가될 때 상기 자속은 상기 제2 블로우 코일에서 상기 제1 블로우 코일 방향인 제1 방향으로 형성되고,
    상기 고정단자에서 상기 가동단자 방향인 제3 방향으로 전류가 흐르고,
    상기 아크는 플레밍의 왼손법칙에 따라 상기 제1 및 제3 방향에 수직한 제2 방향으로 이동되는 것을 특징으로 하는 블로우 코일을 갖는 직류차단기.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 측면에 인접한 상기 제2 하우징의 제3 측면에는 상기 제1 블로우 코일 중 상기 제1 홈 내에 삽입되지 않은 영역이 삽입되는 제3 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 블로우 코일을 갖는 직류차단기.
KR1020170178377A 2017-08-28 2017-12-22 블로우 코일을 갖는 직류차단기 KR101898113B1 (ko)

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