KR102055140B1 - 배선용 차단기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배선용 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아크 보호 기능이 향상된 배선용 차단기에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기는 외함의 전방부에 구비되고, 고정 접촉자를 포함하는 전원측 단자부; 상기 고정 접촉자에 결합되어 상기 전원측 단자부의 전면에 배치되는 핑거 어셈블리; 상기 전원측 단자부의 상면 및 하면에 결합되고, 상기 핑거 어셈블리가 노출되는 핑거홀이 형성되는 베이스 버스 서포터;를 포함하고, 상기 베이스 버스 서포터에는 상기 핑거홀 주변에 상기 핑거 어셈블리를 둘러싸는 보호부가 구비되는 것을 특징으로 한다.

Description

배선용 차단기{Molded Case Circuit Breaker}
본 발명은 배선용 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아크 보호 기능이 향상된 배선용 차단기에 관한 것이다.
일반적으로 배선용 차단기(MCCB:Molded Case Circuit Breaker)는 전기적으로 과부하 상태 또는 단락 사고시 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하를 보호하는 전기기기이다.
이러한 배선용 차단기 중에서 분전반(또는 배전반, Distribution Board)의 모선(Main Busbar)에 접속되어 사용되는 것을 플러그인(Plug-In) 배선용 차단기라고 한다.
도 1 내지 도 4에 종래기술에 따른 플러그인 배선용 차단기가 도시되어 있다. 도 1은 분전반에 배선용 차단기가 설치된 사시도, 도 2는 배선용 차단기의 전방부 측단면도, 도 3은 배선용 차단기의 베이스 버스 서포터의 사시도이다.
배선용 차단기(1)는 전원측 단자부(1a)가 모선(2)에 접속되며, 부하측 단자부(1b)는 마운팅 브래킷(3)에 의해 분전반 패널(4)에 결합되어 있다. 3상 회로의 경우 모선(2)은 3개가 나란하게 마련된다. 모선(2)은 절연소재로 형성된 모선 설치용 브래킷(2a)에 의해 분전반 패널(4)의 일측에 나란히 설치된다.
배선용 차단기(1)의 내부에는 고정접촉자(fixed contact arm)(5)가 설치되고, 전원측 단자부(1a)에는 고정접촉자(5)와 모선(2)을 연결하기 위하여 커넥터(6) 및 핑거 어셈블리(7)가 구비된다. 이에 따라, 전류는 모선(2)으로부터 핑거 어셈블리(7), 커넥터(6)를 거쳐 고정접촉자(5)로 흐를 수 있게 된다. 통전 상태, 즉 핸들(8)이 On위치로 회전하면, 가동접촉자(미도시)가 고정접촉자(5)에 접속되어 회로에는 전류가 흐르게 된다.
핑거 어셈블리(7)는 일정 전압을 가지도록 구성되며, 모선(2)에 맞물리게 된다.
커넥터(6)는 대략적으로 'L'자형으로 형성되어 상단에는 핑거 어셈블리(7)가 결합되고, 하단에는 고정접촉자(5)에 연결된다.
단락 차단 시 차단기 내부에서 발생하여 외부로 배출되는 고온의 아크(Arc)와 가스(Gas)로부터 내부 부품들을 보호하고, 도체 간 또는 외부와의 절연 확보를 위해 절연물로 구성된 베이스 버스 서포터(Base bus supporter)(9)가 차단기의 전원측 단자부(1a)에 구비된다.
베이스 버스 서포터(9)는 전면부에 모선(2)에 맞물리기 위해 톱니 형상의 진입부(9a)가 형성되어 있다. 진입부(9a)의 사이사이로 각 상의 핑거 어셈블리(7)가 노출되어 각 상의 모선(2)에 접속될 수 있다. 베이스 버스 서포터(9)의 상면(9b)은 전원측 단자부(1a)의 상부를 덮을 수 있는 길이로 돌출 형성되어 있으며, 베이스 버스 서포터(9)의 바닥면(9c)은 배기구를 형성하기 위해 배선용 차단기(1)의 바닥면 깊숙히 연장 형성된다.
한편, 베이스 버스 서포터(9)의 전면부에는 핑거 어셈블리(7)가 노출될 수 있도록 핑거 홀(9d)이 형성된다.
도 2를 참조하여 플러그인 배선용 차단기에서의 아크 가스(화살표)의 배출 흐름을 살펴보면, 차단시 내부에서 발생하는 아크는 핑거 어셈블리(7)에 직접적으로 닿을 수 있다.
그런데, 핑거 어셈블리(7)에 아크가 닿는 경우에는 핑거 어셈블리(7)가 훼손되어 전류 경로가 파괴될 수 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 핑거 어셈블리가 차단시 발생하는 아크로부터 보호되는 배선용 차단기를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기는 외함의 전방부에 구비되고, 고정 접촉자를 포함하는 전원측 단자부; 상기 고정 접촉자에 결합되어 상기 전원측 단자부의 전면에 배치되는 핑거 어셈블리; 상기 전원측 단자부의 상면 및 하면에 결합되고, 상기 핑거 어셈블리가 노출되는 핑거홀이 형성되는 베이스 버스 서포터;를 포함하고, 상기 베이스 버스 서포터에는 상기 핑거홀 주변에 상기 핑거 어셈블리를 둘러싸는 보호부가 구비되는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 베이스 버스 서포터에는 각 상간 절연을 위하여 격벽이 형성되고, 상기 보호부는 상기 격벽과 격벽 사이 또는 상기 격벽과 측벽 사이에 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 핑거 어셈블리는, 집게 형태로 형성되는 핑거; 상기 핑거에 접압력을 제공하는 핑거 스프링; 및 상기 핑거와 핑거 스프링을 고정하는 핑거 홀더;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보호부는 상기 베이스 버스 서포터의 전면부로부터 후방으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보호부의 길이는 상기 전원측 단자부에 결합되는 배기 커버 플레이트와 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보호부와 격벽 사이에는 아크 배출 공간이 마련되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보호부의 상면과 하면은 서로 다른 길이로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 보호부의 상면 또는 하면에는 상기 핑거 어셈블리와 고정접촉자를 연결하는 커넥터와의 간섭을 피하기 위한 회피홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 보호부와 격벽 사이에는 리브가 복수 개 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기에 의하면 고정접촉자를 모선에 연결하기 위해 마련되는 핑거 어셈블리를 보호하는 보호부가 마련되어 차단시 발생하는 아크로부터 핑거 어셈블리를 보호한다.
이에 따라 절연 파괴에 따른 손상으로부터 배선용 차단기를 보호할 수 있다.
또한, 전류의 흐름이 파괴되는 것을 방지한다.
도 1은 종래기술에 따른 배선용 차단기가 분전반에 설치된 사시도이다.
도 2는 도 1의 배선용 차단기의 전방부 측단면도이다.
도 3은 도 1의 배선용 차단기의 베이스 버스 서포터의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기가 분전반에 설치된 사시도이다.
도 5는 도 4의 배선용 차단기의 전방 사시도이다. 베이스 버스 서포터는 부분 절개된 상태이다.
도 6은 도 4의 배선용 차단기의 전방부 측단면도이다.
도 7은 도 4의 배선용 차단기의 베이스 버스 서포터 부분의 후방 사시도이다.
도 8은 도 7의 베이스 버스 서포터의 사시도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기가 분전반에 설치된 사시도이다. 도 5는 도 4의 배선용 차단기의 전방 사시도이다. 베이스 버스 서포터는 부분 절개된 상태이다. 도 6은 도 4의 배선용 차단기의 전방부 측단면도이다. 도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 배선용 차단기의 터미널 구조에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기는, 외함(10)의 전방부에 구비되고 고정접촉자(15)를 포함하는 전원측 단자부(11); 상기 고정접촉자(15)에 결합되어 상기 전원측 단자부(11)의 전면에 배치되는 핑거 어셈블리(40); 상기 전원측 단자부(11)의 상면 및 하면에 결합되고 상기 핑거 어셈블리(40)가 노출되는 핑거홀(35)이 형성되는 베이스 버스 서포터(30);를 포함하고, 상기 베이스 버스 서포터(30)에는 상기 핑거홀(35) 주변에 상기 핑거 어셈블리(40)를 둘러싸는 보호부(38)가 구비되는 것을 특징으로 한다.
배선용 차단기의 외함(10)은 대략적으로 직육면체의 상자형으로 형성된다. 외함(10)의 상부에는 개폐기구를 조작할 수 있는 핸들(18)이 구비된다. 핸들(18)은 On 위치, Off 위치, 리셋(reset) 위치로 회동할 수 있다.
외함(10)의 전방부(도면상 좌측)에는 전원(power line)에 연결될 수 있는 전원측 단자부(11)가 마련되고, 후방부(도면상 우측)에는 부하(load)에 연결될 수 있는 부하측 단자부(19)가 마련된다.
전원측 단자부(11)의 내부에는 고정접촉자(15)가 구비된다(도 6 참조). 별도로 도시하지는 않았지만, 외함(10) 내부에는 고정접촉자(15)에 접촉 또는 분리될 수 있는 가동접촉자가 마련되어 개폐기구의 작용에 따라 가동접촉자가 고정접촉자(15)에 접촉 또는 분리되어 회로를 연결 또는 분리시키게 된다.
분전반 패널(25)에는 모선(20)이 복수 개 설치된다. 3상 회로의 경우 모선(20)은 3개가 병렬로 나란히 설치될 수 있다. 각 모선(20)은 절연소재로 형성되는 모선 설치용 부재(busbar mounting member)(21)와 모선 장착 브래킷(22) 및 체결용 나사(23)에 의해 분전반 패널(25)에 설치될 수 있다.
외함(10)의 부하측 단자부(19)는 장착 브래킷(29)에 의해 분전반 패널(25)에 고정된다.
전원측 단자부(11)에는 전원측 단자인 고정접촉자(15)를 모선(20)에 접속시키기 위한 접속부재가 마련된다. 상기 접속부재는 커넥터(45)와 핑거 어셈블리(40)로 구성될 수 있다.
커넥터(45)는 측면에서 볼 때 'L'자 형태로 절곡 형성되어 하단부가 고정접촉자(15)에 접속되고 상단부는 전원측 단자부(11)의 전방에 노출된다. 커넥터(45)의 상단부에는 핑거 어셈블리(40)가 결합된다. 핑거 어셈블리(40)는 모선(20)에 맞물릴 수 있게 집게 형태로 형성될 수 있다. 이때, 각 상(phase)의 핑거 어셈블리(40)는 서로 다른 높이에 위치할 수 있다. 예를 들면, R상의 핑거 어셈블리는 최상단의 모선이 있는 위치에 마련되고, T상의 핑거 어셈블리는 최하단의 모선이 있는 위치에 마련되는 방식이다.
핑거 어셈블리(40)는 집게 형태로 형성되는 핑거(41), 상기 핑거(41)에 접압력을 제공하는 핑거 스프링(42), 핑거(41)와 핑거 스프링(42)을 감싸 고정하는 핑거 홀더(43)를 포함한다.
핑거 어셈블리(40)는 베이스 버스 서포터(30)의 전면부에 돌출 형성되는 진입부(31) 사이로 노출된다.
커넥터(45)가 마련된다. 커넥터(45)는 핑거 어셈블리(40)와 고정접촉자(15)를 연결한다. 커넥터(45)는 대략적으로 L자 형상으로 형성될 수 있다. 커넥터(45)의 상부에는 핑거 어셈블리(40)가 고정 결합되고, 커넥터(45)의 하부에는 고정접촉자(15)가 고정 결합된다.
커넥터(45)는 수직 커넥터(46)와 수평 커넥터(47) 및 수직 커넥터(46)와 수평 커넥터(47)를 고정하는 체결 부재(48)로 구성될 수 있다.
커넥터(45)는 고정접촉자(15)에 체결 부재(17)에 의해 결합될 수 있다.
도 7 및 도 8에 도시되어 베이스 버스 서포터를 더 참조하기로 한다.
전원측 단자부(11)와 모선(20) 사이의 접속부재를 보호하고 외부와 절연을 유지하기 위하여 베이스 버스 서포터(30)가 마련된다. 베이스 버스 서포터(30)는 절연소재로 형성된다.
베이스 버스 서포터(30)는 전원측 단자부(11)에 고정 설치되어 핑거 어셈블리(40)와 커넥터(45)를 감쌀 수 있도록 형성된다. 베이스 버스 서포터(30)는 전체적으로 후방이 개방된 상자 형태로 형성될 수 있다.
베이스 버스 서포터(30)의 전면부에 진입부(31)가 마련된다. 진입부(31)는 모선(20)의 사이사이에 끼워질 수 있도록 측면에서 볼 때 다수 개의 이빨 형태로 형성될 수 있다. 상기 이빨은 모선(20)과 모선 설치용 부재(21)에 맞물릴 수 있도록 형성될 수 있다.
베이스 버스 서포터(30)의 전면부(34)에는 핑거홀(35)이 형성되어 핑거 어셈블리(40)가 진입부(31)에 노출될 수 있다. 각 상별로 마련되는 핑거 어셈블리(40)는 각각 세로 위치 및 가로 위치가 다르게 배치된다. 즉, 도 5를 참조하면, 각 상의 핑거 어셈블리(40)는 xy평면 상에서 서로 다른 위치에 배치될 수 있다. 예를 들어, R상 핑거 어셈블리의 경우 x축 상에서 최우측, y축 상에서 최상단의 위치에 배치될 수 있다. T상 핑거 어셈블리의 경우 x축 상에서 최좌측, y축 상에서 최하단의 위치에 배치될 수 있다.
베이스 버스 서포터(30)의 상부 및 하부에는 전원측 단자부(11)의 상면(13) 및 하면(14)에 결합될 수 있는 상면 결합부(32) 및 하면 결합부(33)가 형성된다. 상면 결합부(32) 및 하면 결합부(33)는 판(plate)으로 형성될 수 있다.
베이스 버스 서포터(30)의 하면 결합부(33)는 전원측 단자부(11)의 하면(14)을 감쌀 수 있도록 후방으로 길게 돌출 형성된다. 하면 결합부(33)에는 복수 개의 리브(33a)가 형성되어 전원측 단자부(11)의 하면(14)과 하면 결합부(33) 사이에 아크 가스의 배출공간(36)을 형성하도록 할 수 있다. 이 배출공간(36)을 통하여 차단시 발생하는 아크 가스는 최종적으로 외부로 배출된다. 이때, 리브(33a)는 격벽(37)으로부터 연장될 수 있다.
베이스 버스 서포터(30)의 상면 결합부(32)는 하면 결합부(33)보다 짧게 형성될 수 있다.
베이스 버스 서포터(30)의 내부에는 각 상간 절연을 위하여 격벽(37)이 마련된다. 격벽(37)은 베이스 버스 서포터(30)의 양측면 사이에 구비되는 세로벽으로 형성될 수 있다. 격벽(37)은 주변에 형성되는 다수의 리브로 지지될 수 있다.
베이스 버스 서포터(30)의 핑거홀(35) 주변에는 보호부(38)가 형성된다. 보호부(38)는 격벽(37)과 격벽(37) 사이 또는 격벽(37)과 측벽(39) 사이에 구비된다.
보호부(38)는 핑거 어셈블리(40)를 둘러쌓을 수 있도록 마련된다. 보호부(38)는 핑거(41)와 핑거 스프링(42) 및 핑거 홀더(43)를 감쌀 수 있는 크기로 형성된다.
보호부(38)는 베이스 버스 서포터(30)의 전면부(34)로부터 후방으로 돌출 형성된다. 이때, 보호부(38)의 길이는 배기 커버 플레이트(50)의 배기 덕트(52)와 중첩될 수 있는 길이로 형성된다. 이에 따라, 배기 덕트(52)를 통해 나온 아크 가스는 핑거 어셈블리(40)에 닿지 않고 보호부(38) 주변으로 흐르게 된다.
보호부(38) 주변에는 공간이 형성된다. 보호부(38)와 격벽(37) 사이에는 아크 배출 공간(38c)이 마련된다. 이에 따라, 아크 가스는 아크 배출 공간(38c)을 따라 하방의 배출 공간(36)으로 흘러간다.
보호부(38)는 상면과 하면은 서로 다른 길이로 형성될 수 있다.
보호부(38)의 상면 또는 하면에는 커넥터(45)와의 간섭을 피하기 위한 회피홈(38a)이 형성될 수 있다.
보호부(38)와 격벽(37) 사이에는 강도 보강을 위하여 리브(38b)가 형성될 수 있다.
배기 커버 플레이트(50)가 마련된다. 배기 커버 플레이트(50)는 전원측 단자부(11)의 상부에 결합된다. 배기 커버 플레이트(50)는 차단기의 아크 챔버(미도시)의 배기구에 연결되어 아크 가스를 유도한다.
배기 커버 플레이트(50)의 상면에는 커넥터(45)와 고정접촉자(15)를 결합하기 위한 조립홀(51)이 형성된다.
배기 커버 플레이트(50)의 하면에는 아크 소호부의 배기구에서 나오는 아크 가스가 배출될 수 있도록 배기 덕트(52)가 마련된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기에 의하면 고정접촉자를 모선에 연결하기 위해 마련되는 핑거 어셈블리를 보호하는 보호부가 마련되어 차단시 발생하는 아크로부터 핑거 어셈블리를 보호한다.
이에 따라 절연 파괴에 따른 손상으로부터 배선용 차단기를 보호할 수 있다.
또한, 전류의 흐름이 파괴되는 것을 방지한다.
이상에서 설명한 실시예들은 본 발명을 구현하는 실시예들로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 외함 11 전원측 단자부
15 고정접촉자 17 체결 부재
18 핸들 19 부하측 단자부
20 모선 25 분전반 패널
30 베이스 버스 서포터 31 진입부
32 상면 결합부 33 하면 결합부
34 전면부 35 핑거홀
36 배출공간 37 격벽
38 보호부 38a 회피홈
38b 리브 38c 아크 배출 공간
39 측벽 40 핑거 어셈블리
41 핑거 42 핑거 스프링
43 핑거 홀더 45 커넥터
50 배기 커버 플레이트

Claims (9)

  1. 외함의 전방부에 구비되고, 고정 접촉자를 포함하는 전원측 단자부;
    상기 고정 접촉자에 결합되어 상기 전원측 단자부의 전면에 배치되는 핑거 어셈블리;
    상기 전원측 단자부의 상면 및 하면에 결합되고, 상기 핑거 어셈블리가 노출되는 핑거홀이 형성되는 베이스 버스 서포터;를 포함하고,
    상기 베이스 버스 서포터에는 상기 핑거홀 주변에 상기 핑거 어셈블리를 둘러싸는 보호부가 구비되고,
    상기 베이스 버스 서포터에는 각 상간 절연을 위하여 격벽이 형성되고, 상기 보호부는 상기 격벽과 격벽 사이 또는 상기 격벽과 측벽 사이에 구비되고,
    상기 핑거 어셈블리는, 집게 형태로 형성되는 핑거; 상기 핑거에 접압력을 제공하는 핑거 스프링; 및 상기 핑거와 핑거 스프링을 고정하는 핑거 홀더;를 포함하고,
    상기 보호부는 상기 핑거와 핑거 스프링 및 핑거 홀더를 감쌀 수 있는 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 보호부는 상기 베이스 버스 서포터의 전면부로부터 후방으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 보호부의 길이는 상기 전원측 단자부에 결합되는 배기 커버 플레이트와 중첩되도록 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
  6. 제1항에 있어서, 상기 보호부와 격벽 사이에는 아크 배출 공간이 마련되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 보호부의 상면과 하면은 서로 다른 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
  8. 제1항에 있어서, 상기 보호부의 상면 또는 하면에는 상기 핑거 어셈블리와 고정접촉자를 연결하는 커넥터와의 간섭을 피하기 위한 회피홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
  9. 제1항에 있어서, 상기 보호부와 격벽 사이에는 리브가 복수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
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