KR102070140B1 - 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고정접촉단자가 설치된 터미널 블럭의 상단부에 아크런너를 설치하여 소형 저압용 차단기의 아크 소호 효율성을 높이고, 아크런너 설치 공간 효율성을 극대화한 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조에 관한 것이다.
이를 위해, 소형 저압용 차단기에 있어서, 각종 부품들이 설치되며, 각종 부품들을 보호하는 하우징; 상기 하우징의 일측에 설치된 터미널 블럭; 상기 터미널 블럭으로부터 하우징의 타측을 향해 연장 설치된 고정접촉단자; 상기 고정접촉단자에 접점되면서 부하단자에 통전 전로를 형성하는 가동접촉단자; 상기 터미널 블럭의 상단부에서 고정접촉단자를 향해 설치된 아크런너:를 포함하며, 상기 고정접촉단자는 터미널 블럭의 상단부보다 낮은 위치에 마련되고, 상기 아크런너는 고정접촉단자를 향해 경사지게 형성되며, 상기 아크런너는 터미널 블럭에 일체로 형성되되 상기 아크런너는 터미널 블럭의 상부에서 상기 고정접촉단자를 향해 일체의 직선으로 하향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조를 제공한다.

Description

소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조{An arcrunner installation structure of a compact circuit breaker}

본 발명은 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터미널 블럭 구조를 활용한 아크런너 설치를 통해 소형 저압용 차단기의 아크 소호 효율성을 극대화한 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조에 관한 것이다.

저압용 차단기는 통전 상태의 선로에 과부하나 단락 또는 누전 등의 이상이 발생할 경우, 선로 트립장치를 이용하여 전류를 차단함으로써 부하 측에서 발생할 수 있는 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있도록 구성된 안전장치이다.

상기 저압용 차단기의 전류차단동작은 선로에 고장이나 사고가 발생하여 대전류가 흐르게 되면, 전류를 감지하여 자동으로 고정접촉단자와 가동접점단자가 분리되도록 하여 사고를 예방한다.

상기 소형 저압용 차단기는 도 1에 도시된 바와 같이, 트립장치부(10), 기구부(20), 개폐부(30)로 구성된다.

전로상에서 과전류가 발생하면 트립장치부(10)에서 이를 검출하여 기구부(20)를 동작시키고 기구부(20)에 연결되어 있는 개폐부(30)의 접점이 떨어져 전원을 차단시킨다.

이때, 저압용 차단기의 구조를 간략히 살펴보면, 개폐부(30)에는 터미널블럭(31) 및 고정접촉단자(32), 가동접촉단자(33)가 있고, 트립장치부(10)에는 부하단자대(11) 및 과전류 트립 장치인 바이메탈(12) 등이 있다.

기구부(20)에는 트립 장치의 작동에 따라 가동접촉단자(33)를 고정접촉단자(32)로부터 떨어뜨리는 기구 및 저압용 차단기를 수동 조작하기 위한 핸들(21)이 부착되어 있다.

정상 상태에서 저압용 차단기는 터미널블럭(31)→고정접촉단자(32)→가동접촉단자(33)→트립장치부(10)→부하터미널블럭(40)으로 전류가 흐르지만, 과전류가 흐르게 되면 트립 장치부(10)가 기구부(20)를 작동시켜 고정접촉단자(31)로부터 가동접촉자단자(33)를 분리시키므로 전원은 차단된다.

한편, 고정접촉단자(32)로부터 가동접촉단자(33)의 접점이 분리되면 양 접점 사이에는 도전층인 아크가 발생하게 되고 이 발생된 아크를 따라서 전류가 흐르게 된다.

고정접촉단자(32)와 가동접촉단자(33) 사이에서 발생된 아크는 차단현상의 시간적 추이, 접촉되어 흐르는 전류의 세기에 따라 변화하나 일반적으로 아크의 기중온도는 약 8,000 ~12,000의 플라즈마 상태이며 폭발적인 팽창압력으로 저압용 차단기 내부의 부품을 소손시켜 단락 차단성능을 저하시키므로, 상기 아크를 소호(extingushing)시켜야 한다.

이를 위해, 플라즈마 상태를 유지하고 있는 아크주 주위에 강한 자계를 형성하여 상기 아크주(A)를 소호시키고 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 고정접촉단자(32)에 아크런너(50)를 설치하여 아크주(A)를 소호시키고 있다.

상기 아크런너(50)는 두 접점간 발생한 아크가 고정접촉단자(32)로부터 아크런너(50)를 따라 고정접촉단자(32) 끝단으로 빠르게 이동시키는 가이드 역할을 한다.

이러한 아크런너(50)의 가이드 역할은 아크주(A)를 길게 늘임과 동시에, 고정접촉단자(32)로부터 아크주(A)를 멀리 밀어내는 효과를 가지므로 아크 저항이 증가하여 아크 에너지 감쇄 성능을 높일 수 있다.

하지만, 상기한 아크런너(50)는 설치 공간 상, 아크 소호실을 확보한 저압용 차단기의 경우에만 설치되고 있으며, 전술한 바와 같이 고정접촉단자(32)에 설치되어 있다.

아크런너(50)가 설치되기 위해서는 고정접촉단자(32)와 가동접촉단자(33) 사이의 공간 확보가 이루어져야 하는데, 크기가 작은 소형 저압용 차단기의 경우에는 상기 공간이 협소하여 아크런너(50)의 설치가 용이하지 않은 문제가 있다.

대한민국 등록번호 제10-0519888호

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로써, 본 발명의 목적은 소형 저압용 차단기의 아크소호를 위해 고정접촉단자를 지지하는 터미널 블럭에 아크런너를 설치함으로써, 소형 저압용 차단기의 공간 활용도 및 아크소호 효율성을 극대화시킨 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조를 제공하고자 한 것이다.

본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위하여, 소형 저압용 차단기에 있어서, 각종 부품들이 설치되며, 각종 부품들을 보호하는 하우징; 상기 하우징의 일측에 설치된 터미널 블럭; 상기 터미널 블럭으로부터 하우징의 타측을 향해 연장 설치된 고정접촉단자; 상기 고정접촉단자에 접점되면서 부하단자에 통전 전로를 형성하는 가동접촉단자; 상기 터미널 블럭의 상단부에서 고정접촉단자를 향해 설치된 아크런너:를 포함하며, 상기 고정접촉단자는 터미널 블럭의 상단부보다 낮은 위치에 마련되고, 상기 아크런너는 고정접촉단자를 향해 경사지게 형성되며, 상기 아크런너는 터미널 블럭에 일체로 형성되되 상기 아크런너는 터미널 블럭의 상부에서 상기 고정접촉단자를 향해 일체의 직선으로 하향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조를 제공한다.

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본 발명에 따른 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조는 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 소형 저압용 차단기의 경우에도 아크런너 설치를 통해 아크 소호 효율성을 높일 수 있는 효과가 있다.

둘째, 터미널 블럭에 아크런너를 설치함으로써, 아크런너 설치 공간을 확보할 수 있다.

즉, 터미널 블럭으로부터 고정접촉단자를 향해 경사지게 형성시킴으로서, 아크런너 설치 공간 확보를 통해 설치 공간 효율성을 높일 수 있는 것이다.

도 1은 종래 기술에 따른 소형 저압용 차단기를 나타낸 측단면도
도 2는 저압용 차단기의 아크 소호를 위해 아크런너가 고정접촉단자에 설치된 상태를 나타낸 요부 사시도
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조를 나타내기 위한 소형 저압용 차단기 분해 사시도
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조를 나타내기 위한 소형 저압용 차단기의 요부를 나타낸 사시도
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조를 나타낸 사시도
도 6a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조를 나타낸 측단면도
도 6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조를 통해 아크주가 소호되는 상태를 나타낸 요부 도면.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 첨부된 도 3 내지 도 6b를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조에 대하여 설명하도록 한다.

소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조는 소형 저압용 차단기에 있어서, 소형 저압용 차단기의 제품 크기를 그대로 유지하면서도 아크런너를 설치하여 아크 소호 효율성을 극대화하였다.

즉, 고정접촉단자가 설치된 철(Fe)과 같은 자성체로 구성되어 있는 터미널 블럭에 아크런너를 설치하여 아크런너 설치 공간 효율성을 높이고, 아크런너를 통해 아크 소호 효율성을 극대화시킨 것이다.

소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조는 도면에 도시된 바와 같이, 하우징(100)과, 터미널 블럭(200)과, 고정접촉단자(300)와, 가동접촉단자(400)와, 아크런너(500)를 포함한다.

하우징(100)은 소형 저압용 차단기를 구성하는 각종 부품들을 보호하며, 소형 저압용 차단기의 외관을 구성한다.

하우징(100)은 소형 저압용 차단기의 유지 보수 작업이 용이하도록, 상부 하우징(110)과 하부 하우징(120)으로 구성됨이 바람직하다.

도 3에 도시된 바와 같이, 하부 하우징(120)에는 소형 저압용 차단기의 각종 부품들이 설치되며, 상부 하우징(110)은 하부 하우징(120)을 덮어 부품을 보호한다.

다음으로, 터미널 블럭(200)은 선로 구성을 위한 것으로써, 하우징(100)의 양측에 각각 설치된다.

저압용 차단기에는 외부 전원 단자와 부하단자가 설치되는데, 상기 터미널 블럭(200)은 하우징(100)의 양측에 각각 설치되어 외부전선과 부하전선이 설치되도록 한다.

터미널 블럭(200)은 전선 설치가 용이하도록 중공(中空)의 박스 형태로 이루어짐이 바람직하며, 상기 터미널 블럭(200)에는 전선 고정을 위한 단자볼트(210)가 마련된다.

이러한 구성을 통해, 터미널 블럭(200)의 일측에서 삽입된 전선은 단자볼트(210)의 조임을 통해 후술하는 고정접촉단자(300) 또는 부하단자에 고정되어 각 단자를 구성할 수 있다.

다음으로, 고정접촉단자(300)는 가동접촉단자(400)와의 접점을 통해 외주 전원이 부하전원으로 통전되도록 한 구성이다.

고정접촉단자(300)는 터미널 블럭(200)으로부터 외측으로 돌출되도록 설치된다.

이때, 고정접촉단자(300)는 터미널 블럭(200) 내부에서, 단자볼트(210)를 통해 고정된 외부 전선과 접점된 상태로 유지된다.

다음으로, 가동접촉단자(400)는 레버(L)를 통해 상,하로 가동되면서 고정접촉단자(300)에 접점되거나 고정접촉단자(300)로부터 분리된다.

가동접촉단자(400)가 레버(L)에 의해 고정접촉단자(300)에 접점이 되면, 외부전원이 부하전원으로 통전이 되고, 가동접촉단자(400)가 고정접촉단자(300)로부터 분리되면 비통전 상태가 되는 것이다.

레버(L)에 의한 가동접촉단자(400)의 구동원리는 종래의 공지된 기술과 동일하다.

가동접촉단자(400)는 부하단자에 전기적 연결된 상태이며, 고정접촉단자(300)의 상방에 위치된다.

다음으로, 아크런너(500)는 사고전류에 의한 아크 발생시 아크를 소호시키는 역할을 한다.

즉, 선로의 고장이나 사고가 발생하여 대전류가 흐르게 되면 차단기는 고정접촉단자(300)로부터 가동접촉단자(400)를 분리하여 회로를 차단하는데, 아크런너(500)는 회로 차단과정에서 고정접촉단자(300)로부터 가동접촉단자(400)가 분리되는 순간 발생된 아크주(A)를 가동접촉단자(400)로부터 당겨 아크 에너지를 소호시키는 것이다.

상기 아크런너(500)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 터미널 블럭(200)에 설치된다.

이때, 터미널 블럭(200)은 전술한 바와 같이 고정접촉단자(300)가 설치된 터미널 블럭과 부하단자가 설치된 터미널 블럭이 있지만, 본 명세서에서는 설명의 편의상, 고정접촉단자(300)가 설치된 터미널 블럭(200)에 대해서만 설명하기로 한다.

즉, 터미널 블럭(200)이라 함은, 고정접촉단자(300)가 설치되어 있는 터미널 블럭을 말하는 것이다.

아크런너(500)는 터미널 블럭(200)의 상단부로부터 하방을 향해 설치된다.

이때, 고정접촉단자(300)는 터미널 블럭으로부터 외측을 향해 설치되되, 터미널 블럭(200)의 상단부보다 낮은 위치에 설치되어 있는바, 상기 아크런너(500)는 고정접촉단자(300)를 향해 설치된다.

상세하게는, 아크런너(500)는 도 6a에 도시된 바와 같이 터미널 블럭(200)의 상단부에 일체로 형성되며, 터미널 블럭(200)의 상단부로부터 고정접촉단자(300)를 향해 하향 경사지게 형성된다. 또한, 아크런너(500)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 일체의 직선으로 형성된다.

이에 따라, 고정접촉단자(300)로부터 가동접촉단자(400) 분리시 발생되는 수직한 아크주(A)는 도 6b에 도시된 바와 같이 터미널 블럭(200)의 아크런너(500)를 향해 휨이 발생하면서 아크 에너지가 소호된다.

상기와 같이, 소형 저압용 차단기의 경우라도, 고정접촉단자(300)로부터 가동접촉단자(400)가 분리되는 과정에서 발생된 아크주(A)는 터미널 블럭(200)에 마련된 아크런너(500)를 통해 효과적으로 소호될 수 있으므로 부품 파손 방지 효율성을 높일 수 있다.

한편, 소형 저압용 차단기 내부에는 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 아크차단벽(600)이 더 마련될 수 있다.

아크차단벽(600)은 가동접촉단자(400)와 고정접촉단자(300)에서 발생하는 아크에 의해 생성된 외력 또는 기체가 하부 하우징(120)의 공간으로 전달 또는 유입하여 내부쇼트가 발생하는 것을 방지하는 역할을 한다.

이때, 하부하우징(120)의 내부 공간이라 함은, 하우징(100) 양측의 터미널 블럭(200), 가동접촉단자(400), 고정접촉단자(300)를 제외한 하부 하우징(120)의 공간을 말한다.

상기 아크차단벽(600)은 상부하우징(110)으로부터 하방을 향해 형성되며, 격벽의 형태로 제공된다.

지금까지 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조는 소형 저압용 차단기에도 아크런너(500)를 설치하여 아크 소호 효율성을 높이되, 아크런너(500)를 터미널 블럭(200)에 설치함으로써 제품 크기는 그대로 유지하여 아크런너(500) 설치 공간을 효율적으로 이용할 수 있도록 하였다.

이에 따라, 소형 저압용 차단기의 아크 소호 효율성을 높이고, 아크로 인한 개폐부의 부품 소손을 감소시켜 단락 차단 성능을 향상시킬 수 있다.

이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대하여 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정은 첨부된 특허 청구범위에 속함은 당연한 것이다.

100 : 하우징 110 : 상부 하우징
120 : 하부 하우징 200 : 터미널 블럭
210 : 단자볼트 300 : 고정접촉단자
400 : 가동접촉단자 500 : 아크런너
600 : 아크차단벽 L : 레버

Claims (3)

1. 소형 저압용 차단기에 있어서,
   각종 부품들이 설치되며, 각종 부품들을 보호하는 하우징;
   상기 하우징의 일측에 설치된 터미널 블럭;
   상기 터미널 블럭으로부터 하우징의 타측을 향해 연장 설치된 고정접촉단자;
   상기 고정접촉단자에 접점되면서 부하단자에 통전 전로를 형성하는 가동접촉단자;
   상기 터미널 블럭의 상단부에서 고정접촉단자를 향해 설치된 아크런너:를 포함하며,
   상기 고정접촉단자는 터미널 블럭의 상단부보다 낮은 위치에 마련되고, 상기 아크런너는 고정접촉단자를 향해 경사지게 형성되며,
   상기 아크런너는 터미널 블럭에 일체로 형성되되 상기 아크런너는 터미널 블럭의 상부에서 상기 고정접촉단자를 향해 일체의 직선으로 하향 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 소형 저압용 차단기의 아크런너 설치구조.
   
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