KR102295158B1 - 차단 기기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 누전 차단 기능 및 아크 차단 기능을 갖는 차단 기기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 차단 기기는 누전차단부 및 아크차단부를 포함하는 차단 기기에 있어서, 상기 아크차단부는 상기 누전차단부의 하부에서 일체로 연장되는 형태로 형성되며, 상기 아크차단부 및 상기 누전차단부가 하나의 케이싱에 설치되고, 상기 누전차단부와 연결되는 단자부가 상기 케이싱의 전면에 노출되도록 설치되며, 상기 단자부가 상기 케이싱 전면으로부터 이격되어 소정 공간이 확보되도록 단차가 형성되는 것에 기술적 특징이 있다.

Description

차단 기기{Circuit breaker}

본 발명은 차단 기기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 누전 차단과 아크 차단이 모두 가능한 차단 기기에 관한 것이다.

아크는 전기 화재의 주 원인이 되기 때문에 아크 발생 시 회로 차단 기능이 필요하다. 그리고 누설 전류를 차단하기 위한 누전 차단기도 필요하다.

아크 차단기는 아크가 검출되었을 경우 아크로부터 회로를 보호하기 위해 아크를 차단하는 장치이고, 누전 차단기는 누설 전류가 소정 기준치 이상 흐르는 것을 감지하여 입력 전원을 자동으로 차단하는 장치로, 종래에는 아크 차단기와 누전 차단기가 별도로 설치되었다.

참고적으로 특허문헌 1에는 직류 과부하 겸용 아크 차단장치의 구성이 개시되어 있고, 특허문헌 2에는 입력단자부의 고정접점에 분리가능하게 접속되도록 회동되는 가동자와 가동자를 회동시키기 위한 트립레버로 이루어진 기구부; 누설전류에 의해 기자력을 발생시키는 코일과 코일의 내부에서 기자력에 의해 슬라이딩 운동되며 일측말단이 트립레버에 고정설치된 코어로 이루어진 트립코일조립체;를 포함하는 누전 차단기의 구성이 개시되어 있다.

공개특허공보 제10-2016-0089225호(2016.07.27.) 공개특허공보 제10-2011-0004504호(2011.01.14.)

종래에는 아크 차단기와 누전 차단기가 별도로 설치됨에 따라, 설치 작업에 있어 번거로움이 있고 비용적 측면에서 비효율적인 요소가 존재하는 문제점이 있다.

본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 아크 차단 기능과 누전 차단 기능을 모두 갖는 차단 기기를 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차단 기기는 누전차단부 및 아크차단부를 포함하는 차단 기기에 있어서, 상기 아크차단부는 상기 누전차단부의 하부에서 일체로 연장되는 형태로 형성되며, 상기 아크차단부 및 상기 누전차단부가 하나의 케이싱에 설치되고, 상기 누전차단부와 연결되는 단자부가 상기 케이싱의 전면에 노출되도록 설치되며, 상기 단자부가 상기 케이싱 전면으로부터 이격되어 소정 공간이 확보되도록 단차가 형성되는 것에 기술적 특징이 있다.

또한 본 발명에 따른 차단 기기는 상기 누전차단부가 누설 전류를 감지하는 누설 전류계; 및 상기 누설 전류계와 연동되어 동작하는 트립 소자;를 포함하고, 상기 누설 전류계가 누설 전류를 감지하는 경우, 상기 트립 소자가 개방되도록 구성될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 차단 기기는 상기 케이싱 내부에 설치되되, 상기 아크차단부가 설치되기 위해 연장된 부분에 설치되는 PCB 모듈을 포함하고, 상기 PCB 모듈과 상기 트립 소자가 연동되도록 구성되며, 상기 아크차단부가 아크를 감지하는 경우, 상기 PCB 모듈의 제어에 의해 상기 트립 소자가 개방되도록 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 차단 기기는 누전 차단 본연의 기능을 수행하면서도 아크 차단이 가능해지는 효과가 있다.

본 발명에 따른 차단 기기는 아크 차단 기능이 부가됨에도 단자부 접속에 간섭이 발생하지 않는 효과가 있다.

본 발명에 따른 차단 기기는 기존의 누전 차단기를 대체하여 설치되더라도 기존 누전 차단기의 위치 그대로 사용 가능한 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차단 기기의 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차단 기기를 전면이 도시된 도면
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차단 기기의 내부 단면도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차단 기기의 하면이 도시된 도면

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 설명하였다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성 요로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속 되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.

일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차단 기기에 대해 구체적으로 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차단 기기의 사시도, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차단 기기를 전면이 도시된 도면, 도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차단 기기의 내부 단면도, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차단 기기의 하면이 도시된 도면이다.

도 1 내지 도 3을 참고하면 본 발명의 일 실시예에 따른 차단 기기는 누전차단부(100) 및 아크차단부(200)를 포함하여 구성되고, 아크차단부(100)는 누전차단부(200)의 하부에서 일체로 연장되는 형태로 형성되며, 아크차단부(100) 및 누전차단부(100)가 하나의 케이싱(300)에 설치되고, 누전차단부(100)와 연결되는 단자부(400)가 케이싱(300)의 전면에 노출되도록 설치되며, 단자부(400)가 케이싱(300) 전면으로부터 이격되어 소정 공간이 확보되도록 단차(310)가 형성된다.

이때 단자부(400)는 도 2에 도시된 바와 같이 부하측 단자부(400)일 수 있다.

먼저 누전차단부(100)에 대해 설명하면, 본 발명에서 누전차단부(100)는 누전 차단 기능을 위한 구성요소들을 포함하여 구성될 수 있다.

도 3 및 도 4는 도 2의 A-A' 단면이 도시된 것으로, 도 3 및 도 4를 참고하면 누전차단부(100)는 케이싱(300)의 상부 측에 설치되는 구성요소들을 포함하여 구성되는 것으로 볼 수 있다.

누전차단부(100)는 케이싱(300) 내에서 이동 가능하게 설치되는 이동 컨택트(110); 케이싱(300) 내에서 고정 설치되는 고정 컨택트(120); 이동 컨택트(110)에 용접되는 리드 와이어(130); 리드 와이어(130)와 연결되어 누설 전류를 감지하는 누설 전류계(140)를 포함하여 구성될 수 있다.

누설 전류계(140)는 ZCT(Zero Current Transformer)를 포함하여 구성되어 리드 와이어(130)에 흐르는 전류를 감지할 수 있다.

본 발명에서 리드 와이어(130)는 누설 전류계(140)를 통과하여 오일대시팟 소자(150)에 연결될 수 있다.

오일대시팟 소자(150)는 ODP(Oil Dash Pot)을 포함하여 구성되며, ODP는 코일(151, coil), 플런저(152, plunger), 플러그(153, plug) 및 전기자(154, armature)를 포함하여 구성됩니다. ODP는 ZCT가 리드 와이어(130)에 흐르는 전류를 감지함에 따라 플런저(151) 및 전기자(154)가 동작하여 트립 소자(160)가 개방되도록 한다.

구체적으로 ZCT가 리드 와이어(130)에 흐르는 누설(이상) 전류를 감지하고, 누설(이상) 전류가 지속적으로 흐를 경우 플런저(152)는 자력의 영향을 받아 플러그(153)쪽으로 이동하게 되고, 플런저(152)가 플러그(153)에 닿게되면 자력이 급속도로 증가하게 되고, 이러한 자력의 급속한 증가에 따라 전기자(154)가 플러그(153)에 닿게 됩니다. 이러한 동작에 따라 연결된 트립 소자(160)가 개방될 수 있다.

결국 본 발명에서는 트립 소자(160)가 누설 전류계(140)와 연동되어 동작하는 구성으로 볼 수 있다.

위와 같은 구성의 누전차단부(100)의 동작을 구체적으로 살펴보면, 먼저 정상 상태에서 이동 컨택트(110)와 고정 컨택트(120)와 맞닿아 있어 통전 상태를 유지합니다.

이러한 상태에서 만일 누설 전류계(140)가 리드 와이어(130)에 흐르는 누설 전류를 감지하게 되면, 오일대시팟 소자(150)가 동작하게 되며, 오일대시팟 소자(150)의 동작에 따라 트립 소자(160)가 개방되는데, 트립 소자(160)에 연결된 레버(170)로 트립바(180)를 당기는 형태로 동작할 수 있다. 이렇게 트립바(180)가 당겨지면서 누전차단부(100)가 차단 기능을 수행하게 된다.

참고적으로 트립바(180)는 핸들(190)과 연동되며, 핸들(190)은 사용자가 동작시킬 수 있도록 케이싱(300)의 외부로 노출되어 구성될 수 있다.

아크차단부(200)는 누전차단부(100)의 하부 측에서 일체로 연장되는 형태를 가지는데, 도 3에 도시된 바와 같이 케이싱(300) 내부 하측에 아크차단부(200)가 설치될 수 있다.

즉, 본 발명에서는 케이싱(300)이 기존의 누전차단기와 유사한 형태에서 아래쪽으로 연장되는 연장부를 가지며, 연장부에는 중공이 형성됨에 따라 아크차단부(200)의 설치가 가능해진다.

또한 도 1에 도시된 바와 같이, 케이싱(300)의 측면이 모두 이어진 형태를 가지기 때문에 하나의 케이싱(300)에 누전차단부(100)와 아크차단부(200)가 모두 내장될 수 있다.

아크차단부(200)는 케이싱(300) 내부에 설치되되, 아크차단부(200)가 설치되기 위해 연장된 부분에 설치되는 PCB 모듈(210)을 포함하여 구성될 수 있다.

이때 PCB 모듈(210)과 트립 소자(160)가 연동되도록 구성되며, 아크차단부(200)가 아크를 감지하는 경우, PCB 모듈(210)의 제어에 의해 트립 소자(160)가 개방되도록 구성될 수 있다.

본 발명에서 아크차단부(200)는 아크를 검출하기 위해 아크 감지기(220)를 포함하여 구성될 수 있다. 아크 감지기(220)는 CT(Current Transformer)를 포함하여 구성되어 아크를 검출할 수 있다.

구체적으로 도 3을 참고하면, 본 발명에서 리드 와이어(130)가 누설 전류계(140)에 연결됨과 동시에 아크 감지기(220)에도 연결될 수 있다. 따라서 아크 감지기(220)는 리드 와이어(130)를 감지하여 아크가 발생하는 것을 검출할 수 있게 된다.

특히 본 발명은 누전차단부(100)와 연결되는 단자부(400)가 케이싱(300)의 전면에 노출되도록 설치되며, 단자부(400)가 케이싱(300) 전면으로부터 이격되어 소정 공간이 확보되도록 단차(310)가 형성되는데, 이러한 단차(310)는 단자부 접속에 간섭이 발생하지 않도록 하는 역할을 한다.

단자부(400)가 부하측 단자부이면 부하측 와이어와 연결시키기 위한 작업이 이루어질 수 있는데, 만일 단차(310)가 없다고 가정하면 단자부(400)가 케이싱(300)의 전면에 딱 붙어있는 상태가 되는데, 이러한 상태에서는 부하측 와이어와 연결시키기 위한 작업이 원활하게 이루어지기 힘들게 된다.

반면, 본 발명은 단자부(400)가 케이싱(300) 전면으로부터 이격되어 소정 공간이 확보되도록 단차(310)가 형성됨으로써 단자부 연결을 위한 작업이 용이하도록 하는 효과가 있다.

또한 본 발명은 PCB 모듈(210)이 누설 전류계(140)와 아크 감지기(220)에 모두 연결되어 하나의 PCB 모듈(210)이 누설 전류계(140)와 아크 감지기(220)의 동작을 모두 제어할 수 있다.

그리고 이때 PCB 모듈(210)은 케이싱(300)의 하부측으로 연장된 공간에 설치됨으로써, 공간 활용성을 향상시킬 수 있다.

만일 케이싱(300)의 하부측으로 연장된 공간이 없다면, PCB 모듈(210)은 케이싱(300)의 상부측 즉, 누전차단부(100)가 설치되는 공간에 설치되어야만 하는데, 누전차단부(100)는 앞서 살펴본 바와 같이 매우 많은 구성요소들로 복잡한 구조를 이루고 있어, 제작이 어렵고 PCB 모듈(210)을 효율적으로 배치시키기 힘든 문제점이 있다.

반면, 본 발명은 PCB 모듈(210)은 케이싱(300)의 하부측으로 연장된 공간에 설치되고, 이 하나의 PCB 모듈(210)을 통해 누설 전류계(140)와 아크 감지기(220)의 동작을 모두 제어함으로써, 공간 활용성을 향상시킴은 물론 전체적인 원가 절감 효과도 발생한다.

또한 본 발명에 따른 차단 기기는 누전 차단부(100)가 기존의 누전 차단기의 대체가 가능하기 때문에, 기존의 누전 차단기를 교환하여 새로운 누전 차단기를 설치할 때, 누전 차단기 대신 본 발명에 따른 차단 기기의 설치가 가능하며, 본 발명에 따른 차단 기기를 설치하더라도 기존의 누전 차단기 연결용 터미널 구조 변경이 필요없는 장점이 있다.

그리고 기존에는 누전 차단기가 복수 개로 설치될 때, 좌우 방향 즉 횡으로 배치되었다. 이는 누전 차단기 특유의 구조에 의한 것으로, 상부측에 전원측 단자부가 형성되고, 하부측에 부하측 단가가 형성됨에 따라 누전 차단기가 복수 개로 설치될 때 횡 방향으로 설치될 수밖에 없었다.

본 발명에 따른 차단 기기는 하부측으로 아크차단부(200)가 일체로 연장되는 형태를 가지기 때문에, 기존과 동일한 방식으로 차단 기기를 복수 개로 하여 횡으로 배치하는 것이 가능해진다.

즉, 본 발명에 따른 차단 기기를 복수 개로 배치하는 경우라도 누전 차단기 연결용 터미널 구조 변경이 필요없는 장점이 있는 것이다.

100: 누전차단부
110: 이동 컨택트
120: 고정 컨택트
130: 리드 와이어
140: 누설 전류계
150: 오일대시팟
151: 코일
152: 플런저
153: 플러그
154: 전기자
160: 트립 소자
170: 레버
180: 트립바
190: 핸들
200: 아크차단부
210: PCB 모듈
220: 아크 감지기
300: 케이싱
400: 단자부

Claims (3)

1. 누전차단부 및 아크차단부를 포함하는 차단 기기에 있어서,
   상기 아크차단부는 상기 누전차단부의 하부에서 일체로 연장되는 형태로 형성되며,
   상기 아크차단부 및 상기 누전차단부가 하나의 케이싱에 설치되고,
   상기 누전차단부와 연결되는 단자부가 상기 케이싱의 전면에 노출되도록 설치되며,
   상기 단자부가 상기 케이싱 전면으로부터 이격되어 소정 공간이 확보되도록 단차가 형성됨으로써, 상기 단차 상부에 상기 단자부가 형성되며,
   상기 누전차단부는
   누설 전류를 감지하는 누설 전류계; 및
   상기 누설 전류계와 연동되어 동작하는 트립 소자;를 포함하고,
   상기 누설 전류계가 누설 전류를 감지하는 경우, 상기 트립 소자가 개방되며,
   상기 아크차단부는 아크를 검출하기 위해 아크 감지기를 포함하고,
   상기 케이싱 내부에 설치되되, 상기 아크차단부가 설치되기 위해 연장된 부분에만 설치되는 PCB 모듈을 포함하고,
   상기 PCB 모듈과 상기 트립 소자가 연동되도록 구성되며,
   상기 아크차단부가 아크를 감지하는 경우, 상기 PCB 모듈의 제어에 의해 상기 트립 소자가 개방되고,
   상기 PCB 모듈이 상기 누설 전류계와 상기 아크 감지기에 모두 연결되어, 상기 PCB 모듈이 상기 누설 전류계와 상기 아크 감지기의 동작을 모두 제어하는 것을 특징으로 하는 차단 기기.
2. 삭제
3. 삭제

Images