KR102349751B1

KR102349751B1 - 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기

Info

Publication number: KR102349751B1
Application number: KR1020170035516A
Authority: KR
Inventors: 이광원
Original assignee: 엘에스일렉트릭(주)
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2017-03-21
Publication date: 2022-01-11
Also published as: CN108630507B; EP3379553B1; US20180277316A1; KR20180106740A; ES2751018T3; EP3379553A1; CN108630507A

Abstract

본 발명은 회로 차단기에 구비되는 단극차단유닛의 하우징 내부에 소호부와 검출 기구부를 연결하는 아크가스 배출유로를 형성시킴으로써 측면으로 아크가스가 배출되지 않게 하여, 단락시 발생한 아크가스를 이용하여 개폐 기구부를 트립시킬 때 각 상간의 절연성능이 저하되는 것을 방지하고, 이를 통해 차단기의 동작에 대한 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

단극차단유닛이 구비된 회로 차단기 {CIRCUIT BREAKER WITH SINGLE POLE SWITCHING UNIT}

본 발명은 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 간단한 구조를 가진 단극차단유닛을 이용하여 아크가스에 의한 트립동작이 이루어지게 하는 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기에 관한 것이다.

일반적으로, 회로 차단기는 전기 선로상에 설치되며, 과부하 또는 단락사고가 발생하였을 때 회로를 차단하여 부하 기기를 보호함은 물론 과부하나 단락사고로 인한 화재의 발생을 방지하고 인명을 보호하는 전기기기이다.

또한 이러한 회로 차단기는 절연물인 외함 내에 소호장치, 개폐 기구부, 검출 기구부를 일체화하여 조립한 구조로 되어 있으며, 외함의 바깥 측으로 노출된 핸들을 사용자가 수동으로 조작하여 전로를 폐로상태 또는 개로상태로 제어할 수 있도록 되어 있다.

한편, 도 1에는 종래의 회로 차단기를 나타내는 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 종래의 회로 차단기에 구비되는 단극차단유닛을 나타내는 측면도가 도시되어 있으며, 도 3에는 종래의 회로 차단기에 구비되는 단극차단유닛을 나타내는 단면도가 도시되어 있다. 또한 도 4에는 종래의 회로 차단기에 구비되는 단극차단유닛을 나타내는 사시도가 도시되어 있으며, 도 5에는 종래의 회로 차단기의 단극차단유닛의 측면에 구비되는 압력트립장치를 나타내는 사시도가 도시되어 있으며, 도 6에는 종래의 회로 차단기에 구비되는 단극차단유닛을 나타내는 단면도가 도시되어 있고, 도 7에는 종래의 단극차단유닛에 구비된 압력트립장치를 통해 개폐 기구부가 트립되는 상태를 나타내는 사시도가 도시되어 있다.

도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 종래의 회로 차단기(10)는 절연물로 되어 외함을 이루는 상부커버(미도시)와 하부 케이스(11), 차단기(10)의 온 또는 오프 상태를 조절하도록 핸들(12a)이 구비된 개폐 기구부(12), 전로 상의 이상전류를 검출하는 검출 기구부(13) 및 단극차단유닛(20) 등으로 구성된다.

이때 단극차단유닛(20)에는 가동 접촉자(21), 고정 접촉자(23) 및 소호부(25) 등이 구비되는데, 회로 차단기(10)에 사고전류가 인가되면 전자 반발력에 의해 가동 접촉자(21)와 고정 접촉자(23)가 분리되고, 접점 사이에는 아크가 발생하면서 아크가스가 발생하게 된다.

이때 단극차단유닛(20)의 측면에는 아크로 인한 아크가스가 외부로 배출되도록 아크가스 배출홀((35)이 구비되고, 아크가스가 아크가스 배출홀(35)을 통해 외부로 배출되면서 개폐 기구부(12)를 트립시킨다.

한편, 단극차단유닛(20)의 측면에는 압력트립장치(30)가 구비되는데, 압력트립장치(30)는 아크가스 배출홀(35)의 측면에 구비된다.

이때 압력트립장치(30)는 외부로 배출된 아크가스를 저장하는 실드(31), 각 상간절연을 유지하고 아크가스 배출홀(35)을 통해 배출되는 아크가스에 의해 구부러지는 배리어(33), 아크가스에 의해 동작하여 개폐 기구부(12)의 트립바(12b)를 동작시키는 슈터(37), 압력소멸 후 슈터(37)를 본래의 위치로 복귀시키는 탄성부재(39) 등으로 구성된다.

따라서, 회로 차단기(10)에 사고전류가 흐르게 되면 가동 접촉자(21)와 고정 접촉자(23) 사이의 전자 반발력에 의해 각 접촉자(21, 23)가 분리되는 한류 동작이 이루어지고, 이때 각 접촉자(21, 23) 사이에서는 아크가 발생되어 내부 압력이 커지게 된다.

이때 아크에 의한 가스압이 커지면 배리어(33)가 휘어져 아크가스 배출홀(35)이 노출되고, 아크가스 배출홀(35)을 통해 유출된 아크가스의 가스압을 통해 슈터(37)가 상측으로 밀어올려지면서 트립바(12b)를 구동시켜 개폐 기구부(12)를 트립시킨다.

하지만, 상기와 같이 동작되는 종래의 회로 차단기(10)는 아크가스 배출홀(35)이 단극차단유닛(20)의 측면에 형성되기 때문에, 각 상간의 절연성능이 크게 저하되는 문제점이 있었다.

즉, 3상 회로 차단기(10)에 있어서 R, S, T 상에 모두 사고전류가 흐르는 경우 각 상에서 아크로 인한 아크가스가 아크가스 배출홀(35)을 통해 배출되기 때문에 아크가스뿐만 아니라 아크가 유출되게 되면, 각 상간 절연성능이 저하되어 회로 차단기(10)가 단락전류를 차단하지 못하거나, 가스압에 의한 트립 과정에서 단락시 발생되는 그을음, 비산물 등이 유출되어 각 상간에 습착됨으로써 단락후 절연파괴가 발생하는 문제점이 있었다.

또한 종래의 회로 차단기(10)에 구비되는 단극차단유닛(20)의 경우, 개폐 기구부(12)를 트립시키는 압력트립장치(30)가 실드(31), 베리어(33), 슈터(37), 탄성부재(39) 등으로 구성되기 때문에 구조가 매우 복잡하고, 조립이 어려울 뿐만 아니라 부품의 개수가 많아 제조비용이 크게 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 보다 간단한 구조를 가진 단극차단유닛을 이용하여 아크가스에 의한 트립동작이 이루어지게 하는 회로 차단기를 제공함에 그 목적이 있다.

전술한 본 발명의 목적은, 하우징; 상기 하우징의 내부에 구비된 가동 접촉자; 상기 하우징의 내부에 구비되고, 상기 가동 접촉자에 접촉 또는 분리되는 고정 접촉자 및 상기 하우징의 내부에 구비되고, 상기 가동 접촉자와 상기 고정 접촉자의 분리시 발생되는 아크를 소호시키는 소호부를 포함하는 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기에 있어서, 상기 하우징에는 상기 가동 접촉자와 상기 고정 접촉자의 분리시 발생되는 아크가스가 배출되도록 적어도 하나 이상의 아크가스 배출유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기를 제공함으로써 달성된다.

또한 상기 아크가스 배출유로는, 상기 하우징의 하면 또는 측면에 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 아크가스 배출유로는, 일단에는 상기 아크가스가 유입되도록 유입홀이 형성되고, 상기 소호부측으로부터 경사지게 형성된 제1 유로; 상기 제1 유로로부터 수평방향으로 형성된 제2 유로; 및 일단에는 상기 아크가스가 배출되도록 배출홀이 형성되고, 상기 제2 유로로부터 상기 검출 기구부 측으로 경사지게 형성된 제3 유로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 일단에는 상기 아크가스가 배출되도록 배출홀이 형성되고, 상기 제3 유로로부터 상기 검출 기구부 측으로 수평방향으로 형성된 제4 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 각 배출홀은 아마추어의 하부에 인접하게 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유입홀은 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 유입홀은 상기 고정 접촉자에 인접하게 위치하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 제1 유로, 상기 제3 유로 또는 상기 제4 유로 중 상기 배출홀과 상기 유입홀 부근의 폭은 상기 배출홀과 상기 유입홀 측으로 갈수록 점진적으로 커지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 회로 차단기는 상기 각 배출홀을 통해 아크가스가 배출되어 상기 아마추어를 회전시킴으로써 트립되는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명인 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기는, 회로 차단기에 구비되는 단극차단유닛의 하우징 내부에 소호부와 검출 기구부를 연결하는 아크가스 배출유로를 형성시킴으로써 측면으로 아크가스가 배출되지 않게 하여, 단락시 발생한 아크가스를 이용하여 개폐 기구부를 트립시킬 때 각 상간의 절연성능이 저하되는 것을 방지하고, 이를 통해 차단기의 동작에 대한 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

또한 단극차단유닛에 아크가스 배출유로를 형성시키고, 아크가스 배출유로를 통해 배출된 아크가스가 검출 기구부에 구비된 아마추어를 가압하게 함으로써 별도의 다른 구성부품을 구비시키지 않고, 간단한 구조를 통해서도 단극차단유닛을 통해 개폐 기구부의 트립동작이 실행되게 하는 효과가 있다.

또한 제1 유로가 경사지게 형성되도록 할 뿐 만 아니라 유입홀이 경사지게 형성되도록 하여 고정 접촉자와 가동 접촉자의 분리시 발생된 아크가스가 신속하게 아크가스 배출유로로 유입되게 하여 아크가스의 가스압을 통해 개폐 기구부의 트립 동작이 신속하게 이루어지게 한다.

또한 제1 유로에 형성된 유입홀 부근의 폭과 제3 유로 또는 제4유로에 형성된 배출홀 부근의 폭이 일정정도 점진적으로 커지도록 하여 가동 접촉자와 고정 접촉자의 분리시 발생된 아크가스가 아크가스 배출유로로 쉽게 유입되거나 아크가스 배출유로로부터 쉽게 배출되게 하는 효과가 있다.

또한 제4 유로를 수평방향으로 형성시켜 아크가스가 배출홀을 통해 검출 기구부 측으로 배출될 때 아크가스를 통해 아마추어로 가압되는 가스압의 방향이 수평방향이 되도록 하여 아마추어가 가스압을 통해 보다 빠르게 회전되게 하는 효과가 있다.

또한 제1 유로에 형성된 유입홀이 고정 접촉자 부근에 형성되게 함으로써 고정 접촉자와 가동 접촉자가 분리될 때 발생되는 아크가스가 빠르게 아크가스 배출유로로 유입되게 하는 효과가 있다.

또한 제3 유로 또는 제4 유로에 형성된 배출홀이 아마추어의 하부에 인접하게 위치하도록 하여 제3 유로 또는 제4 유로를 통해 배출되는 아크가스가 배출됨과 동시에 지체없이 아마추어를 가압하게 하는 효과가 있다.

도 1은 종래의 회로 차단기를 나타내는 사시도.
도 2는 종래의 회로 차단기에 구비되는 단극차단유닛을 나타내는 측면도.
도 3은 종래의 회로 차단기에 구비되는 단극차단유닛을 나타내는 단면도.
도 4는 종래의 회로 차단기에 구비되는 단극차단유닛을 나타내는 사시도.
도 5는 종래의 회로 차단기의 단극차단유닛의 측면에 구비되는 압력트립장치를 나타내는 사시도.
도 6은 종래의 회로 차단기에 구비되는 단극차단유닛을 나타내는 단면도.
도 7은 종래의 회로 차단기에 구비된 압력트립장치를 통해 개폐 기구부가 트립되는 상태를 나타내는 사시도.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기를 나타내는 사시도.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단극차단유닛의 하우징에 아크가스 배출홀이 형성된 상태를 나타내는 단면도.
도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기를 나타내는 단면도.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 단극차단유닛에 구비된 아크가스 배출홀을 나타내는 단면도.
도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 단극차단유닛에 구비된 아크가스 배출홀을 나타내는 단면도.
도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 단극차단유닛에 구비된 아크가스 배출홀을 나타내는 단면도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기를 상세히 설명한다.

도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기를 나타내는 사시도이고, 도 9는 본 발명의 제1 실시예에 따른 단극차단유닛의 하우징에 가스압 배출홀이 형성된 상태를 나타내는 단면도이며, 도 10은 본 발명의 제1 실시예에 따른 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기를 나타내는 단면도이고, 도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 단극차단유닛에 구비된 가스압 배출홀을 나타내는 단면도이며, 도 12는 본 발명의 제3 실시예에 따른 단극차단유닛에 구비된 가스압 배출홀을 나타내는 단면도이고, 도 13은 본 발명의 제3 실시예에 따른 단극차단유닛에 구비된 가스압 배출홀을 나타내는 단면도이다.

도 8 내지 도 10에 도시된 바와 같이. 본 발명에 따른 회로 차단기(100)는 개폐 기구부(130), 검출 기구부(150) 및 단극차단유닛(110)을 포함하여 이루어진다.

상기 개폐 기구부(130)는 상기 회로 차단기(100)의 온(ON) 또는 오프(OFF) 상태를 조절하여 전류가 회로 차단기(100)로 유입되거나 유입이 차단되게 한다.

이때 상기 개폐 기구부(130)는 사용자가 차단기(100)의 온 또는 오프조작을 하기 위한 핸들(131), 가동 접촉자(117)의 상태를 지지하는 링크(133), 핸들(131)의 움직임을 링크(133)로 전달하여 주는 레버(미도시), 래치(미도시)를 구속하거나 구속상태로부터 해제시키는 래치 홀더(135), 트립바(139) 및 링크(133)에 연결되어 가동 접촉자(117)와 회전하는 샤프트(137) 등으로 구성된다.

상기 검출 기구부(150)는 마그넷(미도시), 사고전류 발생시 전자력에 의해 움직이는 아마추어(151) 등으로 이루어지며, 순시영역 이상의 전류가 흐르면 상기 마그넷으로부터 발생되는 전자기력에 위해 상기 아마추어(151)가 상기 마그넷측으로 휘어지면서 상기 트립바(139)를 이동시켜 상기 개폐 기구부(130)를 트립시킨다.

이와 함께, 사고전류가 인가되면 상기 단극차단유닛(110)으로부터 아크가스가 배출되고, 상기 아크가스가 상기 아마추어(151)를 가압하여 상기 개폐 기구부(130)가 트립되게 한다.

이때 상기 아마추어(151)는 회전 결합부(153)를 통해 상기 트립바(139) 측으로 회전가능하게 연결되어 상기 단극차단유닛(110)을 통해 배출되는 아크가스가 상기 아마추어(151)의 하부를 가압하면 상기 아마추어(151)가 상기 트립바(139)측으로 회전하면서 상기 트립바(139)를 회전시켜 상기 개폐 기구부(130)가 트립상태가 되게 한다.

상기 단극차단유닛(110)은 사고전류가 인가되면 아크가스를 상기 아마추어(151)측으로 배출하여 상기 아마추어(151)를 가압함으로써 상기 아마추어(151)를 통해 상기 개폐 기구부(130)를 트립시킨다.

이때 상기 단극차단유닛(110)은 극 별 즉, R, S, T의 교류 3극(일명 3상)별로 마련되는 일종의 교류 극 별 개폐 접점부로서, 극(상)간의 전기적 절연을 위해서 외부가 전기적 절연 성능이 우수한 인조 수지의 하우징(111)으로 구성된다.

이러한 상기 단극차단유닛(110)의 하우징(111) 내부에는 교류 극 별 개폐 접점부로서 가동 접촉자(117)와 고정 접촉자(115)가 구비된다.

또한 회로상 단락전류와 같은 이상전류가 흐를 때 한류 동작 또는 트립 동작시 상기 가동 접촉자(117)와 상기 고정 접촉자(115)의 접점 사이에서 발생하는 아크를 소호하기 위해서 소호부(119)가 구비된다.

이때 상기 가동 접촉자(117)는 상기 샤프트(137)에 의해 종속적으로 또는 독립적으로 회전가능하게 지지된다.

따라서, 상기 단극차단유닛(110)은 사고전류가 인가되어 전자 반발력으로 인해 상기 가동 접촉자(117)와 상기 고정 접촉자(115)가 분리되면 한류동작이 이루어지면서 아크가 발생되는데, 이때 상기 단극차단유닛(110)의 내부 압력이 크게 증가하면서 아크가스가 외부로 배출되어 개폐 기구부(130)를 트립시킨다.

한편, 상기 하우징(111)에는 상기 가동 접촉자(117)와 상기 고정 접촉자(115)의 분리시 발생되는 아크가스가 상기 검출 기구부(150)의 상기 아마추어(151) 측으로 배출되도록 적어도 하나 이상의 아크가스 배출유로(113)가 형성된다.

이때 상기 아크가스 배출유로(113)는 상기 하우징(111)의 하면 또는 측면에 적어도 하나 이상 형성된다.

따라서, 회로 차단기(100)에 사고전류가 인가되게 되면, 고정 접촉자(115)와 가동 접촉자(117) 사이에서 전자 반발력이 발생하여 각 접촉자(115, 117)가 분리되면서 아크가 발생하게 되고, 아크가스가 상기 아크가스 배출유로(113)를 지나 상기 검출 기구부(150)의 상기 아마추어(151)에 배출되어 상기 아마추어(151)를 회전시킴으로써 상기 개폐 기구부(130)를 트립시킨다.

한편, 상기 아크가스 배출유로(113)는, 제1 유로(113a), 제2 유로(113b) 및 제3 유로(113c)를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 유로(113a)는 상기 고정 접촉자(115)와 상기 가동 접촉자(117)의 분리시 발생되는 아크가스가 우선적으로 유입된다.

이때 상기 제1 유로(113a)는 상기 소호부(119) 측으로 경사지게 형성되고, 일단에 아크가스가 유입되도록 유입홀(113a-1)이 형성된다.

따라서, 사고전류가 인가되어 가동 접촉자(117)와 고정 접촉자(115)가 분리되면 아크가스가 상기 유입홀(113a-1)을 통해 상기 제1 유로(113a)에 우선적으로 유입된 다음 상기 제2 유로(113b) 측으로 이동한다.

이때 상기 유입홀(113a-1)은 경사지게 형성될 수 있으며, 상기 고정 접촉자(115)와 상기 가동 접촉자(117)가 분리되면서 아크가스가 발생될 때 경사진 방향으로 이동하게 되기 때문에 상기 유입홀(113a-1)이 경사지도록 하여 상기 아크가스가 신속하게 제1 유로(113a)로 유입되게 한다.

또한 상기 유입홀(113a-1)은 상기 고정 접촉자(115)에 인접하게 위치하도록 하여, 상기 유입홀(113a-1)이 아크가스가 주로 발생되는 위치에 위치하도록 함으로써 아크가스의 유입이 신속하게 이루어지게 한다.

상기 제2 유로(113b)는 상기 제1 유로(113a)로부터 수평방향으로 형성되어 상기 제1 유로(113a)로 유입된 아크가스가 상기 제2 유로(113b)를 통해 수평방향으로 일정길이 이동하게 된다.

상기 제3 유로(113c)는 상기 고정 접촉자(115)와 상기 가동 접촉자(117)의 분리시 발생되는 아크가스가 상기 제1 유로(113a)와 상기 제2 유로(113b)를 거쳐 유입되어 최종적으로 상기 검출 기구부(150) 측으로 배출되게 한다.

이때 상기 제3 유로(113c)는 상기 제2 유로(113b)로부터 상기 검출 기구부(150) 측으로 경사지게 형성되고, 일단에는 상기 아크가스가 배출되도록 배출홀(113c-1)이 형성된다.

따라서, 사고전류로 인해 상기 가동 접촉자(117)와 상기 고정 접촉자(115)가 분리될 때 발생되는 아크가스가 상기 제1 유로(113a)를 통해 유입된 다음 상기 제2 유로(113b)를 지나 상기 제3 유로(113c)를 거쳐 상기 배출홀(113c-1)을 통해 상기 단극차단유닛(110)의 외부로 배출되어 상기 검출 기구부(150)의 상기 아마추어(151)를 가압함으로써 상기 아마추어(151)를 상기 트립바(139) 측으로 회전시켜 상기 개폐 기구부(130)를 트립시키게 된다.

한편, 도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 단극차단유닛(110)에 구비된 아크가스 배출유로(113')는 제1 실시예와 동일하게 제1 유로(113a'), 제2 유로(113b') 및 제3 유로(113c')를 포함하고, 이때 상기 제3 유로(113c')의 일단에는 상기 제3 유로(113c')로부터 상기 검출 기구부(150) 측으로 수평방향으로 형성된 제4 유로(113d')가 더 형성될 수 있다.

즉, 상기 제4 유로(113d')는 상기 검출 기구부(150) 측으로 수평방향으로 형성되고, 일단에는 상기 아크가스가 배출되도록 배출홀(113d'-1)이 형성된다.

따라서, 경사진 상기 제3 유로(113c')를 지난 상기 아크가스가 수평방향으로 형성된 상기 제4 유로(113d')를 지남으로써 아크가스가 상기 아마추어(151)의 하부를 가압할 때 경사진 방향이 아니라 수평방향으로 가압하게 함으로써 상기 아마추어(151)가 보다 신속하게 회전되게 하여 상기 개폐 기구부(130)의 트립동작이 신속하게 진행될 수 있게 한다.

한편, 도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 단극차단유닛(110)에 구비된 아크가스 배출유로(113'')는 제1 유로(113''), 제2 유로(113b''), 제3 유로(113c'') 및 제4 유로(113c''')를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 유로(113'')는 상기 고정 접촉자(115)와 상기 가동 접촉자(117)의 분리시 발생되는 아크가스가 유입되고, 일단에는 아크가스가 유입되도록 유입홀(113a''-1)이 형성된다.

이때 상기 제1 유로(113'') 중 상기 유입홀(113a''-1) 부근의 폭은 상기 유입홀(113a''-1) 측으로 갈수록 점진적으로 커지도록 하여 상기 고정 접촉자(115)와 상기 가동 접촉자(117)의 분리시 발생된 아크가스가 상기 제1 유로(113'')로 신속하게 유입되게 한다.

또한 제4 유로(113d'')에는 아크가스가 배출되도록 배출홀(113d''-1)이 형성되는데, 상기 제4 유로(113d'') 중 상기 배출홀(113d''-1) 부근의 폭은 상기 배출홀(113d''-1) 측으로 갈수록 점진적으로 커지도록 하여 상기 제4 유로(113d'')로 유입된 아크가스가 상기 배출홀(113d''-1)을 통해 빠르게 배출되게 한다.

한편, 도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 따른 단극차단유닛(110)에 구비된 아크가스 배출유로(113''')는 제1 실시예와 동일하게 제1 유로(113a'''), 제2 유로(113b''') 및 제3 유로(113c''')를 포함하여 이루어진다.

상기 제1 유로(113a''')는 상기 고정 접촉자(115)와 상기 가동 접촉자(117)의 분리시 발생되는 아크가스가 우선적으로 유입되고, 일단에 아크가스가 유입되도록 유입홀(113a'''-1)이 형성된다.

이때 상기 제1 유로(113a''') 중 상기 유입홀(113a'''-1) 부근의 폭은 상기 유입홀(113a'''-1)측으로 갈수록 점진적으로 커지도록 하여 아크가스가 상기 유입홀(113a'''-1)을 통해 상기 제1 유로(113a''')로 빠르게 유입되게 한다.

상기 제2 유로(113b''')는 상기 제1 유로(113a''')로 유입된 아크가스가 수평방향으로 이동하는 경로를 제공하며, 상기 제3 유로(113c''')는 상기 검출 기구부(150) 측으로 경사지게 형성되며 상기 아크가스가 상기 검출 기구부(150) 측으로 배출되도록 배출홀(113c'''-1)이 형성된다.

이때 상기 제3 유로(113c''') 중 상기 배출홀(113c'''-1) 부근의 폭은 상기 배출홀(113c'''-1) 측으로 갈수록 점진적으로 커지도록 하여 아크가스가 상기 제3 유로(113c''')를 통해 경사진 방향으로 이동한 다음 상기 배출홀(113c'''-1)을 통해 보다 많은 양이 검출 기구부(150)로 배출되도록 하여 상기 검출 기구부(150)를 통한 트립동작이 신속하게 이루어지게 한다.

이때 상기 각 배출홀(113d,113d',113d'',113c'''-1)은 상기 아마추어(151)의 하부에 인접하게 위치하도록 하여 상기 제3 유로(113c, 113c', 113c'', 113c''') 또는 상기 제4 유로(113d, 113d', 113d'')에 구비된 상기 각 배출홀(113d,113d',113d'',113c'''-1)을 통해 아크 가스가 배출되면, 배출됨과 동시에 아마추어(151)의 하부를 지체없이 가압하게 하여 상기 아마추어(151)가 빠르게 회전되게 함으로써 상기 개폐 기구부(13)를 빠르게 트립시킨다.

상기와 같이 구성되어 동작되는 본 발명의 경우, 회로 차단기(100)는 회로 차단기(100)에 구비되는 단극차단유닛(110)의 하우징(111) 내부에 소호부(119)와 검출 기구부(150)를 연결하는 아크가스 배출유로(113)를 형성시킴으로써 단락시 발생한 아크가스를 이용하여 개폐 기구부(130)를 트립시킬 때 각 상간의 절연성능이 저하되는 것을 방지하고, 이를 통해 차단기(100)의 동작에 대한 신뢰성을 향상시킨다.

또한 사고전류가 인가됐을 때 한류동작이 빠르게 실행되면 검출 기구부(150)가 사고전류의 유입을 감지하지 못하여 회로 차단기(100)는 단극차단유닛(110)의 한류동작에 의해서만 사고전류를 차단하게 되는데, 이때 검출 기구부(150)가 동작하지 않아 개폐 기구부(130)가 폐로상태로 표시되는 경우에, 단락차단시 발생된 아크가스의 가스압을 이용하여 검출 기구부(150)의 아마추어(151)를 동작시키므로 한류동작에 의한 차단시간과 무관하게 개폐 기구부(130)를 트립시킬 수 있게 된다.

또한 단극차단유닛(110)에 아크가스 배출유로(113)를 형성시키고, 아크가스 배출유로(113)를 통해 배출된 아크가스가 검출 기구부(150)에 구비된 아마추어(151)를 가압하게 함으로써 별도의 다른 구성부품을 구비시키지 않고, 간단한 구조를 통해서도 단극차단유닛(110)을 통해 개폐 기구부(130)의 트립동작이 실행되게 한다.

또한 아크가스에 의해 압력트립동작을 실행시키기 위해 별도의 다른 구성부품을 구비시킬 필요가 없기 때문에 구조가 간단해지고, 제조비용이 절감되게 된다.

또한 제1 유로(113a)가 경사지게 형성되도록 할 뿐 만 아니라 유입홀(113a-1)이 경사지게 형성되도록 하여 고정 접촉자(115)와 가동 접촉자(117)의 분리시 발생된 아크가스가 신속하게 아크가스 배출유로(113)로 유입되게 함으로써 아크가스를 통해 개폐 기구부(130)의 트립 동작이 신속하게 이루어지게 한다.

또한 제1 유로(113a'')의 유입홀(113a''-1) 부근의 폭과 제3 유로(113c''') 또는 제4유로(113d'')에 형성된 배출홀(113c'''-1, 113d''-1) 부근의 폭이 일정정도 점진적으로 커지도록 하여 가동 접촉자(117)와 고정 접촉자(115)의 분리시 발생된 아크가스가 아크가스 배출유로(113'', 113''')로 쉽게 유입되거나 아크가스 배출유로(113'', 113''')로부터 쉽게 배출되게 한다.

또한 제4 유로(113d')를 수평방향으로 형성시켜 아크가스가 배출홀(113d'-1)을 통해 검출 기구부(150) 측으로 배출될 때 아크가스를 통해 아마추어(151)로 가압되는 가스압의 방향이 수평방향이 되도록 하여 아마추어(151)가 가스압을 통해 보다 빠르게 회전되게 한다.

또한 제1 유로(113a, 113a', 113a'', 113a''')에 형성된 유입홀(113a-1, 113a'-1, 113a''-1, 113a'''-1)이 고정 접촉자(115) 부근에 형성되게 함으로써 고정 접촉자(115)와 가동 접촉자(117)가 분리될 때 발생되는 아크가스가 빠르게 아크가스 배출유로(113, 113', 113'', 113''')로 유입되게 한다.

또한 제3 유로(113c, 113c', 113c'', 113c''') 또는 제4 유로(113d', 113d'')에 형성된 배출홀(113c-1, 113d'-1, 113d''-1, 113c'''-1)이 아마추어(151)의 하부에 인접하게 위치하도록 하여 제3 유로(113c, 113c', 113c'', 113c''') 또는 제4 유로(113d', 113d'')를 통해 배출되는 아크가스가 배출됨과 동시에 지체없이 아마추어(151)를 가압하게 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 일 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 다양한 변화와 변경 및 균등물을 사용할 수 있고, 상기 실시예를 적절히 변형하여 동일하게 응용할 수 있음이 명확하다. 따라서 상기 기재내용은 하기 특허청구범위의 한계에 의해 정해지는 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

10, 100: 회로 차단기 11: 하부 케이스
12, 130: 개폐 기구부 12a: 핸들
12b: 트립바 13, 150: 검출 기구부
20, 110: 단극차단유닛 21: 가동 접촉자
23: 고정 접촉자 25: 소호부
30: 압력트립장치 31: 실드
33: 배리어 35: 아크가스 배출홀
37: 슈터 39: 탄성부재
111: 하우징 113, 113', 113'', 113''': 아크가스 배출유로
113a, 113a', 113a'', 113a''': 제1 유로
113b, 113b', 113b'', 113b''': 제2 유로
113c, 113c', 113c'', 113c''': 제3 유로
113d', 113d'': 제4 유로
113a-1, 113a'-1, 113a''-1, 113a''-1: 유입홀
113c-1, 113d'-1, 113d''-1, 113'''c-1: 배출홀
115: 고정 접촉자 117: 가동 접촉자
119: 소호부 130: 개폐 기구부
131: 핸들 133: 링크
135: 래치홀더 137: 샤프트
139: 트립바 150: 검출 기구부
151: 아마추어 153: 회전 결합부

Claims

하우징; 상기 하우징의 내부에 구비된 가동 접촉자; 상기 하우징의 내부에 구비되고, 상기 가동 접촉자에 접촉 또는 분리되는 고정 접촉자 및 상기 하우징의 내부에 구비되고, 상기 가동 접촉자와 상기 고정 접촉자의 분리시 발생되는 아크를 소호시키는 소호부 및 사고 전류 발생을 검출하는 검출 기구부를 포함하는 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기에 있어서,
상기 검출 기구부는 마그넷과 사고전류 발생시 상기 마그넷에 발생하는 전자기력에 의해 움직이는 아마추어를 포함하고,
상기 하우징에는 상기 가동 접촉자와 상기 고정 접촉자의 분리시 발생되는 아크가스가 배출되도록 적어도 하나 이상의 아크가스 배출유로가 형성되고,
사고전류가 발생하는 경우 상기 아크가스 배출유로를 통해 배출되는 아크가스에 의해 상기 아마추어가 회전하여 트립 작동을 일으키는 것을 특징으로 하는 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기.
제1항에 있어서,
상기 아크가스 배출유로는,
상기 하우징의 하면 또는 측면에 적어도 하나 이상 형성되는 것을 특징으로 하는 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기.
제2항에 있어서,
상기 아크가스 배출유로는,
일단에는 상기 아크가스가 유입되도록 유입홀이 형성되고, 상기 소호부측으로부터 경사지게 형성된 제1 유로;
상기 제1 유로로부터 수평방향으로 형성된 제2 유로; 및
일단에는 상기 아크가스가 배출되도록 배출홀이 형성되고, 상기 제2 유로로부터 상기 검출 기구부 측으로 경사지게 형성된 제3 유로;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기.
제3항에 있어서,
일단에는 상기 아크가스가 배출되도록 배출홀이 형성되고, 상기 제3 유로로부터 상기 검출 기구부 측으로 수평방향으로 형성된 제4 유로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기.
제3항 또는 제4항에 있어서,
상기 각 배출홀은 상기 아마추어의 하부에 인접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기.
제3항에 있어서,
상기 유입홀은 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기.
제3항에 있어서,
상기 유입홀은 상기 고정 접촉자에 인접하게 위치하는 것을 특징으로 하는 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기.
제4항에 있어서,
상기 제1 유로, 상기 제3 유로 또는 상기 제4 유로 중 상기 배출홀과 상기 유입홀 부근의 폭은 상기 배출홀과 상기 유입홀 측으로 갈수록 점진적으로 커지는 것을 특징으로 하는 단극차단유닛이 구비된 회로 차단기.
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