KR20010085202A

KR20010085202A - 한류장치 및 한류기능을 갖는 회로차단기

Info

Publication number: KR20010085202A
Application number: KR1020007009469A
Authority: KR
Inventors: 미쓰하시다카오; 쓰키마미쓰루; 다카하시미쓰구; 후시미마사히로; 후쿠야가즈노리; 무라다시로; 야마가타신지
Original assignee: 다니구찌 이찌로오, 기타오카 다카시; 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 1998-12-28
Filing date: 1999-12-24
Publication date: 2001-09-07
Also published as: WO2000041202A1; DE69937107D1; EP1069584A4; EP1069584B1; EP1069584A1; CN1199216C; JP4265725B2; CN1298548A; DE69937107T2; TW501157B; KR100348564B1; US6373014B1

Abstract

우수한 한류기능을 갖는 저코스트의 한류장치와, 이를 사용해서 저코스트로 한류성능 및 차단기능이 우수하고, 인피던스가 작은 회로차단기를 얻을 수 있으며, 또 아크에 의한 불필요한, 광체내압상승에 의한 광체의 손상을 방지한다.

각각 접점을 갖는 제 1, 제2의 접촉자(1),(7)과 접촉자 쌍에 접촉압을 부여하는 스프링 (18),(21)과 폐쇄상태의 접점을 둘러싼 통상절연물(25)을 구비하고, 접점의 폐쇄상태에서는, 제 1, 제2의 접촉자에서도 대향해서 역방향의 전류가 흐르는 전로가 형성되고 또, 제1, 제2의 접촉자의 접점측단부가 통상절연물내의 통상공간내에 위치하고, 접점의 개방상태에서는 가동의 접촉자중 적어도 한쪽의 접점이 이 통상공간외에 위치하도록 구성하였다.

또 가동접점(2)을 갖는 가동암(3),(4)과 고정접점(6)을 갖고, 폐쇄시에 가동암의 일부(4)에 대해 평행하고 또 반대방향으로 전류가 흐르는 고정자(5)를 구비하고, 폐쇄상태의 접점쌍의 주위를 통상절연물(8)의 통상공간으로 둘러싸고 폐쇄상태에서는 상기 접점쌍이 통상공간내에 위치하고, 개방상태에서는 가동접점(2)이 상기 통상공간외의 위치하도록 구성하는 아크 발생시에 급격히 통상공간(18) 내압을 높혀서 아크전류를 감소시키고 한류성능을 향상시킨것이다.

Description

한류장치 및 한류기능을 갖는 회로차단기{CURRENT LIMITER AND CIRCUIT BREAKER WITH CURRENT-LIMITING FUNCTION}

도 147은 예를들면, 일본국 특공평1-43973호 공보에 기재된 종래의 회로차단기를 표시하는 사시도 및 부분 단면도이고, 도면에서 1130은 도체(1290)에 의해 차단기부(1140)과 전기적직렬 접속되는 한류소자부, 1001은 가동접점(1002)과 자성재료로 된 지지체(1711)을 갖는 상기 한류소자부(1130)의 가동자, 1005는 고정접점 (1006)을 갖는 상기 한류소자부(1130)의 고정자이고, 상기 고정자(1001)와 상기 고정자(1005)에 의해 접촉자쌍을 구성한다.

1280은 상기 접촉자쌍과 전기적직렬로 접속된 여자코일, 1018은 상기 접촉자에 적절한 접촉압력을 발생시키는 가동자접압 스프링이다.

1015는 단자부, 1045는 핸들, 1712는 가도체, 1095는 스프링대좌, 1110은 배기공, 1135는 피스톤, 1300은 패킹이다.

도 148은 도 147의 우측면도이다.

통상통전시에는, 회로차단기에는 차단기부(1140), 도체(1290), 여자코일 (1280), 가동자(1001), 고정자(1005), 단자부(1015)의 경로로 전류가 흐른다.

한류소자부(1130)가 한류동작을 할 수 있는 크기의 전류가 흐르면, 가동접점 (1002)과 고정접점(1006)과의 사이의 전자반발력에 의해 접점이 개극하고 아크가 발생한다.

이 아크에 의해 접점간의 압력이 상승하므로, 가동자(1001)의 피스톤(1135)이 스프링(1019)의 힘에 반해서 밀려 움직여진다.

또, 가동자(1001)의 일부는 자성재료의 지지체(1711)에 의해 구성되어 있으므로, 코일플런저를 구성하는 여자코일(1280)로부터도 동시에 그 개극을 지원하는 힘을 받는다.

이 가동자(1)가 개극방향으로 이동할때에, 가동접점 배면측의 기체가 배기공(110)으로부터 배기되고, 아크에 의해 상승한 압력이 부가적으로 배출된다.

그리고, 가동자접압스프링(1018)의 힘에 반해서 개극을 유지하는데 충분한 압력을 유지할 수 없을 때까지 개극이 유지된다.

계속해서, 한류소자부를 통과하는 전류가 감소하고,아크의 압력이 어느값이하로 감소하면, 가동자접압스프링(1018)의 힘에 의해 가동자(1)은 폐극동작을 개시한다.

이때 폐극과정을 지연시키기 위해, 배기공(1110)은 개극방향에 대해 예각을 이루도록 설치되어있고, 배기의 유체저항을 크게하고 있다.

또, 이 배기공(1110)의 방향은 개극동작시의 배기의 유체저항이 작아지는 경향이 된다.

상기한 바와 같이 구성한 한류소자부(1130)에서는, 주로 접점(1002),(1006)간에 발생하는 전기저항과, 여자전류가 한류된다.

이 접점쌍은 실린더상의 좁은공간에 설치되어 있으므로, 한류동작시에 발생하는 아크의 압력이 상승하고, 아크의 저항율이 높아진다.

상기와 같이 한류된 전류는, 최종적으로 한류소자부와 직렬접속되어있는 차단부(114e)에 의해 차단된다.

도 149는 예를들면 일본국 특공평8-8048호 공보에 표시된 종래의 3극의 한류유니트를 표시하는 부분단면도이고, 이 한류유니트(1200)는, 도 150에 표시하는 바와 같이 표준회로차단기(1300)과 광체끼리를 연접함으로써 한류차단기(한류기능을 갖는 회로차단기)를 구성한다.

도 151은 상기 한류차단기의 내부구성이 알듯이 광체측벽의 일부를 절결한 부분단면도이다.

한류유니트(1200)내부의 각극에는, 도 152에 표시하는 바와 같은 직렬접속된 접촉자쌍이 2쌍 배치되어있다.

도 153은 도 152에 표시하는 2쌍의 접촉자쌍의 구성이 알 수 있도록주요부품을 분해한 사시도이다.

도 149 내지 도 153에서는, 1001a, 1001b는 가동접점(1002a),(1002b)와 가동암 (1004a),(1004b)에서 각각 구성되는 제1가동자 및 제2가동자(1005a),(1005b)는고정접점(1006a),(1006b)와 고정도체(1007a),(1007b)에서 각각 구성되는 제1고정자 및 제2고정자이다.

이들 제1가동자(1001a)와 제1고정자(1005a) 및 제2가동자(1001b)와 제2고정자 (1005b)는 각각 접촉자 쌍을 형성하고 있다.

1015a, 1015b, 1015c는 광체의 한쪽면에 설치된 단자부, 1016a, 1016b, 1016c는 상기 광체의 반대면에 설치된 단자부이고, 제1고정자(1005a)가 단자부 (1016a)와, 제2고정자(1005b)가 접속도체(1014)을 통해서 단자부(1015a)와 각각 접속되어있고, 제1가동자(1001a)와 제2가동자(1001b)는 가동접점(1002a), (1002b)와 반대측의 단부에서 가요도체(1072)에 의해 상호전기적으로 접속되어있다.

따라서, 전로는 단자부(1016a), 고정도체(1007a), 고정접점(1006a), 가동접점 (1002a), 가동암(1004a), 가요도체(1072), 가동암(1004b), 가동접점(1002b), 고정접점(1006b), 고정도체(1007b), 접속도체(1014), 단자부(1015a)의 경로로 구성되어있고, 2쌍의 접촉자 쌍이 전기적으로 직렬접속되어있다.

상기 양접촉자 쌍은 광체의 양단에 설치된 단자부(1015a), (1016a)를 연결하는 면(광체의 저면)에 대해 거의 수직방향으로 배치되는 격벽(1100)을 대칭면으로 거의 면대칭으로 격리해서 배치되어있다.

제1가동자(1001a), 제2가동자(1001b), 격벽(1100)을 관통하는 회전축(1013)에서 회전자재하게 지지되어있고, 제1가동자(1001a) 및 제2가동자(1001b)는 비틀림 스프링(1011a) 및 (1011b)(도시않음)에서, 각각 제1고정자(1005a) 및 제2고정자 (1005b)측으로 작동되어있다.

상기 양 접촉자쌍의 접점이 설치되어있는 선단부에 대향하는 위치에 말발굽형의 소호판(1019a) 및 (1019b)(도시않음)가 각각 배치되어있다.

통상개폐 및 과부하전류 차단시에는 표준회로차단기(1300)에서 개폐동작 및 차단동작이 되고, 한류유니트(1200)는 동작하지 않는다.

한편, 단락전류등 대전류가 발생하면, 한류유니트(1200)내에 설치된 2쌍의 접촉자쌍이 고정도체(1007a)와 가동암(1004a) 및 고정도체(1007b)와 가동암(1004b)에 각각 흐르는 거의 평행이고, 또 역방향의 전류에 의한 전자반발력에 의해 스프링 (1011a),(1011b)의 작동력을 이겨 고속 개극한다.

또, 접속도체(1014)에 흐르는 전류도 양가동자(1001a), (1001b)를 개극시키는 방향의 자계성분을 발생시킨다.

이 양접점쌍의 고속개극에 따라, 그럼직렬의 아크가 발생하고, 급속하게 아크전압이 상승한다.

이 재빠른 아크전압의 상승에 의해, 단락전류가 급격히 작게 조여지고, 전류피키그 억제된다.

2개의 접점쌍간에 발생한 2개의 아크는 고정도체(1007a) 또는 (1007b), 가동암(1004a) 또는 (1004b) 및 접속도체(1014)를 흐르는 전류의 작용에 의해 각각 소호판(1019a), 1-19b측으로 인장되어, 냉각분단된다.

이로써 사고전류는 더욱 작게 조여져 급속하게 전류 0점으로 향한다.

이상과 같은 한류유니트(1200)의 한류동작에 의해 작게 조여진 사고전류는 한류유니트(1200)와 직렬접속된 표준회로차단기(1300)에 의해 차단된다.

전류차단후, 양가동자(1001a),(1001b)는 스프링(1011a),(1011b)의 작동력에 의해 폐쇄상태로 복귀한다.

이상과 같은 한류유니트(1200)이 한류동작시에, 제1가동자(1001a)와 제2가동자(1001b)에 작용하는 전자반발력은, 양접촉자쌍이 격벽(1100)을 대칭면으로 한 면대칭배치로 되어있으므로, 거의 균등한 값이 되고, 상기 양접촉자쌍의 개극속도는 거의 같아진다.

이때문에 제1의 가동자(1001a)와 제2의 가동자(1001b)를 접속하는 가요도체 (1072)에는 비틀림의 힘이 발생하지 않는다.

아크에너지가 거의 같아지므로 한쪽의 공간에 배치된 부재, 예를들면 가동접점, 고정접점, 소호판등이 다른쪽 공간에 배치된 동등부재보다 대폭적으로 소모하는 일은 없다.

그래서, 도 150에 표시하는 바와 같이 한류유니트(1200)와 표준회로차단기 (1300)을 직접 접속해서 한류차단기를 구성하는 경우, 한류유니트(1200)의 길이 L가 길으면 한류차단기의 전체길이가 너무 길어져, 배전반등에의 수납성이 저하하는 일이 없다.

그래서, 종래의 한류유니트에서는 광체양단에 설치된 단자부를 연결하는 면에 대해 접촉자쌍의 길이 방향이 거의 직교하도록 배치하고, 또 2쌍의 접촉자쌍을 폭방향으로 병치함으로써 한류차단기의 길이 방향의 길이가 길어지는 것을 최소한으로 억제하고 있다.

또, 배전반등에의 수납성을 고려허면 한류유니트(1200)의 폭 W 및 높이 H는표준회로차단기(1300)의 폭 및 높이와 동등이하인 쪽이 명백하다.

그러나, 한류유니트(1200)와 표준회로차단기(1300)과의 접속을 고려하면, 한류유니트(1200)의 폭 W을 표준회로차단기(1300)의 폭과 같게 하는 것이 좋다.

도 147 및 도 148에 표시하는 바와 같은 종래의 회로차단기의 한류소자부에서는 가동접점이 항상 좁은 통상의 공간내에 있으므로, 아크발생에 따라 상기 공간내에 충만하는 전극금속증기에 의해 전류차단시의 접점간의 절연회복이 충분히 얻어지지않는다.

또, 가동자의 진동에 의해 가동접점이 통상의 벽면에 접촉하기 쉽고, 벽면에서의 절연파괴의 가능성이 높다.

이런이유로 인해, 상기 한류소자부 단독으로는 전류의 차단기능을 얻는 것이 곤란하고, 별도전류를 차단하는 기능을 갖는 차단부를 둘 필요가 있다.

이 때문에 회로차단기 전체의 사이즈가 커지고 구조가 복잡해져, 코스트가 높아진다는 문제가 있다.

또, 전술한 바와 같이 한류소자부(1130)과 차단부(1140)를 직렬로 접속하면, 차단기전체의 인피던스가 커진다.

특히, 한류소자부(1130)에는 한류동작시의 가동자(1001)의 개극을 돕기위해 여자코일(1280)을 두고있고, 인피던스가 높은 구성으로 되어있다.

이같은 고인피던스의 회로차단기에서는 큰 통전로스나 통전에 의한 이상온도상승이 발생하기 쉽다.

따라서, 큰 통전용량을 필요로 하는 경우, 이 종래의 회로차단기를 사용할수 없다는 문제점이 있었다.

또, 종래의 회로차단기의 한류소자부(1130)에서는, 가동자(1001)의 개극동작이 직선적으로 되므로, 접점개리거리를 확보하기 위해 가동자(1001)가 개폐동작하는 방향(접점의 개폐동작방향)의 사이즈가 커지기 쉽다.

도 147에 표시한 바와 같이, 상기 방향의 사이즈는 단자부, 고정자, 가동자, 가동자가 이동하는 공간, 가요도체를 수납하는 공간 및 광체벽 두게의 합계가 된다.

따라서, 가동자가 직동하는 방향의 사이즈에 제한이 있는 경우에는 충분한 개리거리를 확보할 수 없고, 고압력을 효과적으로 아크전압상승에 연결되지 않는다는 문제가 있었다.

또, 상술한 바와 같이 고압력을 효과적으로 아크전압상승에 연결되지 않으면 불필요한 압력상승이 생겨, 이를 누르기 위해 대단히 큰 광체강도가 필요해진다는 문제가 생긴다.

또, 도 149 내지 도 153에 표시하는 한류장치에서 상술한 바와 같이, 한류유니트의 폭치수에 제한이 있는 경우, 한류유니트 길이치수를 작게하기 위해 2쌍의 접촉자쌍을 폭방향으로 병치하는 구성으로는, 광체측면의 벽두께를 충분히 기계적강도를 갖는 두께로 하는 것이 곤란하다.

따라서, 한류동작시에 발생하는 아크에 의한 내압상승에 의해 광체가 파손된다는 문제가 있다.

또, 높은 한류성능을 얻기위해 2쌍의 접촉자쌍을 직렬접속하고 있으므로, 통전시의 접점접촉면에서의 발열이 2배가 되는 동시에, 한류유니트내에서의 전로길이가 길어져 외부전선에의 열전도가 저하하므로, 통전시의 이상온도상승이 발생하기 쉽고, 통전용량이 큰 회로에는 적용하기 힘든다는 문제점이 있었다.

또, 2쌍의 접촉자 쌍을 직렬접촉하고 또 2개의 소호장치를 갖고 있으므로 부품수가 증가하고, 코스트가 높아진다는 문제점이 있었다.

또, 종래의 한류장치와 미용착성이 낮은 전자개폐기를 사용해서 회로를 구성한 경우, 단락차단시의 접점부상에 기인하는 접점용착이 발생하는 경우가 있어, 이를 방지하기 위해 내용착성을 고려한 설계가 되어있는 전자가폐기를 사용할 필요가 있다.

따라서, 종래의 한류장치를 초과하는 한류성능을 실현할 수 있으면, 회로에 직렬접속된 전자개폐기의 내용착성능을 저하시킬 수가 있고, 전자개폐기의 코스트저감에 연결되므로 한층 더 한류성능 향상이 요구되고 있다는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 된 것으로 하나의 소호장치에서 우수한 한류기능과 차단기능을 갖는 저코스트의 한류장치를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

또, 본 발명은, 한류성능이 우수하고, 또 인피던스가 작은 한류기능을 갖는 한류장치를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

또, 본 발명은, 접점개폐 동작방향의 치수가 짧은 소형의 한류장치를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

또, 본 발명은, 한류성능방향에 효과적으로 연결되지 않는 차단시의 광체내압상승을 억제하고, 상기 광체에 필요한 강도를 저감하는 것을 가능하게 한 한류장치를 얻도록 한 것이다.

본 발명은, 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 된 것으로 하나의 소호장치에서 우수한 한류기능과 차단기능을 갖는 저코스트의 회로차단기를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

또, 본 발명은, 한류성능이 우수하고, 또 인피던스가 작은 한류기능을 갖는 회로차단기를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

또, 본 발명은, 접점개폐동작방향의 치수가 짧은 소형의 한류기능을 갖는 회로차단기를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

또, 본 발명은, 한류성능 향상에 효과적으로 연결되지 않는 차단시의 광체내압 상승을 억제하고, 상기 광체에 필요로 하는 강도를 저감하는 것을 가능하게 한 한류기능을 갖는 회로차단기를 얻고저 하는 것이다.

또, 본 발명은, 상술한 바와 같은 문제점을 해소하기 위해 된 것으로, 우수한 한류기능을 갖고, 또 한류동작시의 내압상승에 의한 광체깨짐이 발생하기 힘든 한류장치를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

또, 본 발명은, 한류성능이 우수하고, 또 통전시의 이상온도상승이 생기기 힘든 통전의 신뢰성이 우수한 한류장치를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

또, 본 발명은, 한류성능이 우수하고 또 부품수가 적은 한류장치를 얻는 것을 목적으로 하고 있다.

또, 본 발명은 한류성능이 한층 향상된 한류장치를 얻는 것을 목적으로 하고있다.

(발명의 개시)

본 발명에 관한 한류장치는, 각각 일단부에 접점을 갖고 한쌍의 접촉자 쌍을 형성하는 제1, 제2의 접촉자, 상기 접촉자쌍에 접촉압을 주는 수단, 폐쇄상태의 상기 접점의 주위를 둘러싼 통상절연물을 구비하고, 상기 제1, 제2의 접촉자중 적어도 한쪽의 접촉자를 타단부에서 회전이 자유롭게 지지하고, 접점의 폐쇄상태에서는 상기 제1, 제2의 접촉자에서도 대체로 대향해서 역방향의 전류가 흐르는 전로가 형성되고 또, 상기 제1, 제2의 접촉장의 접점을 갖는 일단부가 상기 통상절연물이 둘러싼 통상공간내에 위치하고, 접점의 개상상태에서는, 상기 회전자유롭게 지지된 접촉자중 적어도 어느 한쪽의 접점이 상기 통상공간외에 위치하도록 구성한 것이다.

또, 가동접점과 가동암으로 되고, 가동자회전축을 중심으로 회전하는 가동자, 상기 가동접점과 상기 가동암에 대략 대향하는 고정도체로 된 고정자, 폐쇄상태의 상기 접점의 주위를 통상으로 둘러싼 통상절연물 및 상기 접점쌍에 접촉압을 주는 접압스프링을 구비하고, 상기 가동암을 가동암수평부와 가동암수직부에서 거의 L자형으로 형성되고, 접점의 폐쇄상태에서는 상기 가동암수평부가 상기 고정도체와 거의 평행하고, 역방향의 전류가 흐르도록 배치하고, 또 상기 가동접점을 갖는 가동자선단부 및 상기 고정접점을 갖는 고정자 선단부가 상기 통상절연물이 둘러싼 통상공간내에 위치하고, 접점의 개방상태에서는 상기 가동접점이 상기 통상공간외에 위치하도록 구성한 것이다.

또, 도체를 거의 U자상으로 구부려서, 그 일단을 가동회전축에서 먼쪽의 단자부에 접속하는 동시에, 그 U자 형상의 타단의 내측에 고정접점을 설치해서 가동자에 대한 고정자로 하고, 또 상기 고정자의 고정접점이 설치되어있는 한편이 폐쇄상태의 가동암수평부에 거의 대향하는 고정도체를 형성하고 상기 고정자에는 가동자의 회전궤적과 교차하는 부위에 가동자의 개폐를 허용하는 슬릿을 설치하고, 또 가동자의 개방시에 가동접점에서 볼 수 있는 고정자의 고정접점이외의 부위를 절연물로 덮은 것이다.

또, 가동자회전축보다 먼쪽의 단자부에 접속된 도체로 된 고정자에, 가동자접점과 접점쌍을 이루는 고정접점을 갖고 또 가동자의 가동암수평부에 대향해서 가동암에 흐르는 전류와 역방향의 전류가 흐르는 고정도체로 형성하는 동시에, 이 고정도체의 양측에 배치되고 단자부에서 고정도체에 전류를 인도하는 전로상에 자성체코어를 배치한 것이다.

또, 고정도체, 고정접점보다도 가동암수평부에 보다 근접하도록 굴곡시킨 것이다.

또, 가동접점과 가동암으로 되고 가동자회전축을 중심으로 회전하는 가동자, 상기 가동접점과 접점쌍을 이루는 반발접점과 상기 가동암에 거의 대향하는 반발암으로 되고, 반발회전축을 중심으로 회전하는 반발자, 폐쇄상태의 상기 접점쌍의 주위를 통상으로 둘러싼 통상절연물, 상기 접점쌍에 접촉압을 발생시키는 접압스프링 및 주된 개구부가 상기 통상절연물을 둘러싼 통상공간에 연통해서 형성되고, 상기 반발자를 수납하는 축압공간을 구비하고, 상기 반발암은 반발암수평부와 반발암 수직부에 의해 거의 L자형으로 형성되고, 폐쇄상태에서는 상기 반발암수평부가 상기 가동암의 일부와 거의 평행이고, 반대방향의 전류가 흘르도록 배치되고, 또 상기 가동접점을 갖는 가동자선단부 및 상기 반발접점을 갖는 반발자 선단부가 상기 통상 공간내에 위치하고 개방상태에서는, 상기 가동자선단부가 상기 통상공간외에 위치하도록 구성한 것이다.

또, 반발자에 전류를 공급하는 전로를 상기 반발자의 반가동자측에 설치하고, 상기 전로의 적어도 반발자선단부와 대향하는 부위에 반발자 개극궤적을 포함하는 면에 따라 반발자의 폭과 거의 동폭의 슬릿을 설치한 것이다.

또, 반발자에 전류를 공급하는 전로를 반발자의 개극궤적을 포함하는 면과 교차해서 배치하고, 상기 전로에는 반발자 또는 가동자의 개폐동작을 허용하는 슬릿을 두고, 상기 전로를 반발하는 암수평부보다도 가동암에 가까운 위치에 배치하고, 또 반발암수평부와 거의 평행이고, 또 역방향의 전류가 흐르도록 구성한 것이다.

또, 절연물광체내에 수납되고, 가동접점과 거의 L자상의 가동암으로 되고, 회전축을 중심으로해서 회전하는 가동자, 상기 가동접점과 접점쌍을 이루는 고정접점과, 폐쇄시에 상기 가동암의 일부와는 거의 평행으로 배치되고, 또 가동암과 반대방향으로 전류가 흐르는 전로로 된 고정자, 폐쇄상태의 상기 접점쌍의 주위를 통상 공간으로 둘러싼 통상절연물, 상기 접점쌍에 접촉압을 부여하는 작동수단, 상기 가동자의 선단과 대향하는 위치에 배치된 소호판 및 상기 절연물 광체의 반대측면에 설치되고, 각각 상기 가동자 및 고정자에 접속되어있는 단자부를 구비하고, 상기 고정자는 상기 양단자부를 연결하는 선에 대해서 거의 수직으로 배치되고, 폐쇄상태에서는 상기 접점쌍이 상기 통상 공간내에 위치하고, 개방상태에서는 상기 가동접점이 상기 통상공간외에 위치하도록 구성한 것이다.

또, 단자부는 절연물광체의 저면보다 높은 위치에 설치되고, 가동자 및 고정자는 서로 평행하는 전로로 부터 굴곡하는 전로를 거쳐서 각각 가동자 및 고정자에서 먼쪽의 단자부에 접속되도록 구성한 것이다.

또, 가동자의 고정자의 접점쌍을 2조 설치하고, 이들 접점쌍을 전기적으로 직렬로 접속하고, 또 서로 격벽으로 격리한 것이다.

또, 폐쇄상태의 접점쌍의 주위를 통상으로 둘러싼 통상절연물의 가동자회전축과, 반대측의 벽의 높이를 가동자회전축측의 벽의 높이보다 높게 한 것이다.

또, 가동자, 고정자 또는 반발자 및 폐쇄사애의 접점쌍의 주위를 통상으로 둘러싼 통상절연물을 광체에 수납하고, 상기 광체의 가동접점에서 보다 가동자회전축과 반대측의 면에 배기구를 두고, 상기 배기구를 면적이 상기 광체의 상기 배기구를 포함하는 면의 반이하의 면적이고, 또 개방상태의 가동접점에 근접하는 위치에 배치한 것이다.

또, 가동자의 선단과 대향하는 위치에 배치된 소호판과 고정자에의 통전도체에 연설된 아크런너를 갖고, 이 아크런너의 단부를 통상절연물의 가동자회전축과 반대측의 부위에서 소호판측에 노출시킨 것이다.

또, 가동자와 대향하고 가동자와 역방향의 전류가 흐르는 고정도체의 부위를 가동자에 근접하도록 굴곡시킨 것이다.

또, 가동자에의 통전도체에 접속되고, 선단부가 소호판 근방에 달하는 전류전극을 폐쇄상태의 가동자의 배후에 설치한 것이다.

본 발명에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기는, 가동접점과 가동암으로 되고 가동자 회동축을 중심으로 해서, 회전하는 가동자, 상기 가동접점과 접점쌍을 이루는 고정접점과 상기 가동암에 거의 대향하는 고정도체로 된 고정자, 폐쇄상태의 상기 접점쌍의 주위를 둘러싼 통상절연물 및 상기 접점쌍에 접촉압을 부여하는 스프링을 구비하고, 폐쇄상태에서 상기 접점쌍이 상기 통상절연물이 둘러싼 통상공간내에 위치하고 개방상태에서, 상기 가동접점이 상기 통상공간외에 위치하도록 구성한 것이다.

또, 가동암은 가동암수평부와 가동암수직부에서 거의 L자상으로 형성되고, 폐쇄상태에서 가동암수평부가 고정도체와 거의 평행하게 위치하고, 또 상기 가동암수평부에는 고정도체와 반대방향의 전류가 흐르도록 구성한 것이다.

또, 통상절연물로 형성되는 통상공간의 내벽면에 아크와의 접촉면적을 증가하는 주름을 설치한 것이다.

또, 통상공간을 형성하는 통상절연물의 재질을, 접점쌍을 둘러싸는 부분과 그 이외의 부분으로 변경해 접점쌍을 둘러싼 부분의 절연물을 아크에 의해 대량의 증기를 발생하기 쉬운 재질로 한 것이다.

또, 통상공간의 내벽을 가동자 선단의 회전괴적에 따른 형상으로 한 것이다.

또, 통상공간에 위치하는 고정자는, 고정접점만이 통상공간에 노출하도록 고정접점의 주위를 절연물로 덮은 것이다.

또, 폐쇄상태의 접점쌍의 주위를 통상으로 둘러싼 통상절연물의 가동자 회전중심과 반대측의 벽의 높이를, 가동회전자 중심측의 벽높이보다 높게 한 것이다.

또, 고정자를 형성하는 고정도체와, 가동자에 통전하는 도체의 일부를 평행하고도 근접해서 배치해서, 통전시에 상기 양도체에 흐르는 전류방향이 일치하도록 한 것이다.

또, 고정도체와 가동자에 통전하는 도체를 가동자가 회전하는 궤적을 포함하는 면에서 평행하게 배치한 것이다.

또, 고정도체와, 가동자에 통전하는 도체를 둘러싼 코어를 설치하고, 상기 코어의 양극을 폐쇄상태의 가동암수평부에 대향하도록 배치 한 것이다.

또, 고정도체와 가동자에 통전하는 도체와 가동자를 포함하는 코어를 설치한 것이다.

또, 가동자, 고정자 및 고정접점 주위를 통상으로 둘러싼 통상절연물을 광체에 수납하고, 상기 광체의 가동접점에서 보아 가동자 회전중심과 반대측면에 배기구를 두고, 상기 배기구는 면적이 상기 광체의 상기 배기구를 포함하는 면의 반이하의 면적으로, 또 개방상태의 가동접점에 근접하는 위치에 배치되어 있는 것이다.

또, 가동자에의 통전도체에 연설된 선단이 소호판 상방의 배기구 근방에 달하는 전류전극을 구비하고, 상기 전류전극에는 가동자의 회동을 허용하는 슬릿을 설치하고, 가동자 개방위치에서 가동접점이 전류전극에 근접하도록 한 것이다.

또, 가동자의 개극궤적에 거의 다르는 위치에, 광체의 외부 상방 또는 하방에서 광체를 잡거나, 또는 광체를 둘러싼 코어를 설치한 것이다.

또, 고정접점을 통상공간에 연통하는 축압공간내에 배치한 것이다.

또, 고정접점 주위의 고정도체의 일부를 절연물로 덮은 것이다.

또, 축압공간을 고정자의 상방에만 설치한 것이다.

또, 가동자의 선단과 대응하는 위치에 배치된 소호판과 고정자의 고정접점 측단부에 접속된 아크런너를 소유하고, 상기 아크런너의 선단부를 통상절연물의 가동자 회전중심과 반대측의 부위에서 상기 소호판측에 노출시킨 것이다.

또, 아크런너의 선단부를 주위의 통상절연물의 상면보다 낮게 한 것이다.

또, 고정접점이 위치하는 통상공간과, 아크런너 선단을 둘러싼 아크런너 통상공간을 관로로 연통한 것이다.

또, 가동암의 형상을 거의 갈고리 모양으로 한 것이다.

또, 가동암의 형사을 거의 S자형으로 한 것이다.

또, 고정접점 표면에서 볼 수 있는 가동암 가동접점으로 부터 가동자 회전중심측의 부위를 절연물로 덮은 것이다.

또, 고정도체의 가동암과 대향하는 부위를 가동암측으로 굴곡하고, 가동암과의 평행부분을 형성한 것이다.

또, 가동자의 선단과 대향하는 위치에 배치되는 소호판과, 소호판의 상방에서 개방위치에 있는 가동자의 소호판측 단면에 근접하는 대향전극을 구비한 것이다.

또, 가동자의 선단과, 대향하는 위치에 배치되는 소호판을 갖고, 또 통상절연물이 형성하는 통상공간의 가동자측 개구부가 상기 소호판 방향을 향하도록, 통상 공간의 내벽의 가동자 회전중심측의 벽의 높이를 가동자회전중심과 반대측의 벽의 높이보다 높게 한 것이다.

또, 복수의 말발굽형의 소호판을 갖고, 상기 소호판의 말발굽형 중앙부 내면의 부위가 통상절연물의 가동자 회전중심과 반대측의 벽면을 연장한 면과, 상기 가동자 선단부가 그리는 궤적과의 사이에 위치하도록 구성한 것이다.

또, 고정접점을 갖는 고정도체를 ㄷ 자상으로 구부려서 가동자 회전중심에서 먼쪽으로 인출하는 동시에, 상기 고정도체의 가동자의 회전궤적과 교차하는 부위에 가동자의 폐쇄를 허용하는 슬릿을 설치한 것이다.

또, 개방상태의 가동접점에서 볼 수 있는 고정도체를 절연물로 덮은 것이다.

또, 고정도체를 가동자 중심에서 먼쪽으로 인출하는 데 있어서 고정도체의 일부가 가동자와 대향하고, 이 대향부분에 흐르는 전류의 량이 가동자의 전류와 역이 되도록 배치한 것이다.

또, 본 발명에 관한 한류장치는, 절연물광체에 수납되고 가동접점과 거의 L자상의 가동암이 되고, 회전축을 중심으로해서 회전하는 가동자, 상기 가동접점과 접점쌍을 이루는 고정접점과, 폐쇄시에 상기 가동암의 일부와 거의 평행하게 배치되고, 또 가동암과 반대방향으로 전류가 흐르는 전로로 된 고정자, 폐쇄상태의 상기 접점쌍의 주위를 통상 공간으로 둘러싼 통상절연물, 상기 접점쌍에 접촉압을 부여하는 작동수단 개방상태의 가동접점과 대향하는 위치에 배치된 소호판 및 상기절연물광체의 반대측면에 설치되고, 각각 상기 가동자 및 고정자에 접속되어 있는 단자부를 구비하고, 폐쇄상태에서는 상기 접점쌍이 상기 통상 공간내에 위치하고, 개방상태에서는 상기 가동접점이 상기 통상공간외에 위치하도록 구성한 것이다.

또, 단자부를 절연물광체의 저면보다 높은 위치에 설치한 것이다.

또, 가동자 및 고정자는 서로 평행으로 전로로 부터 대략 U자상으로 굴곡하는 전로를 거쳐서 각각 가동자 및 고정자에 가까운 쪽의 단자부에 접속되도록 구성한 것이다.

또, 가동자 및 고정자는 서로 평행한 전로에서 굴곡하는 전로를 거쳐 각각 가동자 및 고정자로부터 먼쪽의 단자부에 접속되도록 구성한 것이다.

또, 고정자에의 통전도체에 연설된 아크런너를 갖고, 이 아크런너의 선단을 소호판측에 절연물에서 노출시킨 것이다.

또, 아크런너의 주위에 아크런너 통상공간을 형성하는 절연물을 설치한 것이다.

또, 가동자에의 통전도체에 접속되고, 선단부가 소호판 부근에 도달하는 전류전극을 가동자의 배후에 설치한 것이다.

또, 전류전극에 가동자의 개방시의 회동을 허용하는 슬릿을 설치하고, 가동자 개방위치에서 가동접점이 상기 전류전극에 근접하도록 한 것이다.

또, 통상절연물의 통상공간에 소호판쪽을 향해 넓어지는 형상으로 한 것이다.

또, 통상절연물이 형성하는 통상공간의 개구단이 소호판방향을 향하도록 통상공간의 내벽의 가동자회전중심에서 먼쪽의 벽의 높이를 가동자회전중심에 가까운 쪽의 벽의 높이보다 낮게 한 것이다.

또, 통상공간을 형성하는 통상절연물의 재질을, 접점쌍을 둘러싼 부분과 그 이외의 부분으로 변경해, 접점쌍을 둘러싼 부분의 절연물을 아크에 의해 대량의 증기가 발생하기 쉬운 재질로 한 것이다.

또, 통상공간의 내벽을 가동자선단의 회전궤적을 따라 단면형상으로 한 것이다.

또, 통상공간에 위치하는 고정자의 부위에서 고정접점만이 통상공간에 노출되도록 고정접점의 주위를 절연물로 덮은 것이다.

또, 통상절연물이 형성하는 통상공간의 개구단에서, 통상공간의 내벽의 가동자 회전중심에 가까운쪽의 벽의 높이를 가동자 회전중심에서 먼쪽의 벽의 높이보다 얕게 한 것이다.

또, 폐쇄상태에서 고정자와 대향해 상기 고정자와 역방향의 전류가 흐르는 가동암의 일부가 상기 고정자에 근접하도록 상기 가동암을 굴곡시킨 것이다.

또, 폐쇄상태의 가동자와 대향하고 가동자와 역방향의 전류가 흐르는 고정자의 고정도체를 가동자에 근접하도록 굴곡시킨 것이다.

또, 고정접점표면에서 볼 수 있는 가동암의 가동접점으로부터 가동자회동 중심측의 부위를 절연물로 덮은 것이다.

또, 가동자와 고정자의 접점쌍을 2조 설치해 이들 접점쌍을 전기적으로 직렬로 접속하고, 또 상호격벽으로 갈라 놓은 것이다.

또, 회로차단기의 길이방향에 광체끼리를 연접해서 회로차단기와 일체화한 것이다.

본 발명은, 한류동작시에 아크를 발생하는 한류장치 및 한류기능을 갖는 회로차단기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 실시의 형태 1에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 주요부를 표시하는 부분 단면 사시도

도 2는 아크전압의 기초적 특성을 측정하는 실험장치를 표시하는 구성도

도 3은 분위기 압력의 아크전압에의 영향을 표시하는 그래프

도 4는 전류치의 아크전압에의 영향을 표시하는 그래프

도 5는 실시의 형태 1의 동작을 설명하는 부분 단면도

도 6은 실시의 형태 1의 동작을 설명하는 부분 단면도

도 7은 실시의 형태 1의 동작을 설명하는 부분 단면도

도 8은 실시의 형태 1의 효과를 표시하는 그래프

도 9는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 주요부를 표시하는 부분단면도

도 10은 본 발명의 실시의 형태 3에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 주요부를 표시하는 부분단면도

도 11은 본 발명의 실시의 형태 4에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 주요부를 표시하는 부분단면도

도 12는 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 반발자를 표시하는 사시도

도 13은 본 발명의 실시의 형태 5에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 주요부를 표시하는 부분단면도

도 14는 본 발명의 실시의 형태 6에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 가동자를 표시하는 사시도

도 16은 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 소호유니트를 표시하는 분해사시도

도 17은 본 발명의 실시의 형태 7에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기를 표시하는 분해사시도

도 18은 실시의 형태 7의 소호유니트 내부구조를 표시하는 부분 단면 사시도

도 19는 실시의 형태 7의 도체배치를 표시하는 사시도

도 20은 실시의 형태 7의 반발자 유니트의 변형예를 표시하는 사시도

도 21은 본 발명의 실시의 형태 8에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 도체배치를 표시하는 사시도

도 22는 실시의 형태 8의 동작을 설명하는 주요부의 부분 단면도

도 23은 실시의 형태 8의 동작을 설명하는 주요부의 부분 단면도

도 24는 실시의 형태 8의 동작을 설명하는 주요부의 부분 단면도

도 25는 본 발명의 실시의 형태 9에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 반발자 유니트를 표시하는 사시도

도 26은 본 발명의 실시의 형태 10에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 반발자 유니트를 표시하는 사시도

도 27은 본 발명의 실시의 형태 11에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 소호유니트를 표시하는 사시도

도 28은 본 발명의 실시의 형태 12에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 주요부를 표시하는 단면도(a) 및 소호판보다 하방을 표시하는 평면도(b)이다.

도 29는 본 발명의 실시의 형태 13에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 소호유니트 내부구조를 표시하는 부분 단면 사시도

도 30은 실시의 형태 13의 반발자 근방의 도체배치를 표시하는 사시도

도 31은 본 발명의 실시의 형태 14에 관한 한류기능을 갖는 회로차단기의 소호유니트 내부구조를 표시하는 부분 단면 사시도

도 32는 실시의 형태 14의 반발자 근방의 도체배치를 표시하는 사시도

도 33은 본 발명의 실시의 형태 15에 관한 한류장치의 주요부를 표시하는 주요부를 표시하는 부분 단면 사시도

도 34는 실시의 형태 15에 관한 한류장치의 주요부를 표시하는 사시도

도 35는 실시의 형태 15의 동작을 설명하는 부분 단면 사시도

도 36은 실시의 형태 15의 동작을 설명하는 부분 단면도

도 37은 실시의 형태 15의 동작을 설명하는 부분 단면 사시도

도 38은 본 발명의 실시의 형태 16에 관한 한류장치의 소호유니트를 표시하는 부분 단면 사시도

도 39는 도 38의 고정자형상을 표시하는 사시도

도 40은 본 발명의 실시의 형태 17에 관한 한류장치의 고정자형상을 표시하는 사시도

도 41은 실시의 형태 17의 동작을 설명하는 부분 단면도

도 42는 본 발명의 실시의 형태 18에 관한 한류장치의 통상절연물을 표시하는 단면도

도 43은 본 발명의 실시의 형태 19에 관한 한류장치의 가동자 고정자 및 통상절연물을 표시하는 단면도

도 44는 본 발명의 실시의 형태 20에 관한 한류장치의 소호유니트를 표시하는 부분 단면 사시도

도 45는 도 44의 고정자 형상을 표시하는 사시도

도 46은 실시의 형태 20의 코어의 다른 형상을 표시하는 사시도

도 47은 실시의 형태 20의 코어의 또 다른 형상을 표시하는 사시도

도 48은 본 발명의 실시의 형태 21에 관한 한류장치의 고정자형상을 표시하는 사시도

도 49는 본 발명의 실시의 형태 2에 관한 3극 한류장치를 표시하는 부분 단면 사시도

도 50은 도 49에 표시하는 3극 한류장치의 1주분의 주요부를 표시하는 부분 단면 사시도

도 51은 실시의 형태 22의 동작을 설명하는 부분 단면도

도 52는 실시의 형태 22의 동작을 설명하는 부분 단면 사시도

도 53은 본 발명의 실시의 형태 23에 관한 한류장치를 표시하는 단면도

도 54는 본 발명의 실시의 형태 24에 관한 한류장치를 표시하는 단면도

도 55는 실시의 형태 24의 동작을 설명하는 단면도

도 56은 본 발명의 실시의 형태 25에 관한 한류장치의 접촉자부분을 표시하는 부분 단면도

도 57은 본 발명의 실시의 형태 26에 관한 한류장치의 주요부를 표시하는 부분 단면 사시도

도 58은 본 발명의 실시의 형태 27에 관한 한류장치의 주요부를 표시하는 부분 단면 사시도

도 59는 본 발명의 실시의 형태 28에 관한 회로차단기의 주요부를 표시하는 부분 단면 사시도

도 60은 실시의 형태 28에 관한 회로차단기의 주요부를 표시하는 사시도

도 61은 아크전압의 기초적특성을 측정하는 실험장치를 표시하는 회로구성도

도 62는 분위기압력의 아크전압에의 영향을 표시하는 그래프

도 63은 전류치의 아크전압에의 영향을 표시하는 그래프

도 64는 실시의 형태 28의 동작을 설명하는 부분 단면 사시도

도 65는 실시의 형태 28의 동작을 설명하는 부분 단면도

도 66은 실시의 형태 28의 효과를 설명하는 그래프

도 67은 실시의 형태 28의 동작을 설명하는 부분 단면 사시도

도 68은 본 발명의 실시의 형태 29에 관한 회로차단기의 통상절연물을 표시하는 부분 단면 사시도

도 69는 본 발명의 실시의 형태 30에 관한 회로차단기의 통상절연물을 표시하는 단면도

도 70은 본 발명의 실시의 형태 31에 관한 회로차단기의 통상절연물을 표시하는 단면도

도 71은 실시의 형태 31의 다른 형상의 통상절연물을 표시하는 단면도

도 72는 본 발명의 실시의 형태 32에 관한 회로차단기의 통상절연물을 표시하는 단면도

도 73 본 발명의 실시의 형태 33에 관한 회로차단기의 통상절연물을 표시하는 단면도

도 74는 본 발명의 실시의 형태 34에 관한 회로차단기의 소호유니트를 표시하는 사시도

도 75는 실시의 형태 34에 관한 회로차단기의 구성을 표시하는 분해사시도

도 76은 실시의 형태 34에 관한 회로차단기의 소호유니트 내부를 표시하는 부분 단면 사시도

도 77은 실시의 형태 34에 과한 회로차단기의 도체배치를 표시하는 사시도

도 78은 도 77의 단면 C에서의 단면도

도 79는 본 발명의 실시의 형태 35에 관한 회로차단기의 도체배치를 표시하는 사시도

도 80은 도 79의 단면 C에서의 단면도

도 81은 본 발명의 실시의 형태 36에 관한 회로차단기의 도체배치를 표시하는 사시도

도 82는 도 81의 단면 C에서의 단면도

도 83은 도체배치의 차이에 의한 전자개극력의 차이를 설명하기 위한 사시도

도 84는 도체배치의 차이에 의한 전자개극력의 차이를 설명하기 위한 그래프

도 85는 도 78에 표시한 각 도체 단면간의 거리관계를 표시하는 도면

도 86은 도 80에 표시한 각 도체 단면간의 거리관계를 표시하는 도면

도 87은 도 82에 표시한 각 도체 단면간의 거리관계를 표시하는 도면

도 88은 실시의 형태 37에 관한 회로차단기의 소호유니트 내부를 표시하는 부분 단면 사시도

도 89는 본 발명의 실시의 형태 38에 관한 회로차단기의 도체배치 및 자성체코어를 표시하는 사시도

도 90은 도 89의 자성체코어부분에서의 단면도

도 91은 본 발명의 실시의 형태 39에 관한 회로차단기의 자성체코어 부분에서의 단면도

도 92는 본 발명의 실시의 형태 39에 관한 회로차단기의 다른 자성체코어부분에서의 단면도

도 93은 본 발명의 실시의 형태 39에 관한 회로차단기의 다른 자성체코어부분에서의 단면도

도 94는 본 발명의 실시의 형태 40에 관한 회로차단기의 소호유니트를 표시하는 사시도

도 95는 본 발명의 실시의 형태 41에 관한 회로차단기의 통상절연물을 표시하는 단면도

도 96은 실시의 형태 41의 동작을 설명하는 도면

도 97은 실시의 형태 41의 동작을 설명하는 도면

도 98은 본 발명의 실시의 형태 42에 관한 회로차단기의 고정접점부분을 표시하는 사시도

도 99는 본 발명의 실시의 형태 43에 관한 회로차단기의 통상절연물을 표시하는 단면도

도 100은 본 발명의 실시의 형태 44에 관한 회로차단기의 주요부를 표시하는 부분단면도

도 101은 본 발명의 실시의 형태 45에 관한 회로차단기의 주요부를 표시하는 부분단면도

도 102는 본 발명의 실시의 형태 46에 관한 회로차단기의 주요부를 표시하는 부분단면도

도 103은 본 발명의 실시의 형태 47에 관한 회로차단기의 가동자를 표시하는 사시도

도 104는 실시의 형태 47의 동작을 설명하는 도면

도 105는 실시의 형태 47의 폐쇄상태의 가동자와 고정자의 위치

도 106은 본 발명의 실시의 형태 48에 관한 회로차단기의 가동자, 고정자 및통상절연물을 표시하는 단면도

도 107은 본 발명의 실시의 형태 49에 관한 회로차단기의 가동자, 고정자 및 통상절연물을 표시하는 단면도

도 108은 본 발명의 실시의 형태 50에 관한 회로차단기의 주요부를 표시하는 부분단면도

도 109는 실시의 형태 50의 통상공간의 작용을 설명하는 부분 단면도

도 110은 실시의 형태 50에 관한 회로차단기의 주요부를 표시하는 부분단면도

도 111은 본 발명의 실시의 형태 51에 관한 회로차단기의 주요부를 표시하는 부분단면도

도 112는 본 발명의 실시의 형태 52에 관한 회로차단기의 소호유니트를 표시하는 부분 단면 사시도

도 113은 도 112의 고정자형상을 표시하는 사시도

도 114는 본 발명의 실시의 형태 53에 관한 회로차단기의 고정자형상을 표시하는 사시도

도 115는 실시의 형태 53의 동작을 설명하는 부분 단면도

도 116은 본 발명의 실시의 형태 54에 관한 회로차단기의 소호유니트를 표시하는 부분 단면 사시도

도 117은 도 116의 고정자형상을 표시하는 사시도

도 118은 실시의 형태 54의 고정자의 다른 형상을 표시하는 사시도

도 119는 본 발명의 실시의 형태 55에 관한 3극 한류장치를 표시하는 부분 단면 사시도

도 120은 도 119에 표시하는 3극 한류장치의 1극분의 주요부를 표시하는 부분 단면 사시도

도 121은 아크전압의 기초적특성을 측정하는 실험장치를 표시하는 구성도

도 122는 분위기압력은 아크전압에의 영향을 표시한 그래프

도 123은 전류치의 아크전압에의 영향을 표시하는 그래프

도 124는 실시의 형태 56의 동작을 설명하는 부분 단면도

도 125는 실시의 형태 56의 효과를 표시하는 그래프

도 126은 실시의 형태 56의 동작을 설명하는 부분 단면 사시도

도 127은 본 발명의 실시의 형태 56에 관한 한류장치를 표시하는 단면도

도 128은 본 발명의 실시의 형태 57에 관한 한류장치를 표시하는 단면도

도 129는 실시의 형태 3의 동작을 설명하는 단면도

도 130은 본 발명의 실시의 형태 58에 관한 한류장치의 접촉자부분을 표시하는 부분 단면도

도 131은 본 발명의 실시의 형태 59에 관한 한류장치의 주요부를 표시하는 부분 단면 사시도

도 132는 본 발명의 실시의 형태 60에 관한 한류장치의 주요부를 표시하는 부분 단면 사시도

도 133는 본 발명의 실시의 형태 61에 관한 한류장치의 접촉자부분을 표시하는 부분 단면도

도 134는 본 발명의 실시의 형태 62에 관한 한류장치의 접촉자부분을 표시하는 부분 단면도

도 135는 본 발명의 실시의 형태 63에 관한 한류장치의 접촉자부분을 표시하는 부분 단면도

도 136은 본 발명의 실시의 형태 64에 관한 한류장치의 접촉자부분을 표시하는 부분 단면도

도 137은 본 발명의 실시의 형태 65에 관한 한류장치의 접촉자부분을 표시하는 부분 단면도

도 138은 본 발명의 실시의 형태 66에 관한 한류장치의 가동자를 표시하는 사시도

도 139는 본 발명의 실시의 형태 66에 관한 한류장치의 접촉자부분을 표시하는 부분 단면도

도 140은 실시의 형태 66의 동작을 설명하는 부분 단면도

도 141은 본 발명의 실시의 형태 67에 관한 한류장치의 접촉자부분을 표시하는 부분 단면도

도 142는 본 발명의 실시의 형태 68에 관한 한류장치의 접촉자부분을 표시하는 부분 단면도

도 143은 본 발명의 실시의 형태 70에 관한 한류장치의 소호유니트를 표시하는 부분 단면 사시도

도 144는 실시의 형태 70의 주요부의 동작을 설명하는 설명도

도 145는 실시의 형태 70의 주요부의 동작을 설명하는 설명도

도 146은 본 발명의 실시의 형태 71에 관한 한류장치의 주요부의 동작을 설명하는 설명도

도 147은 종래의 한류기능부착 차단기를 표시하는 부분 단면 정면도

도 148은 종래의 한류기능부착 차단기의 측면도

도 149는 종래의 3극 한류유니트를 표시하는 부분단면도

도 150은 도 149의 한류유니트를 표준회로차단기에 일체접속해서 구성되는 한류차단기의 정면도

도 151은 도 150의 한류차단기의 부분 단면 측면도

도 152는 도 149에 표시한 3극 한류유니트의 1극의 주요부의 사시도

도 153은 도 152에 표시한 2쌍의 접촉자쌍의 분해사시도

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)

실시의 형태 1

이하, 본 발명의 실시의 형태 1을 도면에 따라 설명한다.

도 1은 실시의 형태 1에 관한 폐쇄상태의 회로차단기의 주요부를 표시하는 사시도이고, 내부구성이 알 수 있도록 통상절연물(25)과 고정도체(12)를 덮는 절연물인 절연커버(28)의 일부를 절취하고 있다.

도 1에서, 1은 가동접점(2)와 이 가동접점(2)이 고착되어있는 가동암수직부(3)와 이 가동암수직부(3)과 거의 직교하는 가동암수평부(4)에 의해 구성되는 대략 L자형의 가동자이다.

이 가동자(1)은 발발접점(8)과 반발암수직부(9)와 반발암수평부(10)에 의해 구성되는 반발자(7)와 한쌍의 접점쌍을 이루고있고, 가동자(1)과 반발자(7)과는 각각 스프링(18)과 스프링(21)에 의해 서로 접촉하는 방향으로 작동되고 있다.

반발자(7)는, 가동자(1)보다 암길이가 짧고, 관성모멘트가 작게 구성되어있다.

또, 가동자(1)은 가동자회전축(13)을 중심으로 반발자(7)는 반발자회전축 (23)을 중심으로 각각 회동자유롭게 지지되어있다.

가동자(1)은 접동접촉자(14) 및 접속도체(17)를 통해서 단자(15)와 전기적으로 접속되어있다.

한편, 반발자(7)는 가요도체(11) 및 고정도체(12)를 통해서 단자(16)와 전기적으로 접속되어있다.

도 1중에 표시된 복수의 화살표는 통전시의 전류경로를 표시하고 있고, 가동암수평부(4)의 전류와 반발암수평부(10)의 전류는 대략 평행이고, 또 반대방향이 되도록 구성되어있다.

또, 가동자(1)와 반발자(7)의 폐쇄상태에서, 반발접점(8)과 그 근방의 반발암수직부(9)의 부위 및 가동접점(2)과 그 근방의 가동암수직부(3)의 부위는 통상절연물(25)에 의해 둘러싸인 통상공간(26)내에 배치되고, 양접촉자의 개방상태에서는 가동접점(2)이 통상공간(26)에서 이탈되도록 구성되어있다.

또, 반발자(7)는, 통상절연물(25)과 절연커버(28)등에 의해 구성되고, 통상공간(26)이외에 개구부가 없는 축압공간(27)내에 배치된다.

여기서, 아크식 한류기능을 갖는 회로차단기내에서 한류차단동작시에 발생하는 비교적 갭의 대전류아크의 고압력화에서의 아크전압 상승조건에 대해 진술한다.

도 2에 표시하는 실험장치에서, 수 ㎝ 이하의 단갭 대전류아크의 분위기압 P를 변화시켜서 아크전압변화를 측정한 결과를 도 3의 그래프에 표시한다.

도 2에서, 400은 1쌍의 환봉상의 전극, 401은 밀폐용기, 402는 교류전압, 403은 투입스위치, 404는 가압용 봄베이다.

도 2의 실험장치에서, 환봉상의 한쌍의 전극(400)을 대향시켜서 아크를 발생시키고 있으므로, 전극간 거리는 아크길이 L과 같아진다.

도 3(a)에서 명백한 바와 같이 아크전류치가 비교적 작은 경우, 아크분위기압 P가 높아지면 아크전압은 거의 아크길이 L에서 높아진다.

한편, 도 3(b)에 표시하는 바와 같이, 아크전류치가 비교적 큰 경우, 아크분위기 압 P가 높아져도 아크전압은 아크길이 L가 비교적 긴 경우를 제외하고는 거의 변화하지 않는다.

도 3에 표시한 분위기압 P가 높은 경우의 아크전압 V(p=높다)와 분위기압 p가 낮은 경우의 아크전압 V(p=낮다)와의 비 R를 취해, 그래프화하면 도 4에 표시한 바와 같이 된다.

도 4에서 명백하듯이, 아크전류치가 비교적 작은 경우의 아크전압상승을 R는 아크길이가 길수록 높다.

한편, 아크전류치가 비교적 큰 경우의 아크전압상승율 R는 아크길이가 어느 값이상이 되지 않으면 거의 증가하지 않는 것을 알 수 있다.

이상에서 단갭 대전류마크에서 아크분위기압을 올림으로써 아크전압을 효과적으로 올리는 조건은, (a)아크전류가 비교적 작다.

(b)아크길이가 길다는 2개를 동시에 만족할 필요가 있다.

단락시의 사고가 발생했을때, 사고발생직후로부터 회로전류는 급격히 증대한다.

따라서, 상기 2개의 조건을 만족시켜서 높은 분위기압에서, 아크전압을 올려 사고전류를 한류하는 데는, (1)적어도 아크발생직후(사고발생직후)에 고압분위기를 만든다.

(2)아크전류가 비교적 작을때(사고발생직후)에 아크장을 길게할 필요가 있다.

사고전류가 증대한 후에는, 분위기압을 올려도 별로 한류성능은 향상되지 않는다.

또, 사고전류가 증대한 후의 고압분위기는 한류성능향상에 별로 기여하지 않을뿐더러 광체등의 파손의 원인이 된다.

도 1에 표시한 한류기에서는, 단락사고등의 발생에 의해 통과전류가 급격히 증대하면 접점접촉면에서의 전류집중에 의한 전자반발력 F1과 상술한 가동암수평부 (4)의 전류와 반발암수평부(10)의 거의 평행하고 반대방향의 전류에 의한 전자반발력 F2에 의해, 스프링(18),(21)에 의한 접압에 반해서 접점이 개극하고, 접점간에아크가 발생한다.

이 상태를 도 5에 표시한다.

아크의 발생에 따라, 상기 접점접촉면에서의 전류집중에 의한 전자반발력 F1은 소멸하나, 가동암수평부(4)의 전류와 반발암수평부(10)의 거의 평행이고 또 반대방향의 전류에 의한 전자반발력 F2는 계속해 가동자(1)을 개극방향으로 회동시킨다.

가동자(1)와 반발자(7)에 직용하는 주된 개극전극력은 작용반작용의 관계가 되어 크기가 거의 같다.

그러나, 반발자(7)의 관성모멘트가 가동자(1)보다 작으므로 가동자(1)보다 반발자(7)쪽이 재빨리 회동하게 된다.

즉, 반발자(7)을 사용함으로써 가동자(1)만으로 개극동작을 하는 경우보다 대폭적으로 개극속도를 향상시킬 수가 있다.

또, 도면중 희게칠한 화살표로 표시하는 바와 같이, 아크발생에 따라 아크의 열에 의해 통상절연물(25)의 내면에서 대량의 증기가 발생하고, 통상절연물(25)에 둘러싸인 통상공간(26)에 고압분위기가 발생한다.

이 통상공간(26)의 고압의 발생에 의해, 도면중에 검게 칠한 화살표로 표시한 바와 같이 가동자(1) 및 반발자(7)을 압력차에 의한 개극렬 Fp를 받는다.

이 압력차에 의한 개극력 Fp와 상기 전자력 F2에 의해 가동자(1) 및 반발자(7)가 고속으로 회동하고, 접점이 고속 개극한다.

이 고속개극에 의해 아크길이가 고압분위기중에서 급격하게 신장하므로 아크전압이 급속하게 상승하고, 사고전류가 피크치를 영입한다.

전술한 전류피크 시각전후의 대전류 아크가 발생한 상태를 도 6에 표시한다.

도면중의 흰색으로 된 화살표로 표시한 것과 같이 대전류아크 발생중에 통상공간(26)에서 발생한 고압의 증기는 축압공간(27)으로 흘러들어, 축압공간내의 압력을 높인다.

이 축적된 압력에 의해, 아크소멸전으로부터 전류차단후에 걸쳐서 상기 축압공간(27)에서 통상공간(26)을 통해서 통상절연물(25)외로 방출되는 흐름이 생긴다.

이 모양을 표시한 것이 도 7이다.

동도면에서는 가동자(1)가 거의 최대개극위치까지 회동해있고, 가동접점(2)이 통상공간(26)외에 위치하고, 전류차단직전, 즉 아크소멸직전의 상태를 표시하고 있다.

축압공간(27)에서 통상공간(26)을 통해서 외부로 방출되는 흐름을 흰색으로 칠한 화살표로 표시하고 있다.

이 화살표의 흐름을 노즐상태로 되어 있는 통상공간(26)에서 가장 빨라지고, 이 고속의 흐름으로 아크의 열을 뺏어가고, 아크의 소멸을 촉진한다.

이 아크소멸 촉진작용에 의해, 차단전의 전류가 신속하게 조여지므로 한류성능의 또 하나의 지표선 통과에너지가 감소한다.

또, 이 흐름에 의해, 상기 고온의 가스 및 용융물을 외부로 배출하므로 통상공간(26)의 절연이 급속하게 회복되는 동시에, 반발접점(8)표면에 용융물부착을 방지할 수 있다.

그런데, 도 7에 표시한 바와 같이 가동자(1)가 최대개극위치에 달한 상태에서는 이미 전류피크를 통과해서, 충분한 크기의 아크전압을 발생하고 있고, 사고전류는 급속히 감소해서 0점을 받어드린다.

이때, 가동접점(2)는 통상절연물(25)에 둘러싸인 좁은 공간외에 있으므로, 가동접점(2)로 빨리 전극금속증기를 통상의 수단(예를들면, 절연물로 부터의 증기류, 글리드등)에서 쉽게 확산 또는 냉각시킬 수 있가 있고, 전극간의 충분한 절연회복에 의해 전류를 차단하는 것은 용이하다.

또, 가동자(1)가 흔들려도 통상절연물(25)내면에 접촉되는 일이 없으므로, 전면절연파괴에 의한 재점호가 생기는 일도 없다.

이 최대개극위치 근방에서 가동자(1)을 구속하고, 재폐극을 방해하는 수단(예를들면 래치기구, 링크기구등)은 부가하면, 한류성능이 우수한 회로차단기를 얻을 수가 있다.

또, 전술한 축압공간(27)에서 통상공간(26)을 통해서 분출하는 흐름에 의해, 통상공간(26)의 출구와 가동접점(2)간에 떠도는 비교적 고온의 금속증기나 입자를 날려버릴 수가 있으므로, 접점간의 차단직후의 절연회복이 한층 촉진되고 전류차단후의 재점호를 방지할 수 있다.

상기와 같이 본 실시의 형태에서는, 통상절연물(25)을 사용한 고압분위기와, 고속개극수단을 병용하고 있으나, 우수한 한류성능을 얻기 위해서는 상기 병용이 불가결하나. 도 8에서는 (a)고속개극수단을 사용하지 않는 경우와, (b)고속개극수단을 사용했을때의 통상절연물의 효과를 표시하고 있다.

동도면에서, ts는 사고발생시각, to는 접점개극시각, VO는 접점간의 전극강하전압, 파선은 전원전압파형이다.

도 8(a)는 고속개극수단을 사용하지 않은 경우이고, 아크전압이 전원전압에 따라 잡은 시각 t1(통상절연물 있을때), t2(통상절연물 없을때)에 전류피크 Ip1, Ip2를 각각 맞게된다.

고속개극수단을 사용하지 않으면 사고전류의 상승에 비해 아크길이의 상승이 느리므로 통상절연물(25)로 고압분위기를 만들어내도 아크길이가 짧고 아크전압이 상승하는 상기 조건을 만족하는 것이 어렵다.

따라서, 도 8(a)에서는 통상절연물을 사용해도 전류 Ip의 개선의 정도 △I= Ip2- Ip1은 작다.

한편, 도 8(b)에 표시한 고속개극수단을 사용한 경우에는 사고전류가 커지기전에 아크길이가 충분히 길어지므로 고압분위기에서 아크전압이 상승하는 상기 조건을 만족시킬 수가 있다.

아크전압이 전원전압에 따라 잡은 시각 t1'(통상절연물이 있을때), t2'(통상절연물이 없을때)의 전류피크 Ip를 각각 Ip1', Ip2'라 하면, 전류피크 Ip의 개선의 정도 △Ip'=Ip2'-Ip1'는 고속개극수단을 사용하지않은 경우의 전류피크 Ip의 개선의 정도 △Ip보다 극적으로 큰 것을 알 수 있다.

또, 본 실시의 형태에서는, 도 59에 표시한 종래예와 다르고 가동자의 개극을 돕기위해 여자코일을 설치할 필요가 없으므로, 더인피던스의 한류성능이 우수한 한류기가 얻어지고, 큰 통전용량이 구해지는 회로에의 적용이 가능하게 된다.

또, 가동자(1) 및 반발자(7)를 회동시켜서 개극하므로 접점쌍이 개폐하는 방향의 필요치수는, 축압공간(27) F부 벽두께, 반발암수직부 9, 반발접점(8), 접정최대개리거리, 가동접점(2)두께 및 가동암수직부(3)의 화가되고, 종래의 직동형 한류기보다 상기방향의 필요치수를 작게할 수 있다.

따라서, 외형치수에 제한이 있는 경우에도 고압력을 효과적으로 아크전압상승에 연결시키는 데 필요한 개극거리를 쉽게 확보할 수가 있다.

또, 도 1에 표시한 실시의 형태에서는 가동자 1 및 반발자(7)을 대략 L자형으로 하였으나, 사고전류차단시에 가동자(1)로부터 신속하게 개극하는 반발자(7)만 대략 L자형으로 하고, 가동자는 통상의 대략 봉상태로 해도 된다.

이런 구성을 취하면, 반발자(7)의 고속개극에 의해 높은 한류성능이 얻어질뿐 아니라, 대략 L자형 가동자(1)를 사용한 경우와 비교해서, 가동자측 선단부의 아크스파트가 가동자회전축(13)과 반대측의 단면으로 이동이 쉬워지고, 차단직전의 아크가 신장되므로, 과부하 전류차단이나 직류차단성능이 향상된다.

실시의 형태 2

다음에, 본 발명의 실시의 형태 2를 도면에 따라 설명한다.

도 9는 본 실시의 형태의 통상절연물(25), 반발자(7), 가동자(1)등의 주요부를 표시하는 부분단면도이고, 도면중 가동자(1)의 회전중심에서 가장 먼 부위가 개극동작에 의해 그리는 궤적을 일점쇄선으로 반발자(7)의 회전중심에서 가장 먼 부위가 개극동작에 의해 그려지는 궤적을 파선으로 각각 표시하고 있다.

통상절연물(25)의 가동자(1) 및 반발자(7)선단부에 대향하는 면은, 이 1점쇄선 및 파선에 일정한 간격을 갖도록 원호상으로 형성되어있다.

일반적으로, 가동자(1)의 회전축(13)은 접점 접촉면보다 위에, 반발자(7)의 회전축(23)은 접점접촉면보다 아래에 각각 설치하므로 상기 가동자(1) 및 반발자 (7)의 궤적은 접점 접촉위치에서 가동자회전축(13) 및 반발자회전축(23)에서 멀어지는 방향으로 부푸른다.

이 때문에, 도 1에 표시한 바와 같이, 통상절연물(25)의 가동자(1) 및 반발자 (7)선단부에 대향하는 면을 수직으로 하면, 상기 면을 접점 접촉위치로부터 떨어진 위치에 배치할 필요가 있고, 통상절연물(25)에 둘러싸인 용적이 커진다.

이 때문에, 충분히 높은 고압분위기를 발생하는데 시간이 걸리는 경우가 있다.

그래서 도 9와 같이, 가동자 1 및 반발자(7)선단부의 궤적에 따라 통상절연물 (25)의 내면을 형성하면, 통상절연물(25)에 둘러싸이는 용적을 작게할 수 있어 한류성능이 향상된다.

또, 도 9에서는 통상공간(26)을 둘러싼 절연물의 벽중, 가동자 회전축(13) 및 반발자회전축(23)과 반대측의 벽길이를 상기 가동자 및 반발자 회전중심측의 벽길이보다 갖게하고 있다.

차단동작시에 접점간에 발생하는 아크에는, 가동암수평부(4) 및 반발암수평부 (10)를 흐르는 전류에 의해 가동자 및 반발자 회전중심과 반대측에 전자구동력에 발생한다.

따라서, 통상공간(26)내에 있는 아크는 상기 가동자 및 반발자회전중심과, 반대측의 벽에 의해 강하게 접촉된다.

또, 가동자(1) 및 반발자(7)를 고속개구하기 위해서는 관성모멘트를 작게하는 쪽이 유리하나 통상절연물(25)의 통의 길이에 의해 결정되는 가동암수직부(3) 및 반발암수직부(9)가 길어지면 가동자(1) 및 반발자(7)의 관성모멘트는 각각 증가한다.

여기서, 도 9에 표시한 바와 같이, 상기 가동자 및 반발자회전중심과 반대측의 벽길이를 상기 가동자 및 반발자 회전중심측의 벽길이보다 길게함으로써 가동암수직부(3) 및 반발자수직부(9)의 길이를 짧게해서 관성모멘트를 저감시킬 수 있고, 또 충분한 통상절연물 증기를 발생시켜서 충분한 고압분위기를 만들수 있으므로, 한류성능이 보다 향상한다.

또, 도 9에서 가동암수평부(4)의 가동접점(2)측의 부분을 (4a),(4b) 및 (4c)의 부위로 구성하고, 반발암수평부(10)의 반발접점(8)측의 부분을(10a),(10b) 및 (10c)의 부위에서 구성하고있다.

이같은 구성으로 하면, 동도면중에 검게칠한 화살표로 표시한 바와 같이, 폐쇄상태에서의 가동암수평부(4)의 일부(4c)와 반발암수평부(10)의 일부(10c)의 거의 평행하고 또 반대방향의 전류간의 거리가 짧아지고, 전자반발력이 증대하므로 개극속도가 향상된다.

실시의 형태 3

이하, 본 발명의 실시의 형태 3을 도면에 대해 설명한다.

도 10은 본 실시의 형태의 통상절연물(25), 반발자(17)가동자(1)등의 주요부를 표시하는 부분단면도이고, 통상절연물(25)은 통내면을 형성하는 절연물(25a)과 그 주위의 절연물(25b)로 구성한다.

상기 절연물(25a)는 아크에 폭로되면 즉시 대량의 증기를 발생하는 성질을 갖는 재료, 예를들면, 유리섬유등의 강화재를 소량 또는 전혀포함하지 않는 수지재로 성형되고, 상기 절연물(25b)은 기계적강도에 우수한 강화수지 또는 세라믹으로 성형되어있다.

이같은 구성으로하면, 상기 통내에서 발생하는 고압력에 기계적으로 견딜수 없는 재료를 통내면의 재료로서 사용할 수가 있으므로, 기계적특성에 관계없이 내량의 증기를 발생하는 물질을 적용할 수 있고, 한류성능이 향상된다.

실시의 형태 4

이하, 본 발명의 실시의 형태 4를 도면에 따라 설명한다.

도 11은 본 실시의 형태의 통상절연물(25), 반발자(7), 가동자(1), 말발굽형의 소호판(31)등의 주요부를 표시하는 부분단면도이다.

소호판(31)은, 통상절연물(25)의 상부공간에, 가동자(1)의 선단부의 면에 대향하도록 설치되어있다.

또, 통상절연물(25)의 가동자(1)측 개구부에서, 통상공간(26)을 둘러싼 통상절연물(25)의 가동자 회전축(13)과 반대측의 벽높이보다 낮게 되도록 구성하고 있다.

이런구성으로 하면 동도면중에 백색으로 칠해 화살표로 표시하는 바와 같이, 차단동작시에서의 가동접점(2)가 통상공간(26)에서 나온 후, 통상공간(26)에서 소호판(31)방향으로 핫가스의 흐름이 생기고 아크가 소호판(31)에 접촉하기 쉬워진다.

따라서, 아크를 소호판(31)으로 효과적으로 냉각할 수 있으므로, 차단동작후반에서 사고전류를 급속히 조이고, 차단시간을 짧게 할 수 있다.

이 결과, 한류성능의 하나의 지표인 통과에너지의 저감에 연결된다.

실시의 형태 5

이하, 본 발명의 실시의 형태 5를 도면에 대해 설명한다.

도 12는 본 실시의 형태의 반발자(7)를 표시하는 사시도, 도 13은 본 실시의 형태의 통상절연물(25), 반발자(7), 가동자(1)등의 주요부를 표시하는 부분단면도이다.

도 12에 표시하는 반발자(7)에서는, 적어도 폐쇄상태의 가동접점(2)에서본 반발접점(8)로부터 반발자 회전축(23)의 반발암 9면을 절연물(29)에 의해 덮혀있다.

이러한 반발자를 사용하면, 도 13에 표시한 바와 같이 사고전류 차단시의 대전류 아크발생시점에서, 통상공간(26)에 충만한 아크로부터 상기 절연물(29)에 한 가스를 불어주는 동시에 강한 아크강이 닿고(도면중, 검은색칠판 화살표로 표시함), 상기 절연물(29)로부터 대량의 증기가 발생한다(도면중 백색으로 칠하고 화살표로 표시함).

따라서, 축압공간(27)에 축적되는 압력이 상승하고 전류차단전후의 축압공간 (27)에서 통상공간(26)을 통과해서 흐르는 기류의 유측이 빨라지고 전술한 아크소멸작용, 통상절연물 내외공간의 절연회복작용, 반발접점 표면에의 용융물부착 방지작용이 향상된다.

실시의 형태 6

이하, 본 발명의 실시의 형태 6을 도면을 따라 설명한다.

도 14는 본 실시의 형태의 가동자(1)를 표시하는 사시도, 도15는 통상절연물 (25), 반발자(7), 가동자(1)등의 주요부를 표시하는 단면 설명도이다.

도 14에 표시하는 가동자(1)는 가동접점(2), 가동암수직부(3), 가동암수평부의 각 부위(4a),(4b),(4c) 및 가동자 암부의 적어도 폐쇄상태의 반발접점(8)에서 볼 수 있는 면을 덮는 절연물(30)로 구성되고 대략 갈구리형의 형상이 된다.

이와같이, 가동자 1을 거의 갈구리형으로 함으로써, 통상절연물(25)를 사용하는 경우에도 폐쇄상태의 반발암수평부(10)와 상기 가동암수평부의 일부(4c)와의 거리를 가까이할 수 있고, 전자개극력을 강화하는 것은 전술한 바와 같다.

그러나, 도 15에 표시한 바와 같이, 가동자(1)의 회전각 θ가 커지면 가동자 (1)를 갈구리형으로 함으로 아크가 가동암수평부에 접촉되고, 전류가 분류하는 가능성이 높아진다.

이와같이 아크가 가동암에 접촉되면 가동암이 용융해서 가늘게 되고, 개폐에 이겨낼 수 있는 충분한 기계적강도를 유지할 수 없을 뿐 아니라, 차단동작후반의 아크전압이 저하해서 한류성능이 악화된다.

그래서, 적어도 폐쇄상태의 반발접점(8)에서 볼 수 있는 가동암의 가동접점 (2)으로 부터 가동자회전축(13)측의 부위를 절연물(36)에서 덮는 필요가 있다.

이같은 가동암에의 분류는 가동자(1)의 회전각 θ가 다시 커지면 실시의 형태 1에서 표시한 대략 L자상의 가동자에서도 생기는 일이 있고, 상기와 같은 가동암의 절연이 필요하게 된다.

실시의 형태 7

다음에 본 발명의 실시의 형태 7을 도면에 대해 설명한다.

도 16은, 배선용차단기의 유니트화된 소호장치를 표시하는 사시도이고, 구성부품은 소호유니트 광체본체(36)와 소호유니트 광체뚜껑(37)에 의해 수납되고, 전체로 소호유니트(39)를 구성한다.

도 17에 표시하는 바와 같이, 복수의 상기 소호유니트(39)를 크로스바(40)에 의해 연결되고, 상기 크로스바(40)을 통해서 접점을 개폐시키는 기구부(41), 이상전류를 검출하고 상기 기구부(41)를 동작시키는 릴레이부(42) 및 상기 기구부(41)를 수동으로 동작시키는 핸들(45)을 부가해서, 이들을 베이스(43)와 커버(44)로 수납하면 배선용차단기가 된다.

이와같이 각 구성부품을 유니트화하고, 이들을 조합해서 배선용차단기를 구성하도록 하면, 조립이 간단해지고 코스트저감이 가능해진다.

전술한 바와 같이 소호장치를 소호유니트 광체본체(36)와 소호유니트 광체뚜껑(37)내에 수납함으로써, 차단동작시의 배선용차단기내의 압력상승을 베이스(43) 및 커버(44)로 직접받는 일이 없어진다.

상기 소호유니트 광체의 수압면적은, 상기 베이스(43) 및 커버(44)의 수압면적보다 작다.

이 때문에 가령 상기 베이스(43) 및 커버(44)와 동일재료, 동일두께의 소호유니트 광체를 사용해도, 보다 큰 내압상승에 이겨낼 수 있고, 아크분위기압을 올려서 아크전압을 상승시키는 한류수법을 사용하는 데 적합하다.

또 종래, 차단동작시의 내압상승에 이겨내기 위해, 기계적강도가 큰 고가의 몰드재료로 베이스 및 커버를 구성하고 있었으나, 소호유니트 광체를 사용함으로써 압력을 받은 광체의 재료의 량을 줄일 수가 있어 코스트저감이 가능해진다.

도 16에 표시한 소호유니트(39)의 내부구성을 표시하기 위해, 구성부품의 일부를 단면으로 한 사시도를 도 18에 표시한다.

또, 도 10에 폐쇄상태에서의 통전부품이외를 생략한 사시도를 표시한다.

도 19에는 가동암수평부(4), 반발암수평부(10) 및 도체수평부(34)에서의 전류방향을 화살표로 표시하고 있다.

단자부(15)와 가동자(1)를 전기적으로 접속하는 도체의 일부인 도체수평부 (34)는, 고정도체(12)와 거의 평행하고 또 같은 방향의 전류가 흐르도록 접속되어있고, 반발자(7)가 회동하는 면에서 좌우방향으로 어긋난 위치에 배치되어있다.

계속해서, 본 실시의 형태의 동작에 대해 설명한다.

통상의 개폐동작은 핸들(45)을 수동으로 조작함으로 실시한다.

상기 핸들조작에 의해, 기구부(41), 크로스바(40)를 통해서 로터(35)가 회동하고, 가동자(1)가 개폐동작한다.

또, 과부하 전류차단시에는, 릴레이부(42)가 이상전류를 검출하고, 릴레이부 (42)로부터 트립신호가 기구부(41)로 전달되고, 기구부(41)가 동작해서 로터(35)가 회동하고 가동자(1)가 끌어올려져 접점이 개극한다.

그러나, 단락사고등의 대전류 차단시에는, 상기 로터의 회동에 앞서 접점접측부에의 전류집중에 의한 전자반발력(F1)과, 도 19에 표시하는 가동암수평부(4)의 전류와 반발암수평부(10)의 거의 평행이고 또 반대방향의 전류에 의한 전자반발력 (F2)와의 합 Ft에 의해 반발자(7)가 스프링(21)에 의한 전압에 반해서 개극동작을 개시한다.

동시에, 가동암수평부(4)의 전류와 도체수평부(34)와 거의 평행이고 또 반대방향의 전류에 의한 전자반발력 F3의 개극방향의 분력(F3)와, 상기 전자반발력의 화 Ft와의 화의 힘 Ft'에 의해 가동자(1)가 개극동작을 개시한다.

이 양접촉자의 개극동작에서, 관성모멘트가 작은 반발자(7)의 쪽이 가동자 (1)보다 고속개극하는 것은 실시의 형태 1과 같다.

상기 개극동작에 따라 접점간에 아크가 발생하고 상기 접점접촉면에서의 전류집중에 의한 전자반발력 F1은 소멸하나, 상기 전자반발력 F2는 가동자(1) 및 반발자(7)를 상기 전자반발력의 분력 F3'는 가동자(1)을, 계속해 각각 개극방향으로회동시킨다.

또, 아크발생에 따라 아크의 열에 의해 통상절연물(25)의 내면에서 대량의 증기가 발생하고, 가동자(1)및 반발자(7)은 개극시키는 압력차에 기인하는 힘 Fp가 생긴다.

이들의 힘에 의해 반발자(7) 및 가동자(1)가 고속으로 회동하고, 접점이 고속개극한다.

이 고속개극에 의해 아크길이가 고압분위기 중에서 급격히 신장되므로 아크전압이 급속히 상승해 사고전류가 피크치를 마중한다.

전류피크후, 가동자(1)은 더욱 회동하고 접점간 거리가 증대한다.

이 접점안 거리의 증대에 의해 아크전압이 더욱 커지고 사고전류는 급속하게 0으로 향한다.

사고전류가 작게 조여지면, 도체수직부(33)를 흐르는 전류에 의한 흡인력과, 말발굽형의 철재소호판(31)의 흡인력에 의해 아크가 소호판(31)에 끌려들여저 아크가 분단냉각되어 소호된다.

이때, 가동접점(2)은 통상절연물(25)에 둘러싸이는 공간괴에 있고, 접점간의 절연이 충분히 회복되어 있으므로 전극간에 전원전압이 인가되어도 전류가 다시 흐르는일은 없고, 차단동작이 완료된다.

또, 실시의 형태 1과 같이, 대전류아크중에 축압공간(27)에 축적된 압력에 의해 통상공간(26)을 통해 통상공간(26)외로 흐르는 기류가 발생하고, 통상공간 (26)내외의 절연회복이 촉진되므로, 차단시간이 짧지는 동시에 재점호가 방지된다.

또, 상기 전류피크이후의 긴 접점간거리에 의한 높은 아크전압이 차단시간을 대폭적으로 짧게한다.

따라서, 한류성능을 표시하는 지표의 하나인 통과에너지 I²t(전류의 2중의 시간적분)이 작아진다.

그런데, 본 실시의 형태에서는 배기구(38)가 접점(2), 접점(8)사이에서 보아 소호판(31)쪽에만 설치되어있다.

이와같은 배치를 취하면, 전류차단동작시에 아크전류의 증가에 따라 광체내의 아크로부터 로터(35)쪽의 공간에 압력이 축적된다.

아크전류가 피크를 맞아 아크전류치가 감소해가면, 상기 축적된 압력에 의해 전극간에서는 로터(35)측에서 배기구(38)측으로 기류가 생기고, 아크를 소호판(31)으로 인장시킨다.

또, 전류 0점 근방에서는 상기 흐름에 의한 접점간의 하전입자를 날려버리는 작용으로, 접점간의 절연회복이 대폭적으로 개선된다.

따라서, 고전압의 회로에 적용해도 차단실패가 일어나기 힘든 신뢰성이 높은 회로차단기를 얻을 수가 있다.

이 축적압에 의한 기류의 절연회복작용은, 전류차단시위 상기 기류의 유속이 클수록 크다.

유속을 크게 하는데는, 축적압을 올리거나 유로단면을 작게하면 되고, 이때문에 배기구(38)면적을 작게 할 필요가 있다.

본 실시의 형태에서는, 비교적 면적이 작은 배기구(38)를 개방상태의 가동접점(2)측에 설치되어있다.

통상절연물(25)을 사용해서 한류성능을 향상시키는 경우, 반발접점(8)측 아크스파트 근방의 아크는 축압공간(27)내에 있으므로, 상기 로터(35)측 공간의 축적압에 의한 기류로 아크를 구성하는 금속입자를 날려버릴 수는 없다.

한편, 가동접점2측의 아크스파트근방의 아크는 전류차단시에는 상기 축압공간 (27)외에 위치하고 있고, 상기 기류의 작용을 받기 쉽다.

따라서, 비교적 면적이 작은 배기구(38)를 개방상태의 가동접점(2)측에 설치함으로써, 효과적으로 전류차단시의 전극간의 절연회복을 확보할 수 있다.

또, 상기 도 18, 도 19에 표시한 실시의 형태에서는, 반발자(7)의 회전축 (23)을 축압공간(27)을 형성하는 절연물로 직접 유지하고있다.

또, 도체수평부(34)는 반발자(7)가 회동하는 면에서 가로방향으로 어긋난위치에서 폐쇄상태의 반발암수평부(10)와 거의 병치되어있다.

이같은 도체배치를 취하는 경우, 사고전류차단시에 작동하는 도체수평부(34)의 전류와 반발암수평부(10)의 전류사이의 전자흡인력에 의해 반발자(7)에 대단히 큰 흔들림의 힘이 가해지고, 회전축(23)이 변형하거나 회전축을 유지하고 있는 부재가 파손하는 경우가 있다.

그래서, 도 20에 표시하는 바와 같이 금속등의 기계적강도가 큰 유지틀(46)을 별도로 설치하고, 반발자회전축(23)을 유지하면, 상기 보존부재의 파손을 방지할 수 있다.

또, 상기 유지틀(46)을 자성체에서 구성하면, 도체수평부(34)의 자속을 흡속해서, 반발자(7)에 전자흡인에 기인하는 진동의 힘이 생기지 않도록 할 수 있으므로, 상기 회전축(23)의 파손을 방지할 수 있다.

또, 반발자(7) 회전축(23) 및 반발자(7)에 전압을 주는 스프링(21)을 상기 유지틀(46)에서 유지하도록 구성하면, 반발자부를 유니트화되고 조립성이 향상된다.

실시의 형태 8

전술한 바와 같이, 실시의 형태 7의 도체배치에서는, 도체수평부(34)가 반발자(7)및 가동자(1)가 회동하는 궤적을 포함하는 면상에서 어긋난 위치에 배치된다.

따라서, 반발자(7)및 가동자(1)에는 접점개리방향으로 직행하는 진동의 힘이 각각 작용해, 반발자(7) 및 가동자(1)의 개극속도를 저하시키는 요건이 된다.

본 발명에서는 폐쇄상태에서 통상절연물내에 가동암수직부 및 반발암수직부가 삽입되므로, 상기 진동의 힘에 의해 가동자 또는 발발자가 좌우로 흔들렸을 때, 가동자 또는 반발자와 통상절연물이 접촉하는 가능성이 크다.

이런 접촉이 생기면, 개극속도는 대폭적으로 저하한다.

또 차단동작시에 상기 진동의 힘에 의해 가동자, 가동자회전축반발자, 또는 반발자회전축등이 크게 변형하면 재투입 불능이 된다.

본 실시의 형태 8은 이러한 문제를 해결한 것으로, 그 구성을 도 21에 표시한다.

동도면에 표시하는 바와 같이, 도체수평부(34)의 중심선을, 가동자(1)및 반발자(7)가 회동하는 궤적을 포함하는 면상에 폐쇄상태의 반발암수평부(10)와 거리평행으로 배치하고 있다.

이같은 도체배치를 취하면, 가동암수평부와 도체수평부(34)에 각각 흐르는 반대방향의 전류에 의한 전자반발력 및 반발암수평부(10)와 상기 도체수평부(34)에 각각 흐르는 동방향의 전류에 의한 전자흡인력의 어느 것에도 상기 진동의 힘의 성분이 생기지 않는다.

또, 상기 도체배치를 취하면 도 22에 표시한 바와 같이 반발자(7)에는 반발암수평부(10)에 흐르는 전류와 가동암수평부(4)를 흐르는 전류간의 전자반발력뿐아니라, 반발암수평부(10)에 흐르는 전류와 도체수평부(34)를 흐르는 전류의 사이의 전자흡인력을 사고 전류차단시의 개극력으로서 이용할 수 있다.

도 23은 차단동작 초기의 상태를 표시하고 있고, 관성모멘트가 작은 반발자 (7)가 가동자(1)보다 빠르게 회동하는 것은 실시의 형태 1과 같다.

이와 같이 반발자(7)가 회동하면 가동자(1)과 반발자(7)을 각각 흐르는 반발전자력을 발생하는 전류간의 거리가 멀어지고, 상기 전자반발력은 저감한다.

그러나, 반발자(7)와 도체수평부(34)의 거리가 역으로 가까워지므로 반발자 (7)와 도체수평부(34)를 각각 흐르는 전류에 의한 전자흡인력이 증대한다.

따라서, 반발자(7)은 최대개극위치에 도달할때까지 항상 큰 전자개극력을 받고 개극속도가 더욱 고속이 되고 사고전류 피크치가 저감된다.

도 24는 또 차단동작이 진행하고 반발자(7)및 가동자(1)가 최대개극위치에달한 상태를 표시한다.

이 상태에서는 반발자(7)와 도체수평부(34)의 거리가 최소가 되어 있고, 반발자(7)가 도체수평부(34)를 흐르는 전류에 의해 강하게 흡인되고 있다.

따라서, 고속개극한 반발자(7)가 축압공간(27)을 형성하는 절연물(25)에 충돌해서 튀겨진 접점간거리(다시 말하면 아크길이)가 작아지는 현상을 최소한으로 억제하는 동시에, 전류차단 직전까지 반발자(7)를 접압스프링의 힘에 반해서 최대개극위치를 유지할 수가 있고, 차단동작후반에서의 접점간거리를 보다 긴 상태로 유지할 수 있다.

이로써 전압피크 이후도 높은 아크전압을 유지할 수 있고, 차단시간이 대폭적으로 단축시킬 수 있는 동시에, 전류차단시 및 차단후에 접점간의 충분한 절연회복을 확보할 수 있고, 전압이 높은 회로에서도 적용할 수 있는 고성능의 한류차단기가 얻어진다.

또, 본 실시의 형태에서는 도체수평부(34)를 반발자(7)가 회동하는 궤적을 포함하는 면상에 배치하였으나, 가동접점(2)이 반발접점(8)으로부터 개리하는 방향을 상방으로 했을 때 개방상태의 반발암수평부(10)보다 하방에, 또 폐쇄상태의 상기 반발암수평부(10)와 거의 평행하게 도체수평부(34)를 설치하면, 가령 상기 반발암수평부(10)가 상기 궤적을 포함하는 면의 좌우 어느 쪽인가로 어긋난 위치에 있어도 전술한 반발자를 흡인해서 개극속도를 높이는 효과 및 반발자를 최대개극위치로 유지하는 효과가 얻어진다.

실시의 형태 9

다음에 본 발명의 실시의 형태 9를 도면에 따라 설명한다.

도 25는 본 실시의 형태의 주요부를 표시하는 사시도이고, 유지틀(46)의 일부를 잘라내어 표시하고 있다.

본 실시의 형태에서의 도체배치는 실시의 형태 8과 같고, 도체수평부(34)는 반발자(7)가 그리는 궤적을 포함하는 면상에 배치되어 있다.

반발자(7)는 회전축(23)을 통해서 비자성체의 단면 ㄷ자상의 유지틀(46)에 회전자유롭게 유지되어 있다.

또, 반발자(7)에 접압을 부여하는 스프링(21)은 단부가 상기 유지틀(46)에 설치된 스프링거리(22)에 계합되어 있고 반발자(7), 회전축(23), 스프링(21), 유지틀 (46)로 반발자부 유니트를 형성하고 있는 것은 실시의 형태 7과 같다.

이와 같이, 유지틀(46)을 비자성체로 구성하면, 도체수평부(34)를 흐르는 전류가 만드는 반발자(7) 및 가동자(1)의 개극을 촉진하는 자속성분을 차폐하는 일 없이, 큰 전자력이 작용하는 반발자(7)를 확실하게 유지하기 위해 유지틀(46)을 사용하는 경우에도 실시의 형태 8과 같은 고속개극이 얻어지고, 한류성능이 저하하는 일이 없다.

실시의 형태 10

다음 본 발명의 실시의 형태 10을 도면에 대해 설명한다.

도 26은 본 실시의 형태의 주요부를 표시하는 사시도이고, 유지틀(46)의 일부를 잘라서 표시하고 있다.

반발자(7)는 회전축(23)을 통해서, 자성체의 유지틀(46)에 회동이 자유롭게 유지되어 있다.

또, 반발자(7)에 접압을 주는 스프링(21)은 단부가 유지틀(46)에 설치된 스프링거리(22)에 계합되어 있다.

자성체의 유지틀(46)은 실시의 형태 9와는 다르고, 반발자(7)뿐 아니라 도체수평부(34)를 안듯이 배치되어 있다.

이와 같이 반발자(7) 및 도체수평부(34)를 안아드리는 유지틀(46')을 자성체로 구성하면, 도체수평부(34)를 흐르는 전류가 만드는 반발자(7)의 개극을 촉진하는 자속성분을 증대시킬수가 있고 반발자(7)의 개극속도가 향상한다.

실시의 형태 11

다음에, 본 발명의 실시의 형태 11을 도면에 대해 설명한다.

도 27은 본 실시의 형태의 소호유니트를 표시하는 사시도이고, 소호유니트 광체본체(36), 소호유니트 광체뚜껑(37)을 잡고 있듯이 적층된 말발굽형의 코어(50), (51)이 각각 배치되어 있다.

코어(50)는 적어도 소호유니트내의 개방상태의 가동자(1)(도시않음)을 맞잡는 위치에 설치되고, 코어(51)는 적어도 소호유니트내의 개방상태의 반발자(7)(도시않음)을 맞잡는 위치에 설치되고 있다.

이러한 구성을 사용하면, 차단동작시의 가동자(1)의 개극전자력을 코어(50)에서 또 반발자(7)의 개극전자력을 코어(51)에서 각각 강화되고 개극속도가 향상된다.

또, 소호유니트 광체를 외부에서 잡도록 코어(50), (51)을 배치하고 있으므로, 차단시의 광체내압 상승에 의한 광체에 걸리는 힘을 상기 코어에서 받을수가 있고, 광체의 파손을 방지할수 있다.

또, 소호유니트 광체본체(36)와 소호유니트 광체뚜껑(37)과의 접합을 코어 (50), (51)에서 실시할 수 있으므로 나사등의 접합부품을 생략하는 것이 가능해진다.

또, 광체에 의해 코어내면의 절연을 겸할수가 있고 코어에의 아크터치를 방지할 수 있다.

실시의 형태 12

다음에, 본 발명의 실시의 형태 12를 도면에 따라 설명한다.

도 28(a)는 본 실시의 형태의 주요부를 표시하는 부분단면도이고, 도 28(b)는 도 28(a)에 표시한 소호판(31)보다 아래의 부위의 상면도이다.

도 28(a)에서는 과부하전류 차단시의 전류차단직전의 상태를 표시하고 있고, 반발자(7)은 회동하지 않고 가동자(1)뿐이 기구부(41)(도시않음)의 동작에 의해 개극하고 있다.

과부하차단등의 비교적 소전류 차단에서는 축압공간(27)에 압력을 축적할 수 없음으로, 전류차단시에 축압공간(27)에서 통상공간(26)을 통과해 분출하는 기류의 흐름을 형성할 수가 없으며 기류의 흐름에 의한 아크소호작용을 이용할 수 없다.

이 때문에, 과부하전류 차단시에는 아크를 소호판(31)에 접촉시켜서 소호할 필요가 있다.

그러나, 본 발명에서는 통상절연물(25)을 사용해서 고압분위기를 만들어 내고, 아크전압을 올리는 수법을 사용하고 있으므로, 필연적으로 가동자(1)선단부는 단부에 접점(2)이 고착한 봉상형상이 된다.

이 때문에, 가동자측 아크스파트는 가동자선단의 소호판측의 단면에 이동하기 힘들다.

그래서, 본 실시의 형태에서는 말발급형의 소호판(31)의 절결부의 위치 L2를 통상절연물(25)에 둘러싸인 공간(26)의 가동자 회전중심(도시하지 않음)과 반대측의 단면의 위치 L1에서 가동자회전 중심측에 설치되어 있다.

단, 상기 절결부의 위치 L2가 도면중에 1점쇄선으로 표시하는 가동자(1)선단부가 그리는 궤적과 교차되면 소호판(31)이 가동자(1)의 회동을 방해하므로, 상기 절결부의 위치 L2는 상기 1점쇄선과 상기 위치 L1사이에 위치하는 필요가 있다.

이와 같이 구성하면, 아크가 소호판(31)에 접촉하기 쉬워지고, 과부하 전류차단에서도 충분한 차단성능이 얻어진다.

또, 도 28(b)에 표시하는 바와 같이 반발자 회전중심과 반대측의 통상절연물 (25)의 부위를 외측에서 둘러싸듯이 말발굽형의 코어(52)를 설치하면, 반발접점(8)근방의 아크가 상기 코어(52)측으로 끌리므로, 일층아크가 소호판(31)에 접촉하기 쉽게된다.

그런데, 가동자측의 아크스파트가 가동자(1)의 소호판(31)측의 단면에 이동하기 힘든 것은 단락차단등의 대전류 차단시에도 같다.

이 때문에, 차단동작 후반이 되어도 아크는 소호판(31)에 접촉하기가 힘들고 소호판(31)의 아크효과를 유효하게 이용할 수 없으므로, 아크의 열에 의해 소호유니트 광체내압이 높아지고 광체깨어짐이 발생하기 쉽다.

따라서, 본 실시의 구성에 의해 아크를 소호판(31)에 접촉이 쉽게하는 데는 단락차단시의 내압상승을 억제하고 깨지는 것을 방지하는 효과도 있다.

실시의 형태 13

다음 본 발명의 실시의 형태 13을 도면에 대해 설명한다.

도 29는 본 실시의 형태에서의 소효유니트 내부를 표시하는 사시도이고, 도 30은 도 29의 발발자(7)의 근방의 도체배치를 표시하는 사시도이다.

도 30중의 화살표는 전류의 흐름을 표시하고 있다.

본 실시의 형태에서는 실시의 형태 7, 실시의 형태 8, 단자부 15에 전로 (53a), (53b), (53c), (53d)및 가온도체(11)를 경유해서 반발자(7)가 접속하고, 가동자(1)는 접동접족자(14)를 경유해서 단자부(16)와 접속된다.

상기 전로(53a), (53b), (53c), (53d) 및 가요도체(11)의 전로(53d)측의 부위는 통상절연물(25)과 일체로 형성된 절연물(54)로 양접전(2), (8)간에 발생하는아크로부터 볼 수 있는 부위를 덮고 있다.

또, 전로(53b), (53c), (53d)에는 반발자(7)의 폭에 거의 같은 폭의 슬리트 (56)을 설치하고 있고, 아크주가 발생해 인장하는 궤적을 포함하는 면의 좌우로 어긋난 위치에 전로를 설치하고 있다.

이런 구성으로 하면, 실시의 형태 8에서 표시한 전자개극력을 발생하는 도체수평부에 상당하는 전로가 없어지고, 실시의 형태 8과 비교하면 개극속도는 저하한다.

그러나, 소로실내의 도체길이를 짧게할 수 있으므로 코스트저감이 가능해지고 도 구조가 간단해지고 조립성이 향상된다.

또 실시의 형태 7, 실시의 형태 8의 도체수평부에 상당하는 소호유니트 내를 횡단하는 도체가 없으므로, 도체간의 절연거리를 확보하기 쉽다.

또, 주로 전로(53b), (53c), (53d)를 흐르는 전류는 접점간에 발생한 아크를 소호판(31)의 반대측으로 되돌리는 힘을 발생한 아크를 소호판(31)의 반대측으로 되돌리는 힘을 발생하고, 아크가 상기 소호판(31)에 접촉하기 힘들게 하나, 본 실시의 형태에서는 슬리트(56)을 설치함으로써 상기 전로(53b), (53c), (53d)의 아크를 되돌리는 작용을 최소한으로 억제하고 있다.

실시의 형태 14

다음에 본 발명의 실시의 형태 14를 도면에 대해 설명한다.

도 31은 본 실시의 형태에서의 소호유니트 내부를 표시하는 사시도이고, 도32는, 도 31의 반발자(7)근방의 도체배치를 표시하는 사시도이다.

도 32중의 화살표는 전류의 흐름을 표시하고 있다.

본 실시의 형태에서는 실시의 형태 7, 실시의 형태 8과 다르고, 단자부(15)에 전로(53a), (53b) 및 가요도체(11)를 경유해서 반발자(17)가 접속되고, 가동자(1)은 접동접촉자(14)를 경유해서 단자부(16)와 접속된다.

상기 전로(53a), (53b) 및 가요도체(11)의 전로(53b)측의 부위는, 통상절연물 (25)과 일체로 형성된 절연물(54)로, 양접점(2), (8)간에 발생하는 아크에서 볼 수 있는 부위를 덮고 있다.

또, 전로(53b)에는 가동자(1)의 회동을 방해하지 않도록 슬리트(56)를 설치하고 있다.

전로(53a), (53b)는 반발자(7)보다 위쪽에 배치된다.

이런 구성으로 하면, 소호실내의 도체길이를 짧게 할 수 있으므로 코스트저감이 가능하고 구조가 간단해지고 조립성이 향상되면, 실시의 형태 7, 실시의 형태 8의 도체수평부에 상당하는 소호유니트내를 횡단하는 도체가 없으므로 도체간의 절연거리를 확보하기 쉬운것은 실시의 형태 13과 같다.

또, 전로(53b)를 흐르는 전류가, 폐쇄상태의 반발암수평부(10)를 흐르는 전류가, 폐쇄상태의 반발암수평부(10)를 흐르는 전류와 반대방향이고, 또 거의 평행이 되므로 반발자(7)의 개극전자력을 실시의 형태(13)보다 향상시킬 수가 있다.

또, 가요도체(11)를 흐르는 상하방향의 전류도 반발자(7)의 전자개극력을 강하게 하는 자속성분을 발생시킨다.

따라서, 반발자(7)의 개극속도가 증대하고 한류성능이 향상된다.

실시의 형태 15

이하, 본 발명의 실시의 형태 15를 도면에 대해 설명한다.

도 33은 실시의 형태 15에 관한 한류장치의 주요부를 표시하는 사시도이고, 내부구성이 알수록 통상절연물(25)과 절연커버(28)의 일부를 절취하고 있으나, 도 34는, 도 33에 표시하는 것의 외관을 표시하는 사시도이다.

도 33에서 1은 가동접점(2)과 가동접점(2)이 고착되어 있는 가동암수직부(3)과 가동암수직부(3)과 거의 직교하는 가동암수평부(4)에 의해 구성되는 대략 L자형의 가동자이다.

이 가동자 1은 고정접점(6)과 고정도체(12)에 의해 구성되는 고정자(5)와 한쌍을 이루고 있고, 가동자(1)는 가동자접합스프링(18)에 의해 고정자(5)방향으로 작동된다.

또, 가동자(1)는 가동자회전축(13)을 중심으로 회전자유롭게 지지되어 있고, 접동접촉자(14) 및 접속도체(17)를 통해서 난자(15)와 전기적으로 접속되어 있다.

한편, 고정자(5)는 통상절연물(25)와 절연커버(28)에 의해 고정접점(6)근방과 단자부(16)와의 접속부 근방을 제외하고는 덮혀있다.

도면중에 표시된 복수의 화살표는 통전시의 전류경로를 표시하고 있고, 가동암수평부(4)의 전류와 고정도체(12)의 전류는 거의 평행하고 반대방향이 되도록 구성되어 있다.

도 33에 표시한 환류장치에서는 단락사고등의 발생에 의해 통과전류가 급격히 증대하면 접점 접촉면에서의 전류집중에 의한 전자반발력 F1과 전술한 가동암수평부 (4)의 전류와 고정도체(12)의 대략 평행이고, 또 반대방향의 전류에 의한 전자반발력 F2에 의해 가동자 접합스프링(18)에 의한 전압에 반해서 접점이 개극하고, 접점에 아크 A가 발생한다.

이 상태를 도 35에 표시한다.

아크의 발생에 따라, 상기 접점접촉면에서의 전류집중에 의한 전자반발력 F1은 소멸하나 가동암수평부(4)의 전류와 고정도체(12)의 거의 평행이고, 또 반대방향의 전류에 의한 전자반발력 F2는 계속해 가동자 1을 개극방향으로 회전시킨다.

또, 도 36에 표시하는 바와 같이, 아크발생에 따라 아크의 열에 의해 통상절연물(25)의 내면에서 대량의 증기가 발생하고, 통상절연물(25)에 둘러싸인 통상공간 (26)에 고압증기가 발생한다.

이 통상공간(26)의 고압의 발생에 의해 가동자(1)는 압력화에 의한 개극력 Fp를 받는다.

이 압력차에 의한 개극력 Fp와 상기 전자력 F2에 의해 가동자(1)가 고속으로 회전하고, 접점이 고속개극한다.

이 고속개극에 의해 아크길이가 고압분위기 중에서 급격히 뻗으므로 아크전압이 급속히 상승하고 사고 전류가 피크치를 말어드린다.

도 35의 상태에서 또 가동자(1)가 회전하고 최대개극위치에 달한 상태를 도 37에 표시한다.

이 상태에서는 이미 전류피크를 초과하고 있고, 충분한 크기의 아크전압을 발생하고 있으므로 사고전류는 0점을 받어들인다.

이때, 가동접점(2)는 통상절연물(25)에 둘러쌓은 좁은 공간외에 있으므로 가동접점(2)근방의 전극금속중기를 통상의 수단(예를 들면, 절연물로부터의 증기류, 슬리트등)으로 쉽게 확산 또는 냉각시킬수가 있고, 전극간의 충분한 절연회복에 의해 전류를 차단하는 것은 쉬운일이다.

또, 가동자(1)가 진동이되고, 통상절연물(25)내면에 접촉되는 일이 없으므로 연면 절연파괴에 의한 재점효가 생기는 일도 없다.

이 최대개구위치 근방에서 가동자(1)을 구속하고 재폐극을 방해하는 수단(예를 들면 래치기구, 링크기구등)을 부가하면 한류성능이 우수한 한류장치를 얻을 수가 있다.

또, 본 실시의 형태에서는 도 147에 표시한 종래예와 다르고 가동자의 개극을 보존하기 위한 여자코일을 설치할 필요가 없으므로 저 인피던스의 한류성능이 우수한 한류성능이 얻어지고, 큰 통전용량이 구해지는 회로에의 적용이 가능하다.

또, 가동자(1)을 회전시켜서 개극하므로 가동접점(2)이 개폐하는 방향의 필요치수는 고정도체(12)의 두께, 고정접점(6)의 두께, 가동자(1)가 이동하는 공간, 가동접점(2)의 두께는 및 가동암수직부(3)의 회가되고 종래의 직동형한류기보다 상기 방향의 필요치수를 작게할 수가 있다.

따라서, 외형치수에 제한이 있는 경우에도, 고압력을 효과적으로 아크전압상승에 연결하는데 필요한 개극거리를 쉽게 확보할 수가 있다.

실시의 형태 16

다음, 본 발명의 실시의 형태 16은 도 38에서 설명한다.

도 38에서는 단자부(15)에 직접고정자(5)가 접속되고, 가동자(1)는 접동접촉자 (14)를 경유해서 단자(16)에 의해 릴레이부와 전기적으로 접속된다.

또, 도 39에 표시하는 고정자(5)는 폐쇄상태의 가동암수평부와 거의 평행하고, 또 반대방향의 전류가 흐르는 전로(86c)를 갖고 있다.

고정자(5)는 통상절연물(25)과 일체로 형성된 절연물(85)에서 고정접전(6)근방을 제외한 적어도 개방상태의 가동접점(2)에서 볼 수 있는 부위는 덮고 있다.

폐쇄상태의 가동암수평부(4)와 거의 평행하고도 반대방향의 전류가 흐르는 전로로서 전로(86c)가 있다.

전로(86b)가 만드는 파장도 가동자(1)의 개극전자력에 기여하다.

이것과는 별도로 소호실내의 도체길이를 짧게할 수 있으므로, 코스트저감이 가능하고 또 구조가 간단해져서 조립성이 향상된다.

실시의 형태 17

본 발명의 실시의 형태 17을 도 40, 41에 표시한다.

본 실시의 형태의 고정자(5)를 표시하는 도면이고, 도 39의 고정자(5)의 상하방향의 전로(86b)의 일부를 수평방향의 전로(86c')와 상하방향의 전로(86d)로 치환하고 있다.

도 41은 폐쇄상태의 가동자(1), 도 40에 표시한 고정자(5), 통상절연물(25)및 통상절연물(25)과 일체로 성형되어 있는 고정자를 덮는 절연물(85)를 표시한 단면도이고 도면중 화살표로 전류방향을 표시하고 있다.

동도면에서 명백한 바와 같이, 도 40의 고정자형상을 사용함으로서 가동암수평부(4)와 고정자(1)의 전로(86c')이 대폭적으로 가까워져 사고전류차단시의 전자개극력이 도 39에 표시하는 실시의 형태 16보다 증대한다.

실시의 형태 18

본 발명의 실시의 형태 18을 도 42에 표시한다.

도 42는 통상절연물(25)과 고정자(5)의 고정접점(6)측의 단부와 가동자(1)의 가동접점(2)측 선단부를 표시하는 부분단면도이고, 통상공간(26)을 포위하는 통상절연물(25)의 벽중 가동자회전축과 반대측의 벽높이를 가동회전축측의 벽높이보다 높게 하고 있다.

차단동작시에 접점간에 발생하는 아크에는, 고정도체(12)및 가동암수평부(4)를 흐르는 전류에 의해 가동자회전축과 반대측에 전자구동력이 발생한다.

따라서, 통상공간(26)내에 있는 아크는 상기 가동자회전축과 반대측벽에 의해 강하게 접촉된다.

또, 가동자(1)를 고속개극하기 위해서는 가동자(1)의 관성모멘트를 작게한쪽이 유리하나, 통상절연물(25)의 통높이에 의해 결정되는 가동암수직부(3)가 길어지면 가동자 관성모멘트는 증가한다.

그래서, 도 42에 표시하는 바와 같이 가동자회전축과 반대측의 벽높이를 가동자회전축측의 벽높이 보다 높게 함으로써, 가동암수직부(3)의 길이를 짧게해서 관성모멘트를 저감하고 또, 충분한 통상절연물 증기를 발생시켜 충분한 고압분위기를 만들수가 있고 한류성능이 보다 향상된다.

실시의 형태 19

도 43에 본 발명의 실시의 형태 19에 표시한다. 동도면에서는 폐쇄상태의 거의 L자 상태의 가동자(1)과, 가동암수평부(4)와 대향하는 고정도체(12)의 부위 (12a)가 가동암수평부(4)에 근접하도록 구부려진 고정자(5)가 표시되어 있다.

이와 같이, 고정도체(12)측을 가동암에 근접시킴으로써, 전자반발력을 강화할수가 있다.

또 본 실시의 형태에서는 가동자(1)이 거의 L자상태대로 이므로 가동자의 관성모멘트가 커지는 일은 없고 고속개극이 가능해진다.

실시의 형태 20

본 발명의 실시의 형태 20을 도 4에 표시한다.

도 44는, 소호실 유니트내의 구성을 표시하는 부분단면 사시도이고, 5는 고정자, 25는 통상절연물, 88은 자속치폐판, 89는 후술하는 가동자(1)의 좌우에 설치한 코어이다.

우선, 본 실시의 형태의 특징의 하나인 고정자 형상에 대해 설명한다.

도 45는 도 44의 고정자 형상을 표시하는 부분단면도이고, 전로는 단자부(15), 전로(86f), (86e), (86c'), (86d), (86c), 고정접점(6)의 순으로 구성되어 있다.

이 고정자(5)에는 전로(86e), (86f)의 전류가 만드는 가동자의 개극을 방해하는 자장성분을 작게하기 위해, 슬리트(87)를 설치해서 전로(86e), (86f)를 가동자가 회전하는 궤적을 포함하는 면에서 좌우로 어긋난 위치에 배치하고 있다.

그러나, 폐쇄상태의 가동암수평부(4)와 거의 평행이고, 반대방향의 전류가 흐르는 전로가 (86c'), (86d), (86c)로 구성되어 있고, 대략 L자형의 가동자의 가동암수평부와, 상기 전로(86c')의 거리가 가까워진다.

따라서, 단락차단 동작시의 가동자에 작용하는 전자반발력이 커져 개극속도가 향상된다.

또, 본 실시의 형태의 고정자향상에서는 고정접점 개극방향(상하방향)성분의 전류가 흐르는 전로(86d)가 설치되어 있다.

이 전로(86d)의 전류의 상하방향성분은, 접점간에 발생한 아크와 역방향이 되고 아크를 단자부(15)측으로 밀어낸다.

따라서, 접점간에 발생한 아크는 통상절연물(25)의 단자부(15)측으로 밀어낸다.

따라서, 접점간에 발생한 아크는 통상절연물(25)의 단자부측 벽면으로 밀어부쳐저 통상절연물 벽면에서의 증기에 의한 아크냉각작용이 향상된다.

그런데, 도 45에는 고정자(5)외에 일부단면을 뺀 자속차폐판(88)과 전로 (86e)의 상부에 설치된 한쌍의 코어(89)의 한쪽을 표시하고 있다.

자속차폐판(88)및 코어(89)는 철등의 자성체로 구성되어 있고, 통상절연물 (25)과 일체로 형성된 절연물등에 의해 접점간에 발생하는 아크에 직접 접촉하지 않도록 배치되어 있다.

자속차폐판(88)은 주로 전로(86f)를 흐르는 전류가 발생하는 자속(가동자의 개극을 방해하고, 도 아크를 가동자회전축측으로 되돌리는 작용을 한다)을 차폐하는 역할을 하고 있다.

한편 코어(89)는 전로(86c'), (86d), (86c)의 전류가 만드는 가동자를 개극시키는 자장성분을 강화하는 동시에 전로(86e)를 흐르는 전류가 만드는 가동자의 개극을 방해하는 자속을 차폐하는 역할을 하고 있다.

자속차폐판(88)및 코어(89)와 같이, 어느 전로의 급격히 증대하는 사고전류가 발생하는 자속을 차폐하는 경우, 자성체중을 흐르는 와전류는 자속의 침입을 저지하는 방향으로 작용하므로 자성체의 도전율은 커도 된다.

따라서, 자기저항을 감소시켜 전자력을 증대시키기 위해 사용되는 코어와 같이 적층하거나 고가의 절연체의 코어를 사용하지 않아도 값싼 철판에서 자속차폐판 (88) 및 코어(89)를 구성해도 가동자에 작용하는 전자개극력을 크게 개선할 수 있는 이점이 있다.

도 46에 표시하는 코어(89)는, 도 45에 표시한 코어(89)의 변형예이고, 가동자의 좌우에 설치한 한쌍의 코어를 가동자가 개극하는 방향측의 단부에서 연결한 대략 U자상을 하고 있고 전자개극력을 상화시키는 효과가 높아진다.

도 47에 표시하는 (89")는 자속차폐판(88)과 코어(89)를 일체화한 변형예이고, 코어(89)의 단자부(15)측 단부가 전로(86f)에 근접하도록 구성되어 있고, 상기 단부에 전로(86f)의 전류에 의한 자속이 흡수된다.

실시의 형태 21

본 발명의 실시의 형태 21을 도 48에 표시한다.

도 48은 본 실시의 형태의 고정자(5)와 한쌍의 코어(89")의 한쪽을 표시하는 사시도이고, 고정접점(6)의 좌우에 설치되어 있는 전로(86e)의 한쪽을 절결하고 있다.

기타의 부품에 대해서는 도시하지 않았으나, 기본적으로 도 44와 같은 구성이다.

도 48의 고정자형상은 도 45에 표시한 것과 비교해서 전로(86e)의 배치가 다르고, 전로(86)보다 위쪽에 설치되어 있고 전로(86e)의 배치가 다르고, 전로(86)보다 위쪽에 설치되어 있고 전로(86e)의 중심선은 접점접촉면보다 위쪽에 위치하고 있다.

이러한 구성에서는 전로(86c')가 폐쇄상태의 가동암수평부와 근접해 전자개극력이 강화되면, 전로(86d)의 전류에 의해 아크가 통상절연물의 단자부(15)측의 벽면에 빌어부처져 아크냉각효과가 향상하는 것은 실시의 형태 20과 같으나, 전로 86e가 접점접촉면보다 상방에 위치함으로써 전로(86e)의 전류에 의한 전자구동력에 의해 고정접점측의 아크스파트가 상기 벽면측으로 이동하기 쉽게 된다.

또, 전로(86e)를 상방에 배치함으로써 가동자의 개극을 방지하고, 또 아크를가동자회전축 측으로 밀어되돌리는 작용을 하는 전로(86f)가 필연적으로 짧아지므로 가동자개극속도의 향상 및 아크를 상기 벽면에 밀어부치는 작용이 향상된다.

실시의 형태 22

도 49는 본 발명의 실시의 형태 22에 관한 3극 한류장치를 표시하는 사시도이고, 내부구성이 아는 바와 같이 광체(36)의 일부를 절취해서 표시하고 있다.

이 3극 한류장치는 회로차단기와 직렬접속해서 사용함으로써 3극 한류차단기를 구성할 수가 있다.

도 50은 도 49의 3극 한류장치의 폐쇄상태의 1극분의 도체구성과 통상절연물 (25)및 절연커버(28)를 표시하는 사시도이고, 통상절연물(25)및 절연커버(28)는 도전부를 구성하는 부분의 형상이 알 수 있도록 입부를 절취해서 표시하고 있다.

도 49에서는 1은 가동자 25는 폐쇄시의 접점상을 둘러싸는 통상절연물, 28은 고정자를 덮는 절연커버, 14는 접동접촉자, 18은 접점쌍에 접촉압을 주는 작동수단 가동자 접압스프링, 19는 스프링장치, 13은 가동자 1의 회전축, 17은 접속도체, 15a, 15b, 15c, 16a는 단자부, 31은 소호판, 38은 배기구, 36은 절연물 광체이다.

도 50에서 1은 가동접점(2)와 이 가동접점(2)이 고착되어 있는 가동암수직부 (3), 이 가동암수직부(3)과 거의 직교하는 가동암수평부(4)에 의해 구성되는 대략 L자상의 가동자이다.

이 가동자(1)은, 고정접점(6)과 고정도체(12)에 의해 구성되는 고정자(5)와 1쌍의 접촉자 쌍을 이루고 있고, 가동자(1)은 접촉압을 부여하는 작동수단인 가동자 접압스프링(18)에 의해 고정자(5)에 대해 작동되고 있다.

가동자(1)은 가동자회전축(13)을 중심으로 회전자유롭게 지지되어 있고, 접동접촉자(14)및 접속도체(17)를 통해서 단자부(15a)와 전기적으로 접속되어 있다.

한편, 고정자(5)는 통상절연물(25)과 절연커버(28)에 의해 고정접점(6)근방과 단자부(16a)와의 접속부 근방을 제외하고 덮혀있다.

도중에 표시한 복수의 화살표는 통전시의 전류경로를 표시하고 있고, 가동암수평부(4)의 전류와 고정도체(12)의 전류는, 대략 평행이고 반대방향으로 흐른다.

폐쇄상태의 접촉자쌍은 단지부(15a), (16a)를 연결하는 선에 대략 직교하도록 배치되어 있다.

도 49, 도 50에 표시한 한류장치에서는, 단락사고등의 발생에 의해 통과전류가 급격히 증대하면 접점 접촉면에서의 전류집중에 의한 전자반발력 F1과, 전술한 가동암수평부(4)의 전류와 고정도체(12)의 전류에 의한 전자반발력 F2에 의해, 가동자 접압스프링(18)에 의한 작동력에 반해서 접점이 개극하고, 접점간에 아크 A가 발생한다.

이 상태의 접점쌍근방의 모양을 도 51에 표시한다.

아크의 발생에 따라, 상기 접점접촉면에서의 전류집중에 의한 전자반발력 F1은 소멸하나, 가동암수평부(4)의 전류와 고정도체(12)의 전류에 의한 전자반발력 F2는 계속해 가동자 (1)를 개극방향으로 회동시킨다.

또, 도 51에 표시하는 바와 같이 아크발생에 따라 아크의 열에 의해 통상절연물(25)의 내면에서 대량의 증기가 발생하고, 통상절연물(25)에 포위된 통상공간(26)에 고압분위기가 발생한다.

이 통상공간(26)의 고압발생에 의해 가동자(1)은 압력차에 의한 개극력 Fp를 받는다.

이 압력차에 의한 개극력 Fp와 상기 전자력 F2에 의해 가동자(1)가 고속으로 회동하고 접점이 고속개극한다.

이 고속개극에 의해 아크길이가 고압분위기 중에서 급격히 뻗으므로 아크전압이 급속하게 상승하고 사고전류가 피크치를 맞게 된다.

그런데, 실시의 형태에서는 가동자개극 직후에 아크분위기압을 고압으로하기 위해 고정접점(6)을 둘러싸듯이 통상절연물(25)을 배치하고 있다.

접점간에 발생하는 아크의 열에 의해 고정접점 근방에 배치한 절연물로부터 대량의 증기를 발생시키는 배치는 예를 들면, 일본국 특개평 7-22061호 공보의 도 16, 도 17에 표시되어 있다.

그러나, 이 선행예에서는 고정접점근방에 배치되는 절연물은 폐쇄상태의 가동자를 좌우에서 잡는 형상을 하고 있고, 절연물에서 발생한 증기는 즉시에 폐쇄상태의 가동자 선단측 및 가동자회동중심측으로 흘러나와, 아크분위기를 충분히 고압으로 할 수는 없다. 아크전압을 급격히 상승시키는데는 개극초기의 아크를 고정접점과 가동접점과 통상절연물에 둘러싸인 통상공간에 매립할 필요가 있고, 아크전압상승속도향상의 대폭적인 향상에는 고정접점을 둘러싼 절연물형상을 통상으로 하는것이 불가결하다.

도 51의 상태에서 다시 가동차(1)이 회동하고, 최대개극위치에 달한 상태를도 52에 표시한다. 이 상태에서는 통상공간(26)외에 위치해 있고, 충분한 크기의 아크전압을 발생하고 있다. 또 도 52중에 화살표로 표시하는 바와같이 통상공간(26)에서 아크기둥의 축방향에 따른 절연물 증기의 흐름(백색으로 칠한 화살표로 표시)이 아크의 열을 빼앗아 아크를 냉각하므로, 아크저항이 보다 높아지고 사고전류는 급속히 0점을 향한다. 따라서 한류성능의 지표의 하나인 통과에너지를 보다 적게 할 수 있다.

또, 49에 표시하는 바와같이 가동자 개극방향측(통상절연물(25))의 개구부측)의 광체벽에 배기구(38)를 설치함으로써, 도 52중에 백색칠한 화살표로 표시한 절연물증기의 흐름을 빠르게 할 수 있고, 가동접점 2근방의 전극금속증기를 쉽게 불어날릴 수 가 있다. 이로써 전극간에 전류를 차단하는데 충분한 절연회복을 발생시키는것도 가능하고 차단능력이 낮은 회로차단기를 직렬접속해서 사용해도 확실하게 전류를 차단시킬 수 있는 신뢰성이 높은 한류장치를 얻을 수가 있다.

또, 상술한 바와같이 전류피크후의 차단동작 후반에서 가동접점(2)를 통상공간(26)외로 이동시킴으로써 아크전압의 상승에 효과적으로 연결되지 않는 통상절연물(25)로부터의 증기발생을 제안하고, 내압이 필요이상 증대하는 것을 방지할 수 있다.

그래서, 본 실시의 형태에서는 한쌍의 접촉자에서 높은 한류성능이 얻어지므로, 낮은 인피던스의 한류성능이 우수한 한류장치가 얻어지고, 큰 동전용량에 구해지는 회보에의 적용이 쉬워진다.

또 본 실시의 형태에서는 높은 한류성능을 얻는데 한쌍의 접촉만 사용함으로, 광체측벽의 두께를 두껍게 할 수 있고 값싼 재료로 광체를 만들 수 가 있다. 그러나 역으로 본 실시의 형태에 의하면 아크에 의한 광체내의 상승이 억제되고 있으므로 광체벽의 두께를 얇게해서 2조의 접점쌍을 직렬로 접속한 도체배치를 사용하는것도 가능해지고 이경우, 한류동작시에 통상공간내에서 2개의 직렬아크가 발생해 보다 한류성능이 향상된다.

실시의 형태 23

다음, 본 발명의 실시의 형태 23을 도 53을 통해 설명한다.

도 53은 본 실시의형태에 관한 한류장치의 내부구조를 표시하는 단면도이고, 스프링등은 도시를 생략하고 있다.

본 실시의 형태가 도 49에 표시한 실시의 형태와 다른것은 단자부(15),(16)이 광체(36)의 부착면(저부)(91)에서 (H´)만큼 높은 위치에 설치되어 있는 점이다. 이때문에, 본 실시의 형태에서는 가동자(1)의 암과 고정자(5)와의 평행배치전로부분을 확보하고 또 단자부(15),(16)의 접속을 하기 위해, 고정도체(12)의 하부를 U자상으로 구부려서 단자부(16)에 접속하는 동시에 가동자(1)은 가요도체(11)을 사용해서 이를 거의 U자상으로 구부려서 단자부(15)에 접속되어있다.

그래서, 한류장치를 회로차단기에 직접 연접하는 경우, 한류장치와, 회로차단기의 단자부가 직접 계합하도록 한류장치의 단자부를 부착면보다 H´만큼 높은 위치에 설치할 필요가 있다.

또 배전반에의 수납성을 고려하면, 한류장치의 높이 H는 회로차단기 높이와동등 또는 낮은 편이 좋은것은 분명하다.

이러한 외형의 제한하에 폐쇄상태의 가동자(1)과 고정자(5)에 고속개극에 필요한 거의 평행이고 반대방향의 전로(이하, 반발전로라 함)를 충분한 길이 설치하기 위해서는 도 53에 표시하는 바와같이, 고정도체(12)를 거의 U자 형으로 해서 고정자측의 전로를 부착면(91)측에서 되돌리는 동시에 가동자회전축(13)을 단자부 (15),(16)의 높이보다 부착면(91)측이 낮은 위치에 설치할 필요가 있다.

상기와 같은 구성을 사용하면, 상술한 바와같은 외형의 제한이 있는 경우에도, 한류성능을 얻기위해 필요한 반발전로장을 얻을 수 가 있다. 그러나, 도 53중, 백색으로 칠한 화살표를 표시하는 전류성분이 발생하는 자계가 가동자의 고속개극을 방해하도록 작용하므로, 실시의 형태 22와 같은 반발전노장의 경우, 실시의 형태22보다 개극속도가 저하한다. 그래서, 상기 높이 H및 단자부 높이 H´의 제한하에서 실시의 형태 22보다 가동자의 개극속도를 더욱 높인것이 다음의 실시의 형태 24이다.

실시의 형태 24

본 발명의 실시의 형태 24를 도 54에 표시한다. 도 54는 본 실시의 형태의 한류장치의 내부구성을 표시하는 단면도이고, 스프링등은 도시를 생략하고 있다. 본 실시의 형태에서는 실시의 형태 23과 달라, 가동자(1)을 가요도체(11)에서 먼쪽, 극 고정자(5)의 배후에 설치된 단자부(16)에, 또 고정자(5)는 고정도체 (12)를 연장해서 먼쪽, 즉 가동자(1)의 배후에 설치된 단자부(15)에 각각 전기적으로 접속되어 있다. 고정접점(6)과 단자부(15)를 전기적으로 접속하는 고정도체 (12)는 전로(12a),(12b),(12c)로 구성되어있다. 12a는 반발전로를 형성하는 전로, 12b는 일단이 전로(12a)에 접속되고 폐쇄상태의 가동자(1)의 가동암과 직교해서 가동자 1의 하방에 배치되는 전로, 12c는 전로(12b)의 타단과 단자부(15)를 연결하는 전로이다.

여기서 페쇄상태의 접촉자쌍의 반발전로부는, 단자부(15), (16)을 연결하는 선에 거의 직교하도록 배치되어있고, 가동자 선단부에 대향하는 위치에 복수의 말발굽형의 소호판(31)이 설치되어있다. 또 고정자(5)의 고정접점(6)에 고착되어있는 단부측의 고정도체는 상방으로 연장되어있고 연장된 도체(92)에 절연물 커버(28a)로 부터 소호판(31)측으로 노출하는 아크런너(79)가 설치되어있다.

상기와 같은 전도배치에서는 폐쇄상태에서 고정도체(12)물 흐르는 전류가 만드는 모든 자계가 가동자(1)을 개극시키는 방향으로 작용하므로, 단락차단시에는 가동자(1)이 보다 고속개극한다. 따라서, 상기 전로구성을 고압분위기를 발생시키는 수단인 통상절연물(25)과 병용함으로써 아크전압의 상승을 대폭적으로 개선할 수 있고 한류성능이 한층 향상된다.

한편, 본 실시의 형태에서는 단락 차단시에 통상절연을 (25)내에서 아크를 발생시키기 위해, 고정접점(6)측의 아크스파트가 통상 절연물(25)의 내경에서 제한되어 전류밀도가 상승한다. 이로써 고정접점(6)의 손모가 커지는 경우가 있고 가능한 한류동작회수가 제한된다. 본 실시의 형태에서는 전술한 바와같이 고정접점(6)의 상방에 아크 A가 전류하는 아크런너(79)가 설치되어 있고, 가동자(1)가회동해서 가동접점(2)가 통상공가(26)외로 이동한 한류동작 후반에서 가동접점(2)측의 아크분출방향을 고정접점(6)에서 소호판(31)측으로 방향을 변경하나, 또 아크고정도체(12a),(12b),(12c) 및 가동자(1)을 흐르는 전류에 의해 소호판(31)방향으로 전자력을 받는다. 이들의 아크구동력에 의해 고정자(6)측의 아크스파트는, 고정접점(6)에서 아크런너(79)로 이동한다. 따라서, 고정접점(6)및 통상절연물(25)의 소모가 억제되고, 반복해 사용가능한 내구성이 우수한 한류장치가 얻어진다.

또 도 55에 표시한 바와같이, 아크가 아크런너(79)에 전류함으로써 아크가 소호판(31)의 증발 밤열에 의해 탈취되고 아크온도가 저하하므로, 차단동작후반의 광체내압 상승을 저감시킬 수 있다.

일반적으로 배선용 차단기에서 사용되는 몰드재의 충격응력에 대한 기계강도는, 정적응력에 대한 기계강도보다 크다.

따라서, 차단동작 후반에서의 광체내압의 저하는 몰드재로 제작된 광체의 깨어짐을 방지하는 효과가 있다.

전술한 바와같이, 아크런너(79)에 고정접점(6)측의 아크스파트를 전류시킴으로써, 고정접점(6)의 소모를 저감할 수 있으나, 아크런너(79)에 아크가 전류한 순간에 고정접점(6)근방의 아크가 통상공간(26)외로 이동하고, 통상공간(26)의 고압분위기로 높혀져있던 아크전압이 저하한다. 이 아크전압의 저하가 전류피크이전에 생기면, 전류피크가 대폭적으로 증대하고 한류성능이 대폭적으로 저하한다.

또, 가령 상기 아크전압의 저하가 전류피크이후에 생겨도, 한류동작후반의 전류의 감속속도가 저하해서 차단시간이 길어져, 통과에너지가 커지는 경우가 있다. 이러한 문제를 해결한 것이 다음의 실시의 형태 25이다.

실시의 형태 25

본 발명의 실시의 형태 25를 도 56에 표시한다.

도 56에 표시하는 실시의 형태 25에서는, 아크런너(79)의 주위의 절연커버 (28b)를 통상으로 해서, 아크런너 통상공간(26a)을 형성하고 있다. 이렇게 하면, 가동자(1)이 회동해서 가동접점(2)가 통상공간(26)에서 나와도 바로는 고정접점측 아크스파트가 아크런너(79)에로 전류하지 않고, 통상공간(26)내에서의 고압분위기를 이용한 아크전압상승을 유효하게 이용할 수 있고, 전류피크를 작게 누를 수 가 있다. 또 아크가 아크런너(79)에 전류한 후에도 아크런너(79)가 통상의 절연커버 (28b)로 둘러싸인 아크런너 통상공간(26)내에 있이므로, 아크전압이 저하하는 일 없이 차단시간을 단축할 수 있고, 통과에너지의 저감에 연결된다.

실시의 형태 26

본 발명에서는 예를들면 도 50에 표시하는 바와같이 통상절연물(25)내에서 개극초기에 아크를 발생시키기 위해 가동자(1)의 선단부는 거의 L자형의 형상으로 되어있다. 이때문에 가동자(1)측의 아크스파트는 가동접점(2)에서 가동자(1)의 소호판측의 단면으로 이동하기 힘들므로 차단동작후반이되어도 가동자측 아크분출방향이 소호판방향으로 향하지 않고 아크가 소호판(31)에 접촉되기 힘들다. 따라서 소호판(31)의 아크냉각효과를 유효하게 이용못하고 한류동작후반에서 아크전압상승에 연결되지 않는 불필요한 관체내압 상승을 초래하는 일이 있다.

여기서 본 실시의 형태 26에서는 도 57에 표시한 바와같이 일단이 접속도체 (17)에 전기적으로 접속되고 타단이 소호판(31)측으로 뻗는다. 가동자(1)과 거의 같은 전위의 전류전극(75)을 가동자(1)의 배후에 설치하고 가동접점(2)측의 아크스파트가 전류전극(75)에 전류해서 소호판(31)방향으로 이동하도록 구성하고 있다. 또 상술한 실시의 형태와 같이 고정자(5)측도 아크스파트가 아크런너에 의해 소호판(31)에 의해 확실하게 분단 냉각된다. 따라서 한류동작후반에서의 불필요한 광체내압상승을 방지할 수 있다.

실시의 형태 27

전술한 바와같이 본 발명에서는, 가동자 선단부는 거의 L자 형의 형상이 되어 있으므로, 가동자(1)측의 아크스파트는 가동자(1)의 소호판측의 단면으로 이동하기 힘들다.

따라서, 가동자측의 아크스파트근방의 전류는, 가동접점(2)에 집중하고 가동접점(2)의 소모가 크게 되기 쉽다.

그래서, 본 실시의 형태에서는 도 58에 표시한 바와같이, 전류전극(75a)에 개방상태의 가동자(1)의 선단부가 들어가는 슬리트(94)를 설치하고 도 56에 표시하는 봉상전류전극(75)과 비교해서, 가동접점측 아크스파트를 한류동작중의 비교적 빠른 시기에 확실하게 전류전극(75a)에 전류시키는 구성으로 하고 있다.

전류전극(75a)에 전류한 아크는 소호판(31)의 흡인작용과 고정자(5)및 전류전극(75a)를 흐르는 전류에 의한 전류전극(75a)선단부에 구동되어서 아크길이가 급속히 신장해, 아크전압이 상승된다. 이와같이 비교적 빠른 시점에서의 가동자(1)에서 전류전극(75a)에서 전류에 의해, 가동접점(2)의 소모는 실시의 형태 25의 것보다 대폭적으로 저감할 수 있고, 한류장치의 내구성이 향상된다.

실시의 형태 28

이하, 본 발명의 실시의 형태 28을 도면을 따라 설명한다.

도 59는 실시의 형태 28에 관한 폐쇄상태의 회로차단기의 주소부를 표시하는 사시도이고, 내부구성이 알 수 있듯이 통상절연물(108)과 절연커버(109)에 일부를 절취하고 있다. 또 60은, 도 59에 표시하는 것의 외관을 표시하는 사시도이다. 도 59에서 101은 가동접점(102)와 가동접점(102)이 고착되어있는 가동암수직부(103)와 가동암수직부(103)과 거의 직교하는 가동암수평부(104)로 구성되는 대략 L자상태의 가동자이다. 이 가동자(101)는, 고정접점(106)과 고정도체(107)에 의해 구성되는 고정자(105)와 한쌍을 이루고 있고, 가동자(101)은 스프링(111)에 의해 고정자(105)방향으로 작동되고 있다. 또 가동자(101)는 가동자회전축(113)을 중심으로 회전이 자유롭게 지지되어 있고 접동접촉자(110)및 접속도체(114)를 통해서 단자(115)와 전기적으로 접속되어있다. 한편 고정자(105)는 통상절연물(108)과 절연커버(109)에 의해 고정접점(106)근방과 단자부(116)의 접속부 근방을 제외하고 덮혀져 있다. 도면중에 표시된 복수의 화살표는, 통전시의 전류경로를 표시하고 있고, 가동암 수평부(104)의 전류와 고정도체(107)의 전류는 거의 평행하고반대방향이 되도록 구성되어있다.

여기서, 선술한 실시의 형태1의 설명문중에서 도2, 도3 및 도 4를 사용해서 표시한 대로, 아크식 한류기능을 갖는 회로차단기내에서 한류차단시에 발생하는 비교적 단갭의 대전류아크의 고압력하에서의 아크전압 상승조건에 대해 설명한다. 도 61에 표시한 실험장치에서 수 cm이하의 단갭 대전류아크의 분위기압 P를 변화시켜서 아크전압변화를 측정한 결과를 도 4의 그래프에 표시한다. 도 61의 실험장치에서는 환불장의 전극(400)을 대향시켜서 아크를 발생시키고 있으므로 전극간 거리는 아크길이 L과 같아진다. 또 62(a)에서 분명하듯이, 아크전류치가 비교적 작은 경우, 아크분위기압 P가 높아지면 아크전압은 거의 아크길이 L에서 높아진다. 한편, 도 62(b)에 표시한 바와같이 아크전류치가 큰 경우 아크분위가압 P가 높아져도 아크전압은 아크길이 L가 비교적 긴 경우를 제외하고는 거의 변화하지 않는다.

도 62에 표시한, 분위기압, P가 높은 경우의 아크전압 V(P=높음)과 분위기압 P가 낮은 경우의 아크전압 V(P=낮음)과의 비 R를 취하고 그래프화하면 263에 표시하는 바와같게 된다. 도 63에서 분명하듯이, 아크전류치가 비교적 작은 경우의 아크전압상승율 R는 아크길이가 길수록 높다.

한편, 아크전류치가 비교적 큰 경우의 아크전압상승율 R는, 아크길이가 어느값 이상이 되지 않으면 거의 증가하지 않는것을 알게된다. 이상에서 단갭대전류 아크에서 아크분위기압을 올림으로써 아크전압을 효과적으로 올리기 위한 조건이라는 것은 (a)아크전류가 비교적 작다. (b)아크길이가 길다라는 2개를 동시에 만족하는 것이다.

단락등의 사고가 발생한 경우, 사고 발생직후로부터 회로전류는 급격히 증대한다. 따라서, 상기 2개의 조건을 만족시켜 높은 분위기압으로 아크전압을 올려서 사고전류를 한류하는데는 (1)적어도 아크발생직후(사고발생직후)에 고압분위기를 만든다. (2)아크전류가 비교적 작을때(사고발생직후)에 아크길이를 길게할 필요가 있다. 사고전류가 증대한 후에는 분위기압을 올려도 별로 한류성능은 향상되지 않는다. 또 사고전류가 증대한 후의 고압분위기는, 한류성 향상에 별로 기여하지 않을 뿐아니라, 광체등의 파손의 원인이 된다.

도 59에 표시한 회로차단기에서는 단락사고등의 발생에 의해 통과전류가 급격히 증대하면, 접점접촉면에서의 전류집중에의한 전자반발력 F1와 전술한 가동암 수평부(104)의 전류와 고정도체(7)의 거의 평행하고 반대방향의 전류에 의한 전자반발력 F2에 의해 스프링(111)에 의한 접압에 반해서 접점이 개극하고, 접점간에 아크 A가 발생한다. 이 상태를 도 64에 표시한다. 아크의 발생에 따라 상기 접점 접촉면에서의 전류집중에 의한 전자반발력 F은 소멸하나, 가동암 수평부(104)의 전류와 고정도체(107)의 대략 평행하고 반대방향의 전류에 의한 전자반발력 F2는 계속해 가동자(101)를 개극방향으로 회전시킨다.

또, 도 65에 표시하는 바와같이 아크발생에 따라 아크의 열에 의해 통상절연물(108)의 내면에서 대량의 증기가 발생하고 통상절연물(8)에 둘러싸인 통상공간(118)에 고압분위기가 발생한다. 이 통상공간(118)의 고압발생에 의해, 가동자(101)은 압력차에 의한 개극력 Fp를 받는다. 이 압력차에 의한 개극력 Fp와 상기 전자력 F2에 의해 가동자(101)가 고속으로 회전하고 접점이 고속개극한다. 이 고속개극에 의해 아크길이가 고압분위기중에서 급격히 신장하므로 아크전압이 급속히 상승하는 사고전류가 피크치를 맞는다.

상기와 같이 본 실시의 형태에서는, 통상절연물(108)을 사용한 고압분위기와 고속개극수단을 병용하고 있으나 우수한 환류성능을 얻기 위해서는 상기 병용이 불가결하다.

도 66에는 (a)고속개극수단을 사용하지 않는 경우와 (b)고속개극 수단을 사용한 경우의 통상절연물(108)의 효과를 표시하고 있다. 동도면에서, ts는 사고 발생시각, t0는 접점개극시각, V0는 접점간의 전극강화전압, 파선은 전원전압파형이다. 도 66(a)는 고속개극수단을 사용하지 않는 경우이고 아크전압이 전원전압에 따라간 시각 t1(통상절연물있을때), t2(통상절연물없을때)에 전류피크 Ip1, Ip2를 각각 맞이한다. 고속개극수단을 사용하지 않을때 사고전류의 상승에 비해 아크길이의 상승이 늦이므로, 통상절연물(108)에서 고압분위기를 만들어내도 아크길이가 짧고 아크전압이 상승하는 상기 조건을 충족하기가 곤란하다.

따라서, 도 66(a)에서는 통상절연물(8)을 사용해서 전류피크 Ip의 개선의 정도 △Ip=Ip2-Ip1은 작다. 한편 도 66(b)에 표시한 고속개극수단을 사용한 경우에는 사고전류가 커지기 전에 아크길이가 충분히 길어지므로, 고압분위기에서 아크전압이 상승하는 상기 조건을 만족할 수 가 있다. 아크전압이 전원전압에 따라 갔을때의 시각 t1′(통상절연물있을때), t2′(통상절연물없을때)의 전류피크 Ip를 각각 Ip1′, Ip2′라고 하면 전류피크 Ip의 개선의 정도 △Ip′= Ip2′-Ip1′는 고속개극수단을 사용하지 않았을때의 전류피크 Ip의 개선의 정도 △Ip보다 극적으로 큰것을 알 수 있다.

그래서 본 발명에서는, 가동자 1의 개극직후에 아크분위기압을 고압으로 하기 위해 고정접점(105)을 둘러싼듯이 통상절연물(108)을 배치하고 있다. 접점간에 발생하는 아크의 열에 의해 고정접점근방에 배치한 절연물에서의 대량의 증기를 발생시키는 배치는, 예를들면 일본국 특개평 7-22061호 공보의 도 16, 도 17에 표시되어있다. 그러나, 전술한 선행예에서는, 고정접점근방에 배치되는 절연물은 폐쇄상태의 가동자를 좌우에서 집듯이하고 있는 대략 ㄷ자상의 형상을 하고 있고 절연물에서 발생한 증기는 주시 폐쇄상태의 가동자선단측 및 가동자회전중심측으로 흐르기 시작해, 아크분위기를 충분히 고압으로 할수 는 없다. 아크전압을 급격히 상승하는데는, 개극초기의 아크를 고정접점과 가동접점과 통상 절연물로 둘러싼 공간에 잡아넣을 필요가 있고, 아크전압 상승속도 향상의 대폭적인 향상에는 고정접점을 둘러싼 절연물형상을 통상으로하는것이 불가결한 것이다.

도 64의 상태에서 다시 가동자(101)가 회전하고 최대개극위치에 달한 상태를 도 67에 표시한다.

이 상태에서는 이미 전류피크를 초과해 있고 충분한 크기의 아크전압을 발생하고 있으므로, 사고전류는 0점을 맞이한다. 이때, 가동접점(102)는 통상절연물 (108)에 둘러싸인 좁은 공간밖에 있으므로, 가동접점(102)근방의 전극 금속, 증기를 통상의 수단(예를들면, 절연물로부터의 증기류, 그릿 등)에서 쉽게 확산 또는 냉각시킬 수 가 있고, 전극간의 충분한 절연회복에 의해 전류를 차단하는것은 용이하다. 또 가동자(101)가 흔들려도 통상절연물(180)내면에 접촉되는 일이 없으므로, 면면절연파괴에 의한 재점호가 생기는 일도 없다.

이 최대개극 위치 근방에서 가동자(101)를 구속하고 재폐극을 방지하는 수단(예를들면, 재치기구, 링크기구)를 부가하면, 한류성능이 우수한 회로차단기를 얻을 수가 있다.

또, 본 실시의 형태에서는 도 147및 도 148에 표시한 종래예와 달리 가동자의 개극을 보조하기 위한 여자코일을 설치할 필요가 없으므로 저인피던스의 한류성능이 우수한 한류성능이 얻어지고 큰 통전용량이 구해지는 회로에의 적용이 가능하다.

또, 가동자(101)를 회전시켜서 개극하기 위해, 가동접점(102)이 개폐하는 방향의 필요치수는, 고정도체(107)의 두께, 고정접점(106)의 두께 가동자(101)가 이동하는 공간, 가동접점(102)의 두께 및 가동암 수직부(103)의 화가되고, 증개의 직동형 한류기보다 상기 방향의 필요치수를 작게할 수 가 있다. 따라서 외형치수에 제한이 있는 경우에도 고압력을 효과적으로 아크전압상승으로 결부시키는데 필요한 개극지리를 쉽게 확보할 수 가 있다.

실시의 형태 29

본 발명의 형태29를 도 68에 표시한다. 도 68은, 통상절연물(108)과 고정자 (105)의 고정접점(106)측의 단부를 표시하는 부분단면사시도이고, 통상절연물(108)의 통내면에 도 68(a)에서는 종방향의 도 68(b)에서는 가로방향의 주름을 각각 설치하고 있다. 이와같이통상공간내면의 아크에 접촉되는 면적을 늘리면, 차단동작시에 통상절연물(108)에서 발생하는 증기량이 증가하고, 보다 높은 고압력 분위기를 재빨리 형성할 수 있으므로 한류성능이 향상된다.

실시의 형태 30

본 발명의 실시의 형태 30을 도 69에 표시한다. 도 69는 통상절연물(108)과 고정자(105)의 고정접점(106)측의 단부를 표시하는 부분단면도이고, 통상절연물 (108)은 통상공간(118)내면을 형성하는 절연물(108)는 아크에 폭로되면 즉시 대량의 증기를 발생하는 성질을 갖는재료, 예를들면 유리섬유등의 강화재를 소량 또는 전혀 포함하지 않는 수지재로 성형되고, 절연물(108b)는 기계적 강도가 우수한 강화수지 또는 세라믹으로 성형되어있다. 이와같은 구성으로 하면, 통상공간(118)내에서 발생하는 고압력에 기계적으로 감당할 수 없는 재료를 통상공간내면의 재료로 사용할 수 가 있으므로, 기계적특성에 관계없이 대량의 증기를 발생하는 물질을 적용할 수 있고, 한류성능이 향상된다.

실시의 형태 31

본 발명의 실시의 형태 31을 도 70에 표시한다. 도 70은 통상절연물(108)과 고정자(105)의 고정접점(106)측의 단부와 가동자(101)의 가동접점(102)측 선단부를 표시하는 부분단면도이고, 도면중, 가동자(101)의 회전중심으로부터 가장 먼 부위가 개극 동작에 의해 그려지는 궤적을 파선으로 표시하고 있다.

통상절연물(108)의 가동자(101)선단부에 대향하는 면은, 이 파선에 일정한 간극을 갖도록 형서된다. 일반적으로 가동자(101)의 회전중심은 접점접촉면 보다 위쪽에 설치되어 있으므로, 가동자(101)의 궤적은 고정자접점(6)의 위치로부터 가동자 회전중심의 반대측으로 부푼다.

이때문에 도 59에 표시한 바와같이, 통상절연물(108)의 가동선단부에 대향하는 면을 수직으로 하면, 상기면을 고정접점(106)으로부터 떨어진 위치에 배치할 필요가 있고 통상절연물(108)에 포함되는 용적이 커진다.

이때문에 충분히 높은 고압분위기를 발생하는데 시간이 걸리는 경우가 있다.

여기서 가동자(101)선단부의 궤적에 따라 통상절연물(108)의 내면을 형성하면 통상절연물(108)에 둘러싸인 용적을 작게 할 수 있고 한류성능이 향상된다. 또, 도 70에서는 가동자(101)선단부의 궤적에 따라 통상절연물(108)의 내면을 형성하고 있으나, 이와같이 호상의 면을 형성하지 않아도, 도 71에 표시한 바와같이, 통상공간(118)의 고정접점측의 폭 D2보다 반대측서 폭 D1을 크게하면, 도 59에 표시하는 통상절연물(108)보다 통상공간(118)내의 용적을 저감할 수 있고, 한류성능을 향상시킬 수 가 있다. 이상과 같이 통상공간내의 용적을 가능한 한 작게해서 한류성능을 향상시키는데는 통상공간의 고정접점측의 통단면적보다 반대측의 통단면적을 크게할 필요가 있는것을 알 수 있다.

실시의 형태 32

본 발명의 실시의 형태 32를 도 72에 표시한다. 도 72는 통상절연물(108)과 고정자(105)의 고정접점(106)측의 단부와 가동자(101)의 가동접점(101)측 선단부를 표시하는 부분단면도이고, 고정자(105)의 단부의 고정접점(106)의 주위를 통상절연물(108)의 통상공간(118)내면측으로 돌출한 분위(108c)로 덮고있다. 통상절연물(108)에 둘러싸인 통상공간(118)은 일반적으로 가동자(1)의 개폐동작시의 궤적이나 진동을 고려해서 고정접점 접촉면보다 큰 단면을 갖는다. 이때문에 상기 부위(108c)를 설치하지 않은 경우, 가동자(101)측에서 고정접점(106)접촉면을 보면, 고정접점(106)의 주위에 고정도체(107)의 일부가 노출해 보인다.

차단동작시에 아크가 발생하면, 고정접점측의 아크스파트는 이 노출부까지 넓혀진다. 한편 부위(108c)가 있으면, 고정자측의 아크스파트는 고정접점(106)의 면적에 제한을 받고 부위(108c)가 없는 경우보다 고정접점근방의 아크경이 조여져 전압이 상승한다.

또 부위(108c)에서 발생하는 절연물 증기분 만큼 증기발생량력이 증가하고, 충분한 고압분위기를 신속히 형성할 수 있으므로 한류성능이 향상된다.

실시의 형태 33

본 발명의 실시의 형태 33을 도 73에 표시한다. 도 73은 통상절연물(108)과 고정자(105)의 고정접점(106)측 단부와 가동자(101)의 가동접점(102)측 선단부를 표시하는 부분단면도이고 통상공간(118)를 둘러싼 통상절연물(108)의 벽중, 가동자회전중심과 반대측의 벽높이를 가동자 중심측의 벽높이보다 높게하고 있다. 차단동작시에 접점간에 발생하는 아크에는 고정도체(107)및 가동암 수평부(104)를흐르는 전류에 의해 가동자 회전중심과 반대측에 전자구동력이 발생한다.

따라서, 통상공간(118)내에 있는 아크는 상기 가동자회전중심과 반대측의 벽에 의해 강하게 접촉된다. 또 가동자(101)를 고속개극하기 위해서는 가동자(101)의 관성모멘트를 작게한 쪽이 유리하나, 통상절연물(108)의 통높이에 의해 결정되는 가동암수직부(103)가 길게되면, 가동자관성 모멘트는 증가한다. 그래서 도 73에 표시한 바와같이 가동자 회전중심과 반대측의 벽높이를 가동자 회전중심측의 벽높이보다 높게 함으로써, 가동암 수직부(103)의 길이를 짧게해서 관성 모멘트를 저감하고, 또 충분한 통상절연물 증기를 발생시켜서 충분한 고압분위기를 만들 수 가 있어 한류성능이 보다 향상된다.

실시의 형태 34

다음에 본 발명의 실시의 형태 34를 도 74에 대해 설명한다.

도 74는 배선용차단기의 유니트화된 회로차단기 주요부를 표시하는 사시도이고, 그 소호장치 구성부품은 소호유니트 광체부체(123)와 소호유니트 광체 뚜껑(124)에 의해 수납되고, 전체로 소호유니트(125)를 구성한다. 또 119는 소호판, 120은 복수의 소호판(119)을 유지하는 소호측판, 126은 배기구이다. 도 75에 표시하는 바와같이 복수의 상기 소호유니트(125)를 크로스바(127)에 연결하고, 크로스바(127)를 통해서 접점을 개폐시키는 기구부(128), 이상전류를 검출하고 기구부(128)를 동작시키는 릴레이부(129), 및 기구부(128)를 수동으로 동작시키는 핸들(132)을 부가하고, 이들을 베이스(130)과 커버(131)에서 수납하면 배선용차단기가 된다. 이와같이 각 구성부품을 유니트화하고 이들을 조합해서 배선용 차단기를 구성하도록 하면 조립이 간단해지고 코스트저감이 가능해진다.

전술한 바와같이 소호장치를 소호유니트 광체 본체(123)및 유니트 광체 뚜껑(124)내에 수납함으로써 차단동작시의 배선용 차단기내의 압력상승을 베이스 (130)및 커버(131)에서 직접 받는일이 없어진다. 상기 소호 유니트광체의 수압면적은 베이스(130)및 커버 (131)의 수압면적보다 작다.

이때문에, 예를들면 베이스(130)및 커버(131)과 동일재료, 동일두께의 소호유니트 광체를 사용해도 보다큰 내압상승에 견딜 수가 있고 아크분위기압을 올려서 아크전압을 상승시켜 한류수법을 사용하는데 적합하다. 또 종래 차단동작시의 내압상승에 견디기 위해 기게적 강도가 큰 고가의 몰드재로 베이스 및 커버를 구성하고 있었으나, 소호 유니트 광체를 사용함으로써 압력을 받는 광체의 재료의 량을 감소시킬 수가 있고 코스트 저감이 가능해진다.

도 74에 표시한 소호유니트(125)의 내부구성을 표시하므로, 구성부품의 일부의 단면을 취한 개방상태의 사시도를 도 76에 표시한다. 또 도 77에 폐쇄상태에서의 통전부품이외를 생략한 사시도를 도 78에 도 77의 단면 C에서의 통전부품의 단면도를 각각 표시한다. 또, 도 77에 가동암수평부(104), 고정도체(107), 및 도체(121)에서의 전류방향을 화살표로 표시하고 있다.

본 실시의 형태에서는, 통상의 개폐동작은 핸들(132)를 수동으로 조작함으로써 실행된다. 핸들(132)의 조작에 의해, 기구부(128), 크로스바(127)를 통해서 로터(122)가 회전하고, 가동자(101)가 개폐동작한다. 또, 과부하전류차단시에는,릴레이부(129)가 이상전류를 검출하고, 릴레이부(129)로부터 트립신호가 기구부 (128)에 전달되고, 기구부(128)가 동작해서 로터(122)가 회전하고 가동자(101)가 끌어올려져 접점이 개극한다. 그러나 단락사고등의 대전류차단시에는 로터(122)의 회전에 앞서 접점접촉부에의 전류집중에 의한 전자반발력 F1과, 도 78에 표시하는 가동암 수평부(4)의 전류와 고정도체(107)의 대략 평행하고, 또 반대방향의 전류에 의한 전자반발력 F2와 가동암수평부(104)의 전류와 도체(121)의 거의 평행이고 또 반대방향의 전류에 의한 전자반발력 F3의 개극방향의 분력(F3· Cos θ)의 화 Ft에 의해, 스프링(111)에 의한 접압에 반해서 접점이 개극하고 접점간에 아크가 발생한다. 아크발생에 따라, 상기 접점 접촉면에서의 전류집중에 의한 전자반발력 F1은 소멸하나, 전자반발력 F2및 전자반발력 F3의 분력은 계속해 가동자(101)를 개극방향으로 회전시킨다. 또, 아크발생에 따라 아크의 열에 의해 통상절연물(108)의 내면에서 대량의 증기가 발생하고, 가동자(101)를 밀어올리는 개극력 Fp가 생긴다. 이들의 힘에 의해, 가동자(101)가 고속으로 회전하고 접점이 고속개극한다. 이 고속개극에 의해 아크길이가 고분위기중에서 급격히 신장하므로 아크전압이 급속히 상승하고 사고전류가 피크치를 맞이한다.

전류피크후, 가동자(101)는 또 회전해서 접점거리가 증대한다. 이 접점간 거리의 증대에 의해, 아크전압이 더욱커져 사고전류는 급속하게 0으로 향한다. 사고전류가 작게 조여지면, 아크는 철제의 소호판(119)에 인입되어 아크가 분단 냉각되어 소호된다. 이때 가동접점(102)는 통상절연물(108)에 둘러싸인 통상공간외에 있고 접점간의 절연이 충분히 회복되어 있으므로, 전극간에 전원전압인가 되어도 전류가 다시 흐르는 일은 없고 차단동작이 완료된다. 상기 전류피크이후의 긴 접점간거리에 의한 높은 아크전압에 의해 차단시간은 대폭적으로 짧아진다. 따라서 한류성능을 표시하는 지표의 하나인 통과에너지 I²t(전류의 2승의 시간적 분)가 작아진다.

그런데, 본 실시의 형태에서는 배기구(126)가 접점(102)(106)간에서 보아 소호판(119)측에만 설치되어있다. 이러한 배치를 취하면 전류차단동작시에,아크전류의 증가에 따라 광체내의 아크로부터 로터(122)측의 공간에 압력이 축적된다. 아크전류가 피크를 맞고 아크전류치가 감소해가면 상기 축적된 압력에 의해 전극간에서는 로터(122)측에서 배기구(126)측으로 기류가 생겨 아크를 소호판(119)으로 신장한다. 또 전류 0점 근방에서는 상기 흐름에 의한 접점간의 하전입자를 날려버리는 작용으로, 접점간의 절연회복이 대폭적으로 개선된다. 따라서, 고전압의 회로에 사용해도 차단실패가 일어나기 힘든 신뢰성이 높은 회로차단기를 얻을 수 가 있다.

이 축적압에 의한 기류의 절연회복작용은, 전류차단시의 상기 기류의 유속이 갈수록 크다. 유속을 크게하는데는 축적압을 올리거나 유로표면을 작게하면 되고, 그러기위해 배기구 면적을 작게할 필요가 있다. 본 실시의 형태에서는, 비교적 면적이 작은 배기구(126)를 개방상태의 가동접점(101)측에 설치하고 있다. 통상절연물(108)을 사용해서 한류성능을 향상시키는 경우, 고정접점(106)측 아크스타트근방의 아크는 통상절연물(8)에서 구속되므로 상기 로터측공간의 축적압에 의한기류로 아크를 구성하는 금속입자를 날려버릴 수 는 없다. 한편, 가동측아크스파트근방의 아크는, 전류차단시에는 통상절연물(108)외에 위치해 있고, 상기 기류의 작용을 받기 쉽다. 따라서, 비교적 면적이 잦은 배기구(126)을 개방상태의 가동접점측에 설치함으로써 효과적으로 전류차단시의 전극간의 절연회복을 확보할 수 있다.

실시의 형태 35

도 77, 도 78에 표시한 도체배치에서는, 고정도체(107)는 가동자(101)이 회전하는 궤적을 포함하는 면상에 배치되어 있으나 단자부(115)와 접동접촉자(110)를 전기적으로 접속하는 도체(121)은 상기 궤적을 포함하는 면상에서 어긋난 위치에 배치된다. 따라서, 가동자(101)에는 접점개리 방향으로 직행하는 요동의 힘(F3·Sinθ)가 작동되고, 가동자(101)의 개극속도를 저하시키는 요인이 된다. 예를들면, 본 발명에서는 폐쇄상태에서, 통상절연물(108)내에 가동암수직부 (103)가 삽입되므로 상기 요동의 힘에 의해 가동자(101)가 좌우로 흔들렸을때 가동자(101)과 통상절연물(108)이 접촉할 가능성이 크다. 이런 접촉이 생기면 개극속도는 대폭적으로 저하한다. 또 차단동작시에 상기 흔들림의 힘에 의해 가동자 (101)또는 가동자회전축(113)등이 크게 변형하면 재투입불능이 된다.

이런 문제를 해결한 실시의 형태를, 도 79, 도 80에 표시한다. 또 도 80은 도 79중의 단면 C에서의 단면도이다.

도 79, 도 80에 표시하는 바와같이, 고정도체(107)와 도체(121)를 상기 궤적을 포함하는 면에 대해 좌우대칭으로 배치하면 가동암 수평부9104)와 고정도체 (107)과의 전자반발력의 흔들림성분(F2·Sinθ)과 가동암수평부(104)와 도체(121)과의 전자반발력의 흔들림성분(F3·Sinθ)가 서로 상쇄하고 도체전류간의 전자반발력은, 개극방향만의 힘(Ft=(F2+F3)·cosθ)가 된다. 따라서, 가동자(101)의 흔들림을 방지하고, 개폐동작의 신뢰성을 높일 수 가 있다.

실시의 형태 36

도 81, 도 82에 실시의 형태 36을 표시한다. 또, 도 82는 도 81중의 단면 C에서의 단면도이다. 이 실시의 형태에서는, 고정도체(107)와 도체(121)의 중심선을 상기 궤적을 포함하는 면상에 폐쇄상태의 가동암 수평부(104)와 거의 평행하게 배치해있고, 가동암(104)과 고정도체(107)에 각각 흐르는 반대방향의 전류에 의한 전자반발력 F3의 어느쪽에도 상기 흔들림의 힘성분이 생기지 않는다.

그런데 가동자(101)에 전자반발력을 발생시큰 전류가 흐르는 고정도체(107)와 도체(121)의 배치는 실시의 형태 34, 실시의 형태 35, 및 실시의 형태 36에서 각각 다르다. 일반적으로 가동암 수평부(104)와 고정도체(107) 또는 도체(121)과의 거리가 작을 수록, 전자반발력이 커져 접점개극속도를 크게할 수 가 있다. 그러나, 도 78, 도 80, 도 82에 표시한 가동암수평부(104)와 고정도체(107)의 상하방향의 거리 L1은 주로 통상절연물(108)의 통높이에 의해 결정되고 고정도체(107)와 도체(121)과의 거리 L2는 양도체간에 필요한 절연거리와 도체의 단면형상에 의해 결정된다.

또 이들치수는, 배선용차단기 광체강도, 적용회로전압, 정격통전전류등의 조건에 의해 결정된다. 예를들면 통상절연물(8)의 높이를 높게하면 아크에 접촉되는 절연물의 면적이 중대하고 소호유니트 광체내압이 상승하므로 상기 광체강도에 의해 통상절연물(8)이 제한을 받는다. 또 절연거리는 회로전압에, 도체단면적은, 통전용량에 의해 각각 제한을 받는다. 따라서, 배선용 차단기의 기종에 의해 가장 큰 전자개그력을 얻을 수 있는 도체배치가 다르다.

도 83에는, 실시의 형태 34, 실시의 형태 35, 및 실시의 형태 36의 전자반발력을 발생시키는 도체를 간략화해서 표시하고 있다. 동도면중, Z축방향이 폐쇄상태로부터 접점이 개리하는 방향, Z축상의 점 PO(Z=L1)이 폐쇄상태의 가동암 수평부(104)의 전류중심위치 Z=0가 고전도체(7)의 상하방향의 중심위치, ZX평면이 가동자(101)가 그리는 궤적을 포함하는 면에 각각 상당한다. 도 83(a)이 실시의 형태 34에, 도 83(b)가 실시의 형태 35에 도 83(C)가 실시의 형태 36에 각각 상당해 있고, 고정도체(107)및 도체(121)을 흐르는 전류에 의해 생기는 점 P0(Z=L1)에서의 자장중, 가동암 수평부(104)에 개극방향의 전자력을 발생시키는 자장성분의 자속밀도를 By로 하고있다. 고정도체(107)및 도체(121)를 흐르는 전류를 도체중심선상의 선전류로 근사하게 되면 상기 자속밀도 By는 각각 도 83에 표시된 식으로 표시할 수 있다.

상기 식으로부터, 전류 I및 폐쇄상태의 가동암수평부 높이위치 L1이(a)~(c)에서 같은 경우, 고정도체(107)와 도체(121)간 거리 L2를 변화시켰을때의 상기 자속밀도 By의 변화를 계산하고, 도 84에 프로트하고 있다. 동도면으로부터,L2L1의 영역에서는 (b)(a)(c)으로, L1L2(-1) X L1의 영역에서는 (b)(c)(a)의 순으로, (-1) X L1L2 X L1의 영역에서는(c)(b)(a)의 순으로 L2 X 의 L1의 영역에서는 (c)(a)(b)의 순으로 자속밀도 By가 커지는 것을 알 수 있다. 이상에서 광체의 강도나 사이즈의 제한이 없고 통상절연물의 통 높이를 충분히 취할 수 있는 경우(L1이 충분히 큰 경우), 실시의 형태 36과 같이 고정도체(107)와 도체(121)를 상하로 배치하는것보다 실시의 형태 34 또는 실시의 형태 35와 같이 좌우로 도체를 배치하는 쪽이 보다 강한 개극력을 얻을 수 있다고 할 수 있다. 한편, 광체강도의 제한등에 의해 상기 통높이가 낮은 경우는, 실시의 형태 36과 같이 상하에 도체를 배치하는 쪽이 보다 강한 개극력이 얻어진다고 한다.

그런데, 도 85, 도 86, 도 87에 각각 표시한 바와같이, L2는 실시의 형태 34, 실시의 형태 35에서는 절연거리a와 도체폭 b의 화에, 실시의 형태 9에서는 절연거리 a와 도체 두께 c의 화가된다.

일반적으로 단자부(15)와 도체(21)를 프레스 공통으로 일체성형하는 경우, (도체폭 b)(도체두께 c)가 되고, 실시의 형태 36의 L2의 보다 실시의 형태 34 및 실시의 형태 35의 L2쪽이 커진다. 전술한 도 83에 표시한 식으로부터, 실시의 형태 34로부터 실시의 형태 36의 전자개극력을 발생시키는 자장성분 By가 커지는 조건을 구하면, c((a+b)²/L1)-a가 된다. 마찬가지로, 실시의 형태 35보다큰 By를 발생시키는 조건은 c((2 X L1 X (a+b)²/((a+b)²-4 X L1)²-Z가 된다.

도체단면적 S= b X c 가 실시의 형태 34와 실시의 형태 36, 또는 실시의 형태 35와 실시의 형태 36에서 같은 경우 상기 2개의 식은, 도체 단면적 S, 절연자리 a, 폐쇄상태의 가동암 수평부와 고정도체의 높이 방향의 거리 L1, 재료의 판두께 C로 표시할 수 가 있다. 이상에서 C가 충분히 작은 경우(예를들면, 대단히 판두께의 재료를 프레스 가공해서 도체를 만드는 경우), 실시의 형태 36과 같이, 고정도체(107)와 도체(121)를 상하로 배치하는 쪽이 실시의 형태 34 또는 실시의 형태 35와 같이 좌우에 도체를 배치하는것보다 강한 개극력이 얻어진다고 본다. 한편 비교적 두꺼운 판두께 C를 사용하는 경우는, 실시의 형태 34 또는 실시의 형태 35와 같이 좌우로 도체를 배치하는 쪽이 보다 강한 개극력이 얻어진다고 할 수 있다.

실시의 형태 37

도 88은 실시의 형태 37을 표시하는 부분단면사시도이다. 동동면에 표시ㅎ하는 차단기는, 도 76에 표시한 것과 전류전극(137)을 제외하고 같은 구성으로 되어있다. 전류전극(137)은 접동접촉자(110)과 전기적으로 접속되어있고, 접동접촉자(110)로 부터 배기구(126)측으로 뻗어있고, 도중, 개방상태의 가동자(101)가 들어가는 슬릿트 부를 갖고있다. 전류전극(137)의 배기구(126)측단부는 소호판(119)의 상부에 위치하고, 상기 슬릿트의 배기구측단부는, 개방상태의 가동자(101)의 가동접점 측단부와 대향하도록 설치되어있다.

도 76에 표시한 실시의 형태에서는, 통상절연물(108)내에서 개극초기의 아크를 발생시키기 위해 가동자(101)는 거의 L자형상이 되어있다. 이때문에 가동자측의 아크스파트는 가동자(101)의 소호판측의 단면에 이동하기 힘들고, 차단동작후반이 되어도 가동자측아크가 분출하고 방향이 소호판 방향으로 향하지 않고, 아크가 소호판(119)에 접촉하기 힘들다. 따라서 소호판(119)의 아크냉각효과를 유효하게 이용할 수 없고, 아크의 열에의해, 소호유니트 광체내압이 표시하는 바와같이 전류전극(137)을 배치하면, 가동자(101)가 풀개극한 후의 차단동작후반에서 가동자측 아크스파트가 가동자(101)로 부터 전류전극(137)에 전류하고 배기구(126)측으로 이동하므로, 아크를 효과적으로 소호판(119)에 접촉시킬 수 가 있다. 따라서, 아크는 소호판(119)에 의해 냉각되어 온도가 저하하므로 소호유니트 광체내압이 저하한다.

실시의 형태 38

다음에, 본 발명의 실시의 형태 38을 도 89에 대해 설명한다.

도 89는, 본 실시의 형태의 회로차단기의 폐쇄상태의 도체배치와 개극전자력을 강화하는 자성체의 코어(133)를 표시하는 사시도이고, 통상절연물, 접압발생수단, 소호장치, 광체등은 생략하고있다. 도시하지 않고 있으나, 통상절연물(108)은 폐쇄상태의 고정접점(106), 가동접점(102)및 가동암수직부(103)를 둘러싸듯이 배치되고, 사공발생시에 도체를 흐르는 전류간의 전자력에 의해 개극하고, 접점간에 발생하는 고압력 분위기중의 아크의 전압에 의해 한류를 하는것은 실시의 형태34와 같다. 도 90은 가동자(101)가 회전하는 면에 대해 수직이고 또 고정도체(107)가 뻗는 방향으로 수직인면에서, 코일(133)및 가동암수평부(104), 도체(107),(121)의 단면을 표시하는 도면이다. 도 89, 도 90에 표시한 바와같이 코어(133)는, 도체(121)와 직교하는 면방향으로 적층되고, 도체(121)와 고정도체(107)를 둘러싸듯이 배치되고, 또 코어(133)의 돌기부(134)사이에 폐쇄상태의 가동암수평부(104)가 까워지듯이 구성되어있다.

상기 구성을 사용하면, 도체(121)와 고정도체(107)를 흐르는 전류가 자속을 폐쇄상태의 가동암 수평부(104)에 집중시킬 수 가 있으므로, 사고전류차단 동작초기의 전자개극력이 강화되고 개극속도가 향상된다. 이때문에 통상절연물 증기에 의해 형성된 고압분위기를 아크전압의 상승에 효과적으로 연결할 수 가 있고, 한류성능이 개선된다. 또 89에 표시하는 바와같이 박판을 적층해서 코어(133)를 형성하면 코어(133)에 발생하는 와전류를 저감할 수 가 있고, 사고전류의 상승이 급격한 차단동작초기에서도 코어(133)에 의해 자속을 가동암수평부(104)에 효율적으로 집중시킬 수 가 있다.

실시의 형태 39

그런데, 도 90에 표시한 코어형상의 경우, 개극동작에 의해 가동자(101)가 회전해서 가동암이 코어(133)에 둘러싸이는 공간외로 이동하면, 고정도체(107)및 도체(121)를 흐르는 전류가 만드는 자속을 코어(133)가 차단해 버리므로, 가동자(101)에 작용하는 개극전자력은 코어(133)를 사용함으로써 감소해 버린다.

그래서 본 실시의 형태에서는 도 91에 표시한 바와같이, 가동자(101)가 회전한 후에도 가동암이 코어(133)에 둘러싸이는 공간내에 위치하도록 높이 치수를 높게한 ㄷ 자상의 코어를 사용하면, 가동자회전후의 가동자(101)의 전자개극력도 강화할 수 있다. 이와같이 가동자(101)가 풀 개극상태가 되어도 비교적 큰 전자개극력이 작용하도록 하면, 가동자(101)의 풀 개극위치를 걸정하는 스토퍼(도시않음)에 가동자(101)가 튕겨지는 거리를 작게할 수 있고, 상기 튕겨오는것에 기인하는 아크전극의 저하를 억제할 수 가있다. 또, 도 91에서는 위로열린 ㄷ 자상태를 표시하였으나, 도 92에 표시한 밑으로 열린 ㄷ 자상태의 코어 또는 도 93에 표시한 전주를 둘러싼 코어에서도, 같은 효과가 얻어진다.

실시의 형태 40

또, 도 94에 표시하는 바와같이, 소호유니트 광체본체(123), 소호유니트 광체 뚜껑(124)를 끼듯이 예를들면 도 92의 형상의 코어(133)을 배치하면, 차단시의 광체내압 상승에 의한 광체에 걸리는 힘을 코어(133)에서 받을 수 가 있고, 광체의 파손을 방지할 수 있다. 또 소호유니트광체본체(123)와 소호유니트 광체뚜껑 (124)와의 결합을 코어(133)에서 할 수 있으므로 나사등의 접속부품을 생각하는것이 가능해진다. 또 광체에 의해 코어내면의 절연을 겸할 수 가 있고, 코어 (133)에의 아크터치를 방지할 수 있다. 또 도 94에서는 소호유니트 상부측에 도 92에 표시하는 코어를 배치하였으나, 도 90, 도 91, 도 93에 표시하는 형상의 코어를 소호유니트 하부측으로부터 또는 전극에 광체를 끼워지도록 배치해도 상기 광체파손방지, 상기 접속부품 생략 상기 코어내면의 절연효과를 함께 얻을 수 있다.

실시의 형태 41

실시의 형태 28, 실시의 형태 34에 표시한 통상절연물(108)내의 통상공간 (118)은 한쪽이 고정자에의해 막혀있다.

이때문에 사고전류차단후 ,상기 공간에 전극검속증기등의 고온가스 및 용융물이 남기쉽다. 이들은, 통상공간(118)의 절연회복을 방해해서 재점호의 원인이 된다. 또 고정접점표면에 상기 용융물이 부착하면, 차단후의 재통전시의 이상온도 상승의 원인이 된다.

도 95는 본 실시의 형태 41의 통상절연물(108)의 단면폐쇄상태의 가동자 (101)의 가동접점측의 일부 및 고정자(5)의 고정접점측의 일부를 표시하는 도면이다. 통상절연물(108)에는 통상공간(118)과 연결되는 축압공간(135)을 설치하고 있다. 도 95에 표시한 바와같이, 축압공간(135)을 통상 절연물(108)의 고정접점(106)측에 설치하면, 대전류 아크발생중에 축압공간(135)에 축적된 압력에 의해 아크 소멸전으로부터 전류차단후에 걸쳐 축압공간(135)로부터 통상공간(118)을 통해서 통상절연물(108)외로 방출되는 흐름이 생긴다. 이 모양을 한 것이 도 96, 도 97이다. 도 96은 차단동작시에 발생하는 대전류아크에 의해 축압공간 (135)에 압력이 축적되어 있는 상태를 표시하고 있다.

도 97은, 전류차단직전, 즉 아크소멸직전의 상태를 표시하고 있고, 축압공간(135)에서 통상공간(118)을 통해 외부로 방출되는 흐름을 화살표로 표시하고 있다. 이 화살표의 흐름은 노즐상태로 되어있는 통상공간(118)에서 가장빨라지고, 이 고속의 흐름에서 아크의 열을 빼앗아버리고 아크의 소멸을 촉진한다. 또 이름에 의해 상기 고온의 가스 및 용융물을 외부에 배출하므로 통상공간(118)의 절연이 급속히 회복되는 동시에, 고정접점표면에의 용융물 부착을 방지할 수 있다.

실시의 형태 42

도 98에 실시의 형태 41의 고정자(105)의 사시도를 표시한다. 동도면에서는 고정접점(106)주위의 고정도체(107)의 부위를 절연물(136)로 덮고있다. 이와같이 고정접점 주위에 절연물(136)을 배치하면 대전류아크 발생시에 절연물(136)에서 증기가 발생하고 축압공간(135)에 축적되는 압력이 높아지므로, 전류차단시의 통상공간(118)을 통과하는 흐름이 강해지고, 상기 아크소멸작용, 상기 절연회복작용 및 상기 고정접점 표면에의 요융물 부착을 방지하는 작용이 증가한다.

실시의 형태 43

도 99에 실시의 형태 43의 고정자(105)부분의 단면도를 표시한다. 동도면에서는 도 95의 실시의 형태와 달리 축압공간(135)를 고정자(105)의 고정접점(106)와 반대측의 면쪽에 설치하지 않고, 고정접점(106)의 주위에 설치하고 있다. 이러한 배치로해도 도 95의 실시의 형태와 같은 효과가 얻어지고 또 조립이 간단해진다.

실시의 형태 44

실시의 형태 28, 실시의 형태 34에 표시한 고정자에는, 아크런너등의 고정자측 아크스파트가 이동하는 부품에 설치되어 있지 않으므로, 고정자측 아크스파트는 항상 고정접점상에 존재한다. 이때문에 차단동작 후반에는 아크가 소호판에 접촉하기 힘들고, 소호판의 아크냉각효과를 유효하게 이용할 수 없고 아크의 열에 의해 소호유니트 광체내압이 높아지고 광체의 깨어짐이 발생하기 쉽다. 그래서 본 실시의 형태 44에서는, 도 100에 표시하는 바와같이, 고정자(5)의 고정접점측단부와 전기적으로 접속된 아크런러(38)를 설치하고 아크런너(38)의 고정자95)와의 접속단부와 반대의 선다부(38a)를 고정접전(6)보다 소호판(19)쪽의 위치에 통상절연물(8)보다 노출이 되도록 구성하고 있다. 이와같이, 아크런너(38)를 설치하면, 차단동작시의 가동접점(2)이 통상절연물(8)에 둘러싸인 공간(18)외의 회전한 후에 도 42에 표시하는 바와같이 고정자측 아크스파트가 아크런너(38)의 선단부(38a)로 이동하므로 아크를 효과적으로 소호판(19)에 접촉시킬 수가 있다. 이로써 아크는 소호판(19)에 의해 냉각되어온도가 저하하고 소호유니트 광체내압 상승이 억제된다. 이 내압억제에 의해 광체강도를 내릴 수 가 있어, 코스트 저감이 가능해진다.

실시의 형태 45

도 100에 표시한 실시의 형태에서는 통상공간(118)과 아르런너 선단부(138a)와의 사이의 통상절연물(108)의 높이가, 아크런너의 선단부(138a)보다 낮게 구성되어있다.

이러한 구성에서는 가동접점(102)이 통상공간(118)에서 나온 순간에 고정접점(106)과 가동접점(102)사이에서 흐르고 있던 전류의 일부가 아크런너 선단(138a)과 가동접점(102)사이에서 흘러나오는 분류상태가 되고, 아크전압이 저하하는일이 있다. 이 아크전압의 저하가 전류피크이전에 생기면, 전류피크가 대폭적으로 증대하고, 한류성능이 대폭적으로 저하한다. 또 상기 분류상태에서, 아크런너 선단부(138a)과 가동접점(102)간 만으로 전류가 흐르는 전류상태가 되어도, 고정자측 아크스파트가 절연물에 둘러싸인 통상공간(118)밖으로 이동하므로 고정접점(102)간에 아크가 있을때보다 아크전압이 저하하고, 차단시간이 길어지고, 통과에너지가 커진다.

그래서, 본 실시의 형태 45에서는, 도 101에 표시하는 바와같이, 아크런너 선단부(138a)를 통상 절연물(108)의 높이보다 낮게하고, 아크런너선단부(138)의 주위의 절연물을 절구통형상이 되도록 구성하고 있다. 이렇게 구성하면, 가동자(101)가 회전해서 가동접점(102)이 통상공간(118)에서 나와도 바로는 분류상태로는 않되고, 고압분위기를 이용한 아크전압상승을 유효하게 이용할 수 있고, 전류피크를 작게 억제할 수 가 있다. 또 아크가 아크런너(138)에 전류한 후도, 아크런너 선단부(138a)가 절구통형상의 절연물에 둘러싸인 아크런너 통상공간(133)내에 있으므로, 아크전압이 저하하지 않고 차단시간을 단축할 수 있고 통과에너지의 저감에 연결된다.

실시의 형태 46

도 102에 실시의 형태 46을 표시한다. 본 실시의 형태에서는 고정접점 (106)이 배치되는 통상공간(118)과, 아크런너 선단부(138a)가 배치되는 절구상의 아크런너 통상공간(139)을 비교적 단면이 작은 관로(140)로서 연통시키고 있다. 이와같이 구성하면 전류차단시에 통상공간(118)내에 발생하는 뜨거운 가스의 일부가 관로(140)를 통하여 아크런너선단부(138a)를 둘러싸는 아크런너 통상공간(139)에 충만하다. 단락전류등의 대전류차단시에는 대량의 뜨러운 가스가 발생하고 소호유닛광체내에 충만하므로, 관로(40)을 경유하여 공간(39)에 도달한 뜨거운 가스의 영향을 현저하게 나타나지 않는다. 따라서 실시의 형태 18과 거의 같은 특성을 나타낸다. 그러나, 과부하전류등의 비교적 작은 전류차단시에는, 소호유닛광체내에 충만할 수 록 대량의 뜨거운 가스가 발생되지 않는다. 이 때문에 관로(40)을 경유하여 아크런너 통상공간(39)에 도달한 뜨거운 가스에 의해, 아크런너 선단부(38a)근방은 다른 부분보다 도전성이 높은 상태로 되어있으며, 관로(40)가 없는 경우에 비해, 아크의 아크런너(38)로의 전류가 촉진된다. 따라서, 차단동작개시후의 빠른시기에 아크가 아크런너(38)로 이동하고 소호판(19)으로 냉각분단되므로, 차단시간이 짧게되는 동시에 고정접점(6)의 손모를 저감할 수 있다.

실시의 형태 47

다음에, 이 발명의 실시의 형태 47은 도 103에 대하여 설명한다.

도 103은 본 실시의 형태의 가동자(1)를 표시하는 사시도이고, 가동자(1)는 가동접점(2), 가동암수직부(3), 가동암수평부(4a), (4b)및 가동자암부의 고정접점측의 면을 덮는 절연물(41)에 의해 구성되고 대략 훅형의 형상이 된다. 이와같이 가동자(1)은 거의 훅형으로 함으로써 통상절연물(8)은 사용하는 경우에서도, 페로상태의 고정도체(7)과 가동암 수평부(4c)와의 거리를 가깝게 할 수 있다.

도 105는 본 실시의 형태의 폐로상태의 가동자(1), 고정자(5)및 통상절연물 (8)을 표시하는 도면이고, 도면중 전류의 전류의 흐름을 화살표로서 표시하고 있다. 동도면에서 명백한바와같이, 사고전류 발생시에 전자개극력을 발생하는 고정도체(7)와 가동암수평부(4c)를 각각 흐르는 반대방향의 전류가 예컨대 도 1에 표시하는 L형 가동자를 사용하는 경우보다 한층 가까워지고 전자반박력이 증대하며, 개극속도가 향상된다.

그러나, 도 104에 표시하는 바와같이 가동자(1)의 회전각(θ)이 크게되면, 가동자(1)을 훅형으로 함으로써 아크가 가동암부에 접촉하고, 분류할 가능성이 높게된다. 이와같이 아크가 가동암에 접촉하면, 가동암이 용융하여 가늘게되고, 개폐에 견딜 수 있는 충분한 기계적 강도를 유지할 수 없을뿐만 아니라, 차단동작후의 아크전압이 저하하여 한류성능이 악화한다.

그래서, 적어도 고정접점(6)표면에서 바다라보는 가동암의 가동접점(2)에서 가동자회전중심측의 부위를 절연물(41)로 덮을 필요가 있다.

이와같은 가동암으로의 분류는, 가동자(1)의 회전각 θ가 크게되면, 실시의 형태 28에서 표시한 거의 L자상의 가동자에서도 생기는 일이 있으며 상기와 같은 가동암의 절연이 필요하게된다.

실시의 형태 48

도 106에 이 발명의 실시의 형태 21을 표시한다. 통상, 가동자(1)의 회전중심은 기구부의 개폐동작을 전달하는 부품, 예컨대 로터(22)에 지지된다. 따라서 고정자(5)와 가동회전축(13)의 거리는 어느값 이상으로 작게 할 수 없다.

그래서 도 106에 표시하는 바와같이, 가동자(1)의 형성을 대략 S자상으로 하여, 도 103에 표시하는 거의 훅형의 가동자보다 굴곡부를 하나 증가시키면, 가동암수평부(4c)와 고정도체(7)와의 거리를 멀리하는일 없이 로터(22)로 가동자 회전축을 보존할 수 있으므로, 회전축(13)이 고정도체(7)보다 먼 경우에도 사고전류발생시에 큰 전자개극령을 얻을수 있다.

실시의 형태 49

도 107에 이 발명의 실시의 형태 49를 표시한다. 동도면에서는 폐로상태의 거의 L자상의 가동자(101)와, 가동암수평부(104)와 대향하는 고정도체(107)의 부위가 가동암수평부(104)에 가깝게되도록 구부려진 고정자(105)가 표시되어있다. 이와같이 고정도체(107)측을 가동암으로 가깝게 하여도 실시의 형태 54과 같은 효과가 있다.

또, 본 실시의 형태에서는, 가동자(101)가 거의 L자상으로 되므로 실시의 형태 47 또는 실시의 형태 48에 표시한 거의 훅형 가동자 또는 거의 S자 상가동자보다 관성모멘트를 작게할 수 있으므로, 보다 고속개극이 가능하게된다.

실시의 형태 50

실시의 형태 37의 설명에서 기술한 바와같이, 도 76에 표시한 실시의 형태에서는, 거의 L자상의 가동자형상을 사용하고 있기 때문에, 가동자측의 아크스폿은 가동자(161)의 소호판측의 단면으로 이동하기 어렵고, 차단동작후반으로 되어도 소호판(119)에 접촉하기 어렵다.

이때문에, 소호판의 아크 냉각효과를 유효하게 이용할 수 없고, 아크의 열에 의해 소호유닛 광체내압이 높아지며, 광체의 갈라짐이 발생하기 쉽다.

이를 방지하기 위하여는, 아크를 소호판에 접촉시켜서 냉각하고, 재빨리 소호할 필요가 있다.

도 108에 표시하는 본 실시의 형태에서는 풀(full)개극위치의 가동자(101)의 선단부의 상방에 대향전극(142)를 설치함으로써, 아크스폿을 L자상가동자(101)의 소호판측단면에 이동시키고, 아크를 효과적으로 소호판(119)에 접촉시키고 있다.

또, 본 실시의 형태에서는 통상공간(118)을 둘러싸는 통상절연물(108)의 가동자 회전중심과 반대측의 벽높이를 가동자회전 중심측의 벽높이보다 낮게되도록, 즉, 통상공간(118)의 상면을 소호판(119)측으로 향하는 구성으로 하고 있다. 이와같은 구성으로하면, 도 109에 표시하는 바와같이, 차단동작시의 통상공간(118)으로부터 가동접점이 나온 직후에 통상공간(118)에서 소호판(119)방향으로 도면중 화살표로 표시하는 뜨거운 가스의 흐름이 생기고, 아크가 소호판(119)에 접촉하기 쉽게되므로, 아크를 재빨리 냉각, 소호할 수 있다.

또, 도 108에서는, 판상의 대향전극(142)를 사용하였으나, 도 110에 표시하는 바와같이 한편이 가동자(101)의 소호판측단면에 대향하도록 배치된 L자상의 대향전극(142)를 사용하여도, 아크스폿을 L자상가동자(101)의 소호판측 단면으로 이동시킬 수 있다.

실시의 형태 51

상기 실시의 형태 50에서는, 대향전극을 사용하여 아크를 소호판에 접촉시켰으나, 도 111에 표시하는 바와같이, 발굽형의 소호판(119)의 잘린부분의 중심위치 M₂를 통상절연물(108)로 둘러싸인 통상공간(118)의 가동자 회전중심과 반대측의 단면위치 M₁로 부터 가동자회전중심측에 설치하면 대향전극을 사용하지 않고 아크를 소호판(119)에 접촉시키는 것이 가능하게 된다. 단 상기 잘린부분의 위치 M₂가 도면중에 일점쇄선으로 표시하는 가동자선단부를 그리는 궤적과 교차되면, 소호판(119)가 가동자(1)의 회전을 방해하므로 상기 잘린부분의 위치 M₂는 상기 일점쇄선과 상기 위치 M₁과의 사이에 위치할 필요가 있다.

또, 도 111에서는 통상절연물(108)을 가동자 회전중심과 반대속으로부터 말굽형코어(143)로 둘러싸여 있다. 이 코어(143)에 의해 비교적 전류가 작은 과부하 전류의 아크나 단락전류차단동작시의 전류차단직전의 소전류의 아크는 가동자회전중심과 반대측의 통상공간(118)내벽에 눌려지므로, 소호판(119)에 냉각되는 동시에 통상공간(118)내벽에서 발생하는 증기에 의해서 냉각되고 확실하게 차단된다.

실시의 형태 52

다음에, 이 발명의 실시의 형태 52를 도 112로 설명한다.

도 112에서는 실시의 형태 51과 다르고, 단자부(115)에 직접 고정자(105)가 접속되며, 가동자(101)는 슬라이드접촉자(110)를 경유하여 단자(116)에 의해 릴레이부와 전기적으로 접속된다.

또, 도 113에 표시하는 고정자(105)는 일본국특개평 6-20547호 공보에 개시되어있는 종래의 고정자 형상을 갖고 있으며, 폐로상태의 가동암수평부와 거의 평행이고 또한 반대방향의 전류가 흐르는 전로(145c)를 갖고있다. 고정자(155)는 통상절연물(108)과 일체로 형성된 절연물(146)로, 고정접점(106)근방을 제외한 적어도 개방상태의 가동접점(102)으로부터 바라볼 수 있는 부위를 덮고 있다.

실시의 형태 53

이 발명의 실시의 형태 53은, 도 114, 도 115에 표시한다.

도 114는, 본 실시의 형태의 고정자(105)를 표시하는 도면이고, 도 113의 고정자(105)의 상하방향의 전로(145b)의 일부를 수평방향의 전로(145C´)와 상하방향의 전로(145d)로 바꿔놓고있다. 도 115는, 폐로상태의 가동자(1), 도 114에 표시한 고정자(105), 통상절연물(108) 및 통상절연물(108)과 일체로 성형되어있는 고정자를 덮는 절연물(145)를 표시한 단면도이다.

도면중, 화살표로서 전류방향을 표시하고 있다. 동 도면에서 명백한 바와같이 도 114의 고정자 형상을 사용함으로써, 가동암 수평부(104)와 고정자(101)의전로(145C´)가 대폭 근접하고, 사고전류의 차단시의 전자개극력이 도 113에 표시하는 실시의 형태보다 증대한다.

실시의 형태 54

이 발명의 실시의 형태 54를 도 116에 표시한다. 또 동도면의 고정자 형상은 도 117에 표시한다. 도 117에 표시하는 고정자에서도, 도 113의 실시의 형태와 같이 폐로상태의 가동암수평부(104)와 거의 평행, 또한 반대방향의 전류가 흐르는 전로(145C)를 갖고 있다.

그러나, 전로(145e),(145f)의 전류는, 가동자(101)의 개극을 방해하는 방향의 자장을 발생한다. 이 개극을 방해하는 자장의 영향을 최소한으로 억제하기 위하여, 고정자에 슬릿(147)을 설치하고, 전로(145e),(145f)를 가동암(101)이 회전하는 궤적을 포함하는 면으로부터 좌우로 벗어난 위치에 배치되어있다.

이와같은 구성으로 하면, 도 113의 실시의 형태보다 개극속도가 늦게되고, 한류성능이 저하되나, 고정자(105)의 가공이 간단하게 되는 동시에 재료비도 저감할 수 있고, 염가인 한류기능을 가진 차단기를 실현할 수 있다. 또한, 도 118에 표시하는 고정자형상을 사용하여도 같은 효과가 있다.

실시의 형태 55

도 119는 이 발명의 실시의 형태 55에 관한 3극한류장치를 표시하는 사시도이고, 내부구성을 알 수 있도록 광체(230)의 일부를 잘라내서 표시하고 있다. 이3극 한류장치는 도 150에 표시한 종래예와 같이, 회로차단기와 직렬접속하여 사용함으로써, 3극한류차단기를 구성할 수 있다. 도 120은, 도 119의 3극한류장치의 폐로상태의 1극분의 도체구성과 통절연물(208)및 절연커버(209)를 표시하는 사시도이고, 통상절연물(208)및 절연커버(209)는 도전부를 구성하는 부분의 형상을 알 수 있도록 일부를 잘라내서 표시하고 있다.

도 119에서, 201은 가동자, 208은 폐로시의 접점쌍을 둘러싸는 통상절연물, 209는 고정자를 덮는 절연커버, 210은 슬라이드접촉자, 211은, 접점쌍에 접촉압을 주는 작동수단인 스프링, 212는 스프링걸이, 213은 가동자(201)의 회전축, 214는 접촉도체, 215a, 215b, 215c, 216a는 단자부, 219는 소호판, 226은 배기구, 236은 절연물광체이다.

도 120에서, 201은 가동접점(202)와, 이 가동접점(202)이 고착되어있는 가동암수직부(203)와, 이 가동암수직부(203)와 거의 직교하는 가동암 수평부(204)에 의해 구성되는 거의 L자상의 가동자이다. 이 가동자(201)는 고정접점(206)와 고정도체(207)에 의해 구성되는 고정자(205)와 한쌍의 접촉자쌍을 이루고 있으며 가동자(201)는 접촉압을 주는 작동수단인 스프링(211)에 의해 고정자(205)에 대하여 작동되어있다. 가동자(201)는 가동자회전축(213)은 중심으로 회전자재로 지지되어있으며, 슬라이드접촉자(210)및 접속도체(214)를 통하여 단자부(215a)와 전기적으로 접속되어있다. 한편, 고정자(205)는 통상절연물(208)과, 절연커버(209)에 의해, 고정접점(206) 근방과, 단자부(216a)와의 접속부 근방을 제외하고 덮혀져 있다. 도면중에 표시된 복수의 화살표는 통전시의 전류경로를 표시하고 있으며, 가동암수평부(204)의 전류와 고정도체(207)의 전류는 거의 평행이고 또한 반대방향으로 흐른다. 폐로상태의 접촉자쌍은 단자부(215a),(216a)를 연결하는 선에 거의 직교하도록 배치되어있다.

여기서, 상술한 실시의 형태 1의 설명문에서 도 2내지 도 4를 사용하여 표시한바와같이 아크식 한류장치내에서 한류차단동작시에 발생하는 비교적 단갭의 대전류아크의 아크전압을 고압력하에서 효과적으로 올리기 위한 조건이라는것은, 도 121에 표시하는 실험장치로서 수cm이하의 단갭대전류아크의 분위기압 P를 변화시켜서 아크전압변화를 측정한 결과를 도 4의 그래프에 표시한다.

도 121의 실험장치에서는, 둥근봉상의 전극을 대향시켜서 아크를 발생시키고 있으므로, 전극간거리는 아크길이 L와 같게된다.

도 122(a)로 부터 명백한바와같이, 아크전류치가 비교적 작은 경우, 아크분위기압 P가 높게되면 아크전압은 대부분의 아크길이 L에서 높게된다. 한편, 도 122(b)에 표시하는 바와같이, 아크전류치가 비교적 큰 경우, 아크분위기압P가 높게되어도 아크전압은 아크길이 L가 비교적 긴 경우를 제외하고 거의 변화하지 않는다.

도 122에 표시한 분위기압 P가 높은 경우의 아크전압 V(P-고)와 분위기압 P가 낮은 경우의 아크전압(P-저)과의 비 R를 취하고 그래프화하면 도 123에 표시하는 바와같이 된다.

도 123으로부터 명백한 바와같이, 아크전류치가 비교적 경우의 아크전압상승율 R는 아크길이가 길수록 높다. 한편, 아크전류치가 비교적 큰 경우의 아크전압상승율 R는, 아크길이가 어느값 이상으로 되지 않으면 거의 증가하지 않는 것을 알 수 있다. 이상으로부터 단갭 대전류 아크에서 아크분위기압을 상승시킴으로써, 아크전압을 효과적으로 상승시키기위한 조건이라는 것은 (a), 아크전류가 비교적 작다(b) 아크길이가 길다라는 2개를 동시에 만족하는 것이다.

단락등의 사고가 발생한 경우, 사고발상 직후로부터 회로전류는 급격하게 증대한다. 따라서, 상기 2개의 조건을 만족하여 높은 분위기압으로서 아크전압을 올려서 사고전류를 한류하는데는 (1)적어도 아크발생직후(사고발생직후)에 고압분위기를 만든다. (2)아크전류가 비교적 작을때 (사고 발생직후)에 아크길이를 길게할 필요가 있다.

사고전류가 증대한후에서는 분위기압을 올려도 그다지 한류성능은 향상하지 않는다. 또, 사고전류가 증대한 후의 고압분위기는 한류성능향상에 그다지 기여하지 않을 뿐만 아니라, 광체등의 파손의 원인이 된다.

도 119, 도120에 표시한 한류장치에서는, 단락사고등의 발생에 의해 통과전류가 급격히 증대하면, 접점 접촉면에서의 전류집중에 의한 전자반발력 F₁과, 상술한 가동암수평부(204)의 전류와 고정도체(207)의 전류에 의한 전자반발력 F₂에 스프링(211)에 의한 작동력에 대항하여 접점이 개극하고, 접점간에 아크 A가 발생한다.

이 상태의 접점쌍근방의 양상은 도 124에 표시한다. 아크의 발생에 수반하여 상기 접점접촉면에서의 전류집중에 의한 전자반발력 F₁은 소멸하나, 가동암수평부(4)의 전류와 고정도체(207)의 전류에 의한 전자반발력 F₂는 계속해서가동자(201)을 개극방향으로 회동시킨다.

또, 도 124에 표시하는 바와같이, 아크발생에 수반하여 아크의 열에 의해 통상절연물(208)의 내면에서 대량의 증기가 발생하고 통상절연물(208)로 포위된 통상공간(218)에 고압분위기가 발생한다.

이 통상공간(218)의 고압의 발생에 의해, 가동자(201)은 압력차에 의한 개극력 F_p를 받는다. 이 압력차에 의한 개극력 F_p와 상기 전자력 F₂에 의해 가동자(201)가 고속으로 회동하고, 접점이 고속개극한다.

이 고속개극에 의해 아크길이가 고압분위기중에서 급격히 신장되므로, 아크전압이 급격히 상승하고 사고전류가 피크치로 된다.

상기와 같이, 본 실시의 형태에서는, 통상절연물(208)과 자기전류에 의한 전자개폐력을 사용하여 고압분위기와 고속개극수단의 병용을 실현하고 있으나, 뛰어난 한류성능을 얻기 위하여는 상기 병용이 불가결하다. 도 125에서는, (a)고속개극수단을 사용하지 않는 경우와, (b)고속개극수단을 사용한 경우의 통상절연물의 효과를 표시하고 있다. 동 도면에서, ts는 사고발생시각, to는 접점개극시각 Vo는 접점간의 전극강하전압, 파선은 전원전압파형이다. 도 125(a)는 고속개극수단을 사용하지 않는 경우이고, 아크전압이 전원전압으로 되는 시각 t₁(통상절연물이 있는 경우), t₂(통상절연물이 없는경우)에 전류피크 Ip₁, Ip₂로 각각 된다. 고속개극수단을 사용하지 않으면, 사고전류의 상승에 비해 아크길이의 상승이 늦으므로, 통상절연물로서 고압분위기를 만들어도, 아크길이가 짧고 아크전압이 상승하는 상기 조건을 만족하는것은 어렵다. 따라서, 도 125(a)에서는, 통상절연물을 사용하여도 전류피크 Ip의 개선의 정도 △Ip-Ip₂-Ip₁은 작다.

한편, 도 125(b)에 표시하는 고속개극수단을 사용한 경우에서는 사고전류가 크게되기전에 아크길이가 충분히 길게되므로, 고압분위기에서 아크전압이 상승하는 상기 조건을 만족할 수 있다.

아크전압이 전원전압으로된 시각 t_1´(통상절연물이 있을때) t_2´(통상절연물이 없을때)의 전류피크 Ip를 각각 Ip´₁, Ip´₂로 하면 전류피크 Ip의 개선의 정도 △Ip´= Ip´₂- Ip´₁는, 고속개극수단을 사용하지 않았던 경우의 전류피크 Ip의 개선의 정도 △Ip보다 극적으로 큰것을 알 수 있다.

그런데, 이 발명에서는 가동자 개극직후에 아크분위기압을 고압으로 하기 위하여 고정접점(206)을 둘러싸도록 통상절연물(208)을 배치하고 있다.

접점간에 발생하는 아크의 열에 의해 고정접점근방에 배치한 절연물로부터 대량의 증기를 발생시키는 배치는 예컨대 일본국 특개평 7-22061호 공보의 도 16, 도 17에 표시되어있다. 그러나, 이 선행예에서는, 고정접점근방에 배치되는 절연물은 폐로상태의 가동자를 좌우로부터 끼우는 형상을 하고 있으며, 절연물에서 발생한 증기는 즉시 폐로상태의 가동자선단측 및 가동자회동중심측으로 흘러나오고, 아크분위기를 충분히 고압으로 할 수 없다. 아크전압을 급격히 상승하는데는, 개극초기의 아크릴 고정접점과 가동접점과 통상절연물로 둘러싸는 통상공간에 넣을 필요가 있고, 아크전압 상승속도향상의 대폭적인 향상에는, 고정접점을 둘러싸는 절연물형상을 통상으로 하는것이 불가결하다.

도 124의 상태에서 더 가동자(201)이 회동되고, 최대개극위치에 도달한 상태를 도 126에 표시한다. 이 상태에서는 가동접점(202)는 통상공간(218)외에 위치하고 있으며, 충분한 크기의 아크전압을 발생하고 있다.

또, 도 126중에 화살표로 표시하는 바와같이, 통상공간(218)로부터 아크주위 축방향에 따른 절연물증기의 흐름(백색도장 화살표로 표시한다)이 아크의 열을 빼앗아 아크를 냉각하므로, 아크저항이 보다 높게되고 사고전류는 급격히 영점으로 향한다. 따라서, 한류성능의 지표의 하나인 통과에너지를 보다작게 할 수 있다.

또, 도 119에 표시하는 바와같이, 가동자 개극방향측(통상절연물(208)의 개구부측)의 광체벽에 배기구(226)를 설치함으로써, 도 126중에 백색도장화살표로 표시한 절연물증기의 흐름을 빠르게 할 수 있고, 가동접점(2)근방의 전극금속증기를 용이하게 불어날려 버릴 수 있다.

이로인해, 전극간에 전류를 차단하는데에 충분한 절연회복을 발생시키는 것도 가능하면 차단능력이 낮은 회로차단기를 직렬접속하여 사용하여도, 확실하게 전류를 차단할 수 있는 신뢰성이 높은 한류장치를 얻을 수 있다.

또, 상술과 같이 전류피크치의 차단동작후반에서, 가동접점(202)을 통상공간 (218)외로 이동시킴으로써, 아크전압의 상승에 효과적으로 연결되지 않는 통상절연물(208)로부터의 증기발생을 제한하고 내압이 필요이상 증대하는것을 방지할 수 있다.

그런데, 본 실시의 형태에선,ㄴ 도 149에 표시한 2쌍의 접촉자를 갖는 종래예와 다르고, 한쌍의 접촉자도 높은 한류성능이 얻어지므로, 저임피던스의 한류성능에 뛰어난 한류장치가 얻어지며, 큰 통전용량이 구해지는 회로로의 적용이 용이하게된다.

또, 도 150에 표시한 종래예와 같이, 한류장치를 회로차단기와 직접 접촉하여 사용하는 경우, 배전반으로의 수납성을 구려하면, 한류장치의 폭 W는 회로차단기의 폭 W와 동등 또는 짧은 쪽이 좋은것은 명백하다. 종래의 2쌍의 접촉자쌍을 졍치하는 구성에서는 이와같은 폭 W의 제한을 만족하기 위하여 가동자가 회동하는면과, 평행인 관체측벽의 두께를 두껍게 할 수 없고, 단락차단시의 내압상승에 의한 파손을 방지하기 위하여 두께가 얇고 강도가 강한 고가의 절연재를 사용하여 광체를 작성하고 있었다.

그러나, 본 실시의 형태에서는, 높은 한류성능을 얻는데에 한쌍의 접촉자밖에 사용하지 않으므로, 상기와 같은 폭 W의 제한이 있는 경우에서도, 상기 광체측벽의 두께를 두껍게 할 수 있으므로, 염가인 재료로서 광체를 만들 수 있다. 역으로, 본 실시의 형태에 의하면, 아크에 의한 광체내압의 상승이 억제되어있기 때문에 광체벽의 두께를 얇게하여 2쌍의 접점쌍을 사용하는것도 가능하다.

실시의 형태 56

다음에, 이 발명의 실시의 형태 56을 도 127에 대하여 설명한다.

도 127은 실시의 형태 56에 고나한 한류장치의 내부구성을 표시하는 다면도이도, 스프링등은 도시를 생략하고 있다. 본 실시의 형태가 도 119에 표시하는실시의 형태 55와 다른것은, 단자부(215),(216)가 공체(230)의 부착면(저부)(296)으로부터 H´만큼 높은 위치에 설치되어 있는 점이다. 이때문에, 본 실시의 형태에서는 가동자(201)의 암과 고정자(205)와의 평행배치전로부분을 확보하고, 또한 단자부(215),(216)과의 접속을 하기 위하여 고정도체(207)의 하부를 U자상으로 구부려서 단자부(216)에 접속하는 동시에, 가동자(201)는 가요도체(27)를 사용하고 이를 거의 U자상으로 구부려서 단자부(215)에 접속하고 있다.

그런데, 도 150에 표시하는 종래예와 같이, 한류장치를 회로차단기에 직접 연접하는 경우, 한류장치와 회로차단기의 단자부가 직접걸어맞추도록 한류장치의 단자를 부착면 보다 H´만큼 높은 위치에 설치할 필요가 있다.

또, 배전반으로의 수납성을 고려하면, 한류장치의 높이 H는 회로차단기높이와 동등 또는 낮은쪽이 좋다는것은 명백하다. 이와같은 외형의 제한에 따라 폐로상태의 가동자(201)와 고정자(205)에, 고속개극에 필요한 거의 평행이고 또한 반대방향의 전로(이하 반발전로라고 부른다)를 충분한 길이에 설치하기 위하여는 도 127에 표시하는 바와같이 고정도체(7)를 거의 U자상으로하여 고정자측의 전로를 부착면(296)에서 반환하는 동시에 가동자회전축(213)을 단자부(215),(216)의 높이보다 부착면(296)측의 낮은 위치에 설치할 필요가 있다.

상기와같은 구성을 사용하면, 상술과 같은 외형의 제한이 있는 경우에서도 한류성능을 얻기위하여 필요한 반발전로길이를 얻을 수 있다. 그러나, 도 127중 백색도장의 화살표로 표시하는 전류성분이 발생하는 자계가 가동자의 고속개극을 방해하도록 작용하므로, 실시의 형태 55와 같은 반발전로길이의 경우, 실시의 형태55보다 개극속도가 저하된다. 그래서, 상기 높이 H및 단자부 높이 H´의 제한하에서, 실시의 형태 55보다 가동자의 개극속도를 더욱 높인것이 다음의 실시의 형태 57이다.

실시의 형태 57

본 발명의 실시의 형태 57를 도 128에 표시한다. 도 128은 실시의 형태 57의 한류장치의 내부구성을 표시하는 단면도이고, 스프링등은 도시를 생략하고 있다. 본 실시의 형태에서는, 실시의 형태 56과 다르고, 가동자(201)는 가요도체(272)로 먼쪽, 즉 고정자(205)의 배후에 설치된 단자부(216), 또 고정자(205)는 고정도체(207)를 연장하여 먼쪽, 즉 가동자(201)의 배후에 설치된 단자부(215)에 각각 전기적으로 접속되어있다.

고정접점(206)과 단자(215)를 전기적으로 접속하는 고정도체(207)는, 전로(207a),(207b),(207c)로 구성되어있다. 207a는 반발전로를 형성하는 전로, 207b는 일단이 전로(207a)에 접속되고, 폐로상태의 가동자(201)의 가동암과 직교하여 가동자(201)의 하방에 배치되는 전도, 207c는 전로(207b)의 타단과 단자부(215)를 연결하는 전로이다.

여기서, 폐로상태의 접촉자쌍의 반발전로부는, 단자부(215),(216)를 연결하는 선에 거의 직교하도록 배치되어있고, 가동자선단부에 대향하는 위치에 복수의 말굽형의 소호판(219)가 설치되어있다. 또, 고정자(205)의 고정접점(206)이 고착되어 있는 단부측의 고정도체를 위쪽으로 연장되어 있고, 연장된 도체(238)에 절연물커버(209a)로 부터 소호판(219)측으로 노출하는 아크런너(234)가 설치되어있다.

상기와 같은 전로배칭데서는, 폐로상태에서, 고정도체(7)를 흐르는 전류가 만드는 모든 자계가 가동자(201)를 개극시키는 방향으로,작용하므로, 단락차단시에는 가동자(201)이 보다 고속 개극된다. 따라서, 상기 전료구성을 고압분위기를 발생시기는 수단인 통상절연물(208)과 병용함으로써 아크전압의 상상을 대폭적으로 개선할 수 있고, 한류성능이 한층 향상된다.

그런데, 본 발명에서는 단락차단시에 통상절연물(208)내로 아크를 발생시키기 위하여, 고정접점(206)측의 아크스폿이 통상절연물(208)의 내경으로 제한되며, 전류밀도가 상승된다. 이로인해 고정접점(206)의 손모가 크게되는 경우가 있고 가능한 한류동작회수가 제한된다.

그러나, 본 실시의 형태 57에서는 상술과 같이 고정접점(206)의 상방에 아크 A가 전류하는 아크런너(234)가 설치되어있고, 도 129에 표시하는 바와같이 가동자(201)가 회동하여 가동접점(202)가 통상공간외로 이동한 한류동작후반에서 가동접점(202)측의 아크분출방향은 고정접점(206)으로부터 소호판(219)측으로 방향을 바꾼다.

또, 아크는 고정도체(207a), (207b), (207c)및 가동자(201)을 흐르는 전류에 의해, 소호판(219)방향으로 전자력을 받는다.

이들의 아크구동력에 의해 고정자(205)측의 아크스폿은 고정접점(206)으로부터 아크런너(234)로 이동한다. 따라서, 고정접점(206)및 통상절연물(208)의 소모가 억제되고, 반복사용가능한 내구성이 뛰어난 한류장치가 얻어진다.

또, 도 129에 표시하는 바와같이 아크가 아크런너(234)로 전류함으로써, 아크가 소호판(219)에 의해 강하게 접속되고, 아크의 열이 소호판(219)의 증발잠열에 의해 빼겨지며 아크온도가 저하하므로 차단동작후반의 광체내압상승을 저감할 수 있다.

일반적으로 배선용 차단기에서 사용되는 몰드재의 충격응력에 대한 기계강도는 정적응력에 대한 기계강도보다 크다.

따라서, 차단동작후반에서의 공체내압의 저하는, 몰드재로 작성된 광체의 갈라짐을 방지하는 효과가 있다.

상술과 같이 아크런너(234)에 고정접점(266)측의 아크스폿을 전류시킴으로써 고정접점(206)의 소모를 저감할 수 있다. 아크런너(234)의 아크가 전류한 순간에 고정접점(206)근방의 아크가 통상공간(218)외로 이동하고 통상공간(218)의 고압분위기로 높여져있던 아크전압이 저하한다.

이 아크전압의 저하가 전류피크이전에 생기면, 전류피크가 대폭적으로 증대하고, 한류성능이 대폭적으로 저하한다. 또, 만일 상기 아크전압의 저하가 전류피크이후에 생겨도, 한류동작후반의 전류의 감소속도가 저하하여 차단시간이 길게되고 통과에너지가 크게되는 일이 있다.

이와같은 문제를 해결한 것이 다음의 실시의 형태 58이다.

실시의 형태 58

본 발명의 실시의 형태 58을 도 130에 표시한다.

도 130에 표시하는 실시의 형태 58은 아크런너(234)의 주위의 절연커버 (209a)를 통상으로하여, 아크런너통상공간(239)을 형성하고있다. 이와같이하면, 가동자(201)가 회동하여 가동접점(202)과 통상공간(218)으로부터 나와도 즉시 고정접점측 아크스폿이 라크런너(234)로 전류하지 않고, 통상공간(218)내에서으 고압분위기를 이용한 아크전압상승을 유효하게 이용할 수 있고 전류피크를 작게 억제할 수 있다.

또, 아크가 아크런너(234)로 전류한 후도, 아크런더(234)가 통상의 절연커버(209a)에 둘러싸여진 아크런너 통상공간(239)내에 있기 때문에 아크전압이 저하되는 일이 없고, 차단시간을 단축할 수 있으며 통과에너지의 저감에 연결된다.

실시의 형태 59

본 발명에서는 예컨대 도 120에 표시하는 바와같이 통상절연물(208)내에서 개극초기에 아크를 발생시키기 위하여 가동자(201)의 선단부는 거의 L자상의 형상으로 되어있다. 이때문에, 가동자(201)측의 아크스폿은 가동접점(202)으로부터 가동자(201)의 소호판측의 단면으로 이동하기 어려우므로, 차단동작후반으로 되어도 가동자측 아크분출방향이 소호판방향으로 향하지 않고, 아크가 소호판(219)에 접촉하기 어렵다.

따라서, 소호판(219)의 아크냉각효과를 유효하게 이용할 수 없고, 한류동작후반에서, 아크전압상승에 연결되지 않는 불필요한 광체내압상승을 초래하는 경우가 있다. 그래서, 본 실시의 형태 59에서는 도 131에 표시하는 바와같이 일단이접속도체(214)에 전기적으로 접속되고, 타단이 소호판(219)측으로 뻗는 가동자 (201)과거의 같은 전위의 전류전극(237)을 가동자(201)의 배후에 설치하고, 가동접점(202)측의 아크스폿이 전류전극(237)로 전류하여 소호판(219)방향으로 이동하도록 구성하고있다.

또, 실시의 형태 57, 실시의 형태 58과 같이 고정자(205)측도 아크스폿이 아크런너에 의해 소호판(219)측으로 전류하는 구성으로 하고 있으며, 아크는 소호판(219)에 의해 확실하게 분단, 냉각된다.

따라서, 한류동작후반에서의 불필요한 광체내압상승을 방지할 수 있다.

실시의 형태 60

상술과 같이, 본 발명에서는 가동자선단부는 거의 L자상의 형상으로 되어있기때문에, 가동자(201)측의 아크스폿은 가동자(201)의 소호판측의 단면으로 이동하기 어렵다. 따라서, 가동자측의 아크스폿근방의 전류는, 가동접점(202)에 집중하고, 가동접점(202)의 소모가 크게되기 쉽다. 그래서 본 실시의 형태 60에서는, 도 132에 표시하는 바와같이, 전류전극(237a)에 개방상태의 가동자(201)의 선단부가 들어가는 슬릿을 설치하고, 도 131에 표시하는 봉상전류전극(237)과 비교하여 가동접점측 아크스폿을 한류동작중의 비교적 빠른시기에 확실하게 전류전극(237a)에 전류시키는 구성으로 하고 있다.

전류전극(237a)에 전류한 아크는 소호판(219)의 흡인작용과 고정자(205)및 전류전극(237a)을 흐르는 전류에 의한 전자구동력에 의해 전류전극(237a)에선단ㅂ2ㅜ로 구동되어 아크길이가 급속히 신장하고, 아크전압이 상승한다. 이와같은 비교적 빠른 시점에서의 가동자(201)로부터 전류전극(237a)로의 전류에 의해, 가동접점(202)의 손모는 실시의 형태 5의 것보다 대폭적으로 저감할 수 있고, 한류장치의 내구성이 향상된다.

실시의 형태 61

본 발명의 실시의 형태 61은 도 133에 표시한다. 도 133은 고정자(205)의 고정접점(206)측 단부근방과 가동자(201)의 선단부와 소호판(219)을 표시하는 부분단면도이고, 가동자(201)는 개극동작도중의 위치에 있다. 기타는 도시되어있지 않으나 도 119에 표시한 실시형태와 기본적으로 동일구성이다. 도 133에 표시한 통상절연물(208)은, 통상공간(218)의 개방단측으로 향하여 넓혀지는 형상으로 되고, 가동자회전중심9회전축(213)도시하지 않음)으로부터 먼쪽의 통상절연물벽이 나팔상으로 넓혀지게 구성되어있다.

이 통상절연물(208)의 형상에 의해, 통상공간(218)내에서 발생한 고압증기의 흐름이 도면중 화살표로 표시하는 바와같이, 소호판(219)측으로 흐르므로, 접점간의 아크가 이 증기류에 의해 소호판(219)로 길게 신장된다.

이 아크를 증기류로 소호판(219)로 인도하는 작용은 도면에 표시하는 바와같이 가동자회전중심에서 먼족의 통상절연물벽의 높이를 가동자회전중심에 가까운 쪽의 벽높이보다 낮게 함으로써 강화된다.

이와같이, 소호판(219)에 의한 아크냉각효과를 유효하게 이용할 수 있는 구성으로 하면, 아크의 열에 의해 소호유닛광체내압이 높게되는 것을 방지할 수 있고, 광체의 기게적강도는 내릴 수 있으므로, 코스트저감에 연결된다.

실시의 형태 62

본 발명의 실시의 형태 62를 도 134에 표시한다. 도 134는, 통상절연물 (208)과 고정자9205)의 고정접점측의 단부를 표시하는 부분단면도 이고,통상절연물(208)은 통내면을 형성하는 절연물(208a)와 그 주위의 절연물(208b)에 의해 구성된다. 절연물(208a)는 아크에 폭로되면 즉시 대량의 증기를 발생하는 성질을 갖는 재료, 예컨대, 유리섬유등의 강화재를 소량만, 또는 전혀 포함하지 않는 수지재로서 형성되며, 절연물(208b)은 기게적강도가 뛰어난 강화수지 또는 세라믹으로 성형된다.

이와같이 구성하면, 통상공간(218)에서 발생하는 고압력에 기계적으로 견딜 수 없는 재료를 통내면의 재료로서 사용할 수있으므로, 통상절연물(208)로서 기게적 특성에 관계없이 대량의 증기를 발생하는 물질을 적용할 수 있고, 개극초기의 통상공간(218)내의 압력상승속도를 높일 수 있으며, 아크전압이 급격히 상승하므로 한류성능이 향상된다.

실시의 형태 63

본 발명의 실시의 형태 63은 도 135에 표시한다. 도 135는, 통상절연물(208)과 고정자(205)의 고정접점측의 단부와 가동자(201)의 가동접점측선단부를 표시하는 부분단면도이고, 도면중, 가동자(201)의 회동중심에서 가장 먼 부위가 개극동작에 의해 그리는 궤적을 파산으로 표시하고 있다. 통상절연물(208)의 가동자선단부에 대향하는 면은 이 파선에 일정한 간격을 갖도록 형성된다.

일반적으로, 가동자(201)의 회전중심은 접점접촉면보다 상방(고정자에서 먼측)에 설치되어 있으므로, 가동자(201)의 궤적은 고정접점위치로부터 가동자회전중심보다 먼측으로 부풀러오른다.

이때문에, 만약 통상절연물(208)의 가동자 선단부에 대향하는 면을 수직으로하면, 상기 면을 고정접점(206)에서 떨어진 위치에 배치할 필요가 있으며, 통상절연물(208)로 둘러싸인 통상공간(218)의 용적이 크게된다. 이때문에 충분히 높은 고압분위기를 만드는데 시간이 걸리는 경우가 있다. 그래서, 상기 가동자선단부의 궤적에 따라서 통상절연물(208)의 내면을 형성하면, 동일개극거리에서의 통상공간(218)의 용적을 작게할 수 있고, 상기 공간의 압력상승속도를 높게할 수 있으며 아크전압이 급격히 상승하므로, 한류성능이 향상된다.

실시의 형태 64

본 발명의 실시의 형태 64를 도 136에 표시한다. 도 136은 통상절연물(208)과 고정자(205)의 고정접점측의 단부와 가동자(201)의 가동접점측선단부를 표시하는 부분단면도이고 고정자(205)의 단부의 고정접점(206)의 주위를, 통상절연물(208)의통내면측으로 내어붙인 절연부위(208c)도 덮혀져 있다.

기타는 도시하지 않으나, 도 119에 표시한 실시형태와 기본적으로 동일구성이다.

통상절연물(208)로 둘러싸인 통상공간(218)은 일반적으로 가동자(201)의 개폐동작시의 궤적이나 흔들림을 고려하여 고정접점(206)의 접촉면보다 큰 단면을 갖는다.

이때문에, 절연부위(208c)를 설치하지 않는 경우, 가동자(201)측에서 고정접점(206)의 접촉면을 보면, 고정접점(206)의 주위에 고정도체(207)의 일부가 노출되어 보인다. 차단동작시에 아크가 발생하면, 곶어접점측의 아크스폿은 이 노출부까지 넓혀진다.

이에대하여, 절연부위(208c)가 고정자측의 아크스폿은 고정접점(206)의 면적에 의한 제한을 받고 절연부위(208c)가 없는 경우보다, 고정접점근방의 아크직경이 조여지고, 아크전압이 상승한다. 또 절연부위(208c)에서 발생하는 절연물중기의 분만큼 증기발생량이 증가하면 충분한 고압분위기를 재빨리 형성할 수 있으므로 한류성능이 향상된다.

실시의 형태 65

본 발명의 실시의 형태 65를 도 137에 표시한다. 도 137은 통상절연물(208)과 고정자(205)의 고정접점측의 단부와, 가동자(201)의 가동접점측 선단부를 표시하는 부분단면도이고, 통상공간(218)을 둘러싸는 통상절연물(208)의 벽내, 가동자회전중심에 가까운측의 벽높이를 가동자회전중심에서 먼측의 벽 높이보다 낮게하고있다. 기타는 도시하지 않으나, 도 119에 표시한 실시형태와 기본적으로 동일구성이다.

차단동작시에 접점간에 바생하는 아크에는, 고정도체(207)및 가동압수평부 (204)를 흐르는 전류에 의해, 구동자회동중심과 반대측에 전자구동력이 발생한다. 따라서, 통상공간(218)내에 있는 아크는 가동자회전중심에서 먼측의 벽에 의해 강하게 접촉한다.

또, 가동자(201)을 고속개극하기 위하여는, 가동자(201)의 관성모멘트를 작게한쪽이 유리하나, 통상절연물(208)의 통높이에 의해 결정되는 가동암수직부(203)이 길게되면, 가동자 관성모멘트는 증가한다. 그래서, 도 137에 표시하는 바와같이 통상절연물(208)의 가동자회전중심에 가까운 측의 벽 높이를 가동자 회전중심에서 먼측의 벽 높이보다 낮게함으로써 가동암 수직부(203)의 길이를 짧게하여 관성 모멘트를 저감하고 또한 충분한 통상절연물 증기를 발생시켜서 충분한 고압분위기를 만들 수 있고 한류특성을 보다 향상시킬 수 있다.

실시의 형태 66

다음에, 본 발명의 실시의 형태 66을 도 138에 표시한다.

도 138은 본 실시의 형태의 가동자(201)를 표시하는 사시도이고, 가동자 (201)는, 가동접점(202), 가동암수직부(203), 부위 (204c),(204d),(204e)로 되는 가동암수평부(204)및 가동자암부의 고정접점측의 면을 덮는 절연물(241)에 의해 구성되며 거의 훅(hook)형의 형상이 된다. 이와같이 가동자(201)을 거의 훅형으로함으로써, 통상절연물을 사용하는 경우에서도 폐로상태의 고정도체와 가동암수 평부(204e)와의 거리를 가깝게 할 수 있다. 또한 기타는 도시하지 않으나, 도 119에 표시한 실시형태와 기본적으로 동일구성이다.

도 139는, 본 실시의 형태의 폐로상태의 가동자(201), 고정자(205)및 통상절연물(208)을 표시하는 도면이고, 도면중, 전류의 흐름을 화살표로 표시하고 있다. 동도면에서 명백한 바와같이, 사고전류발생시에 전자개극령을 발생하는 고정도체(207)와 가동암수평부(204e)를 각각 흐르는 반대방향의 전류가 예컨대 도 120에 표시하는 L형가동자를 사용하는 경우보다 한층 가까워지고, 전자반발력이 증대되며 개극속도가 향상된다.

그러나, 도 140에 표시하는 바와같이, 가동자(201)의 개방상태의 회전각 θ이 크게되면, 가동자(201)을 훅형으로 함으로써 아크가 가동암부에 접촉하고 분류할 가능성이 높게된다. 이와같이 아크가 가동암에 접촉되면, 가동암이 용융하여 가늘게되며, 개폐에 견딜 수 있는 충분한 기계적강도를 유지할 수 없을뿐 아니라, 차단동작후반의 아크전압이 저하하여 한류성능이 악화된다. 그래서, 적어도 고정접점(206)표면에서 바라다보는 가동암의 가동접점에서 가동자 회동중심측의 부위를 절연물(241)로서 덮을 필요가 있다. 이와같은 가동암으로의 분류는, 가동자(201)의 회전각 θ가 크게되면 실시의 형태 55에서 표시한 거의 L자상의 가동자에서도 생기는 일이 있으며, 상기와 같은 가동암의 절연이 필요하게 된다.

실시의 형태 67

도 141은 본 발명의 실시의 형태 67를 표시한다. 통상, 가동자(201)의 회전중심 근방에는, 가동자가 회전자재로 또한 전기적으로 접속하는 부품이 배치된다. 예컨대 도 120에 표시한 실시의 형태에서는, 슬라이드 접촉자(216)가 배치되어있다. 또 도 120에 표시하는 바와같이 비틀림스프링(211)으로서 접압을 발생하는 경우, 가동자회전중심근방에는 스프링이 배치되어있다.

따라서, 고정자(205)와 가동자회전축(213)의 거리는, 어느치 이상으로 작게할 수 없다.

그래서 도 141에 표시하는 바와같이, 가동자(201)의 형상을 거의 S자상으로 국곡하여, 도 139에 표시하는 거의 훅형의 가동자보다 굴곡부를 하나 증가시키면, 가동암수평부(204e)와 고정도체(207)와의 거리를 멀리하는 일 없이, 상기 슬라이드 접촉부 및 비틀림 스프링등을 배치할 수 있으므로 회전축(213)이 고정도체(207)로 부터 떨어져 있는 경우에서도, 사고전류 발생시에 큰 전자개극력을 얻을 수 있다.

또한, 기타는 도시되어 있지 않으나, 도 119에 표시한 실시형태와 기본적으로 동일구성이다.

실시의 형태 68

도 142는 본 발명의 실시의 형태 68을 표시한다. 동도면에서는, 폐로상태의 거의 L자상의 가동자(201)와 가동암수평부(204)와 대향하는 고정도체(207)의 부위가 가동암 수평부(204)에 가까워지도록 구부려진 고정자(205)가 표시되어 있다. 또한 기타는 도시되어있지 않으나, 도 119에 표시한 실시형태와 기본적으로 동일구성이다.

이와같이, 고정도체측을 가동암(204)로 가깝게 하여도 실시의 형태 67과 같은 효과가 있다. 또, 본예에서는, 가동자(201)가 거의 L자상으로 되므로, 실시의 형태 66 또는 실시의 형태 67에 표시한 거의 훅형의 가동자 또는 거의 S자상의 가동자보다 관성모멘트를 작게할 수 있으므로 보다 고속개극이 가능하게 된다.

실시의 형태 69

실시의 형태 55에서는 한쌍의 접촉자쌍을 갖는 한류장치를 표시하였으나, 종래예의 도 152및 도 153에 표시하는 바와같은 2쌍의 접촉자쌍을 갖는 도체배치로서, 양가동자선단부를 거의 L자상으로하고, 양 고정접점의 주위에 도 2에 표시한 바와같은 통상절연물을 배치하고, 한류동작시에 통상공간내에서 2개의 직렬아크를 발생시키면 보다 한류성능이 향상된다. 이로인해, 회로에 직렬접속된 전자개폐기를 보호하는 능력이 높이지므로, 전자개폐기의 내용착성을 내릴 수 있고, 배전계통전체로서 코스트를 저감할 수 있다.

또한, 실시의 형태 55내지 실시의 형태 69에 표시한 한류장치를, 한류장치로 작게 조여진 전류를 차단하는 능력을 갖는 회로차단기의 길이방향에 연접함으로써 한류성능이 뛰어난 회로차단기가 얻어진다. 이때 도 150, 도 151에 표시한 종래예와 같이 한류장치의 폭치수 및 높이치수를 상기 회로차단기와 동일이하로 하면, 배전반으로의 수납상이 향상된다.

실시의 형태 70

이 발명의 실시의 형태 70은 도 14내지 도 145에 표시한다.

도 143은, 통상절연물(225)의 형상 및 고정자(205)에 연접된 연장도체(292)로서 구성되는 아크런너(279)를 제외하고 기본적으로 도 38에 표시한 실시의 형태 16과 같다. 도 143의 통상절연물(225)의 통단면은 실시의 형태 16과 다르고 단자부(215)측으로 넓혀진 형상을 하고 있다. 또, 고정자(5)의 고정접점측 단부에는 단자부(215)측으로 뻗는 아크런너(279)가 설치되어있다.

그런데, 예컨대 도 38에 표시한 실시의 형태 16과 같이, 통상절연물(225)의 통단면을 고정접점(206)과 거의 같게하면, 단락전류차단시에는, 접점간에 아크발생한때의 통상공간내의 압력의 상승이 크므로, 아크전압이 급속히 상승하고 뛰어난 한류성능이 얻어진다. 이 뛰어난 한류성능에 의해, 차단기의 통과에너지가 작게되므로 접점쌍이나 소호판의 손모가 종래보다 감소한다. 그러나, 회로전압이 비교적 높은 회로에서는 아크전압에의한 한류작용이 현저하게 나타나기 어려운 일이 있다. 이와같은 경우, 차단기를 통과하는 에너지를 아크전압으로서 작게 억제할 수 없고, 접점쌍이나 소호판의 손모가 크게되며 차단후의 재통전이나 반복차단이 될 수 없는 이링 있다. 특히 도 38에 표시한 실시의 형태 16과 같이, 통단면적이 비교적 작은 통상절연물을 사용하면, 고정자측 아크스폿이 고압분위기중에서 항상 고정접점상에 있고, 사고 전류를 충분히 조여서 나출 수 없으면 고정접점의 손모가 극적으로 증가한다.

또, 고정자측 아크런너가 항상 고정자상에 있으면, 정격전류차단등의 비교적소전류의 다빈도차단에서도 고정접점의 손모가 크고 회로차단기의 통전개폐수평이 제한되는 일이 있다.

그래서, 본 실시의 형태에서는, 통상절연물(225)의 통상공간을 단자부(215)측으로 넓히고 또한 고정접점(206)의 아크스폿이 이동하는 아크런너(279)를 설치하고 있다. 이와같은 구성으로하면 도 144에 표시하는 바와같이 개극직후에 발생한 아크는 전로(286b)및 (286c)의 전류에 의한 전자구동력과, 동도면중 흑화살표로 표시하는 통상절연물의 가동자회전중심(213)측의 통벽면에서 발생하는 증기류의 힘에 의해 단자부(215)측으로 재빨리 밀려 내어지므로, 상술한 고정접점(286)의 손모가 억제된다. 또, 도 145에 표시하는 바와같이, 개극거리가 어느정도 크게되면, 고정자측 아크스폿이 아크런너(279)의 선단부로 이동하므로, 아크가 말굽형의 철제 소호판에 접촉하기 쉽게된다.

이때문에, 아크온도가 저하하고 광체내압의 상승이 억제된다.

또, 비교적 소전류의 다빈도의 통전개폐에 수반하는 통상절연물의 통벽면의 탄화나 변질에 따른 연면저항의 저하가 발생하느 경우에도, 소호판에 아크가 충분히 인입되므로 소호판에 의한 소호작용으로 전류를 차단할 수 있고, 차단의 신뢰성이 향상된다.

도 143내지 도 145에서는 대략 J자상의 고정자형상은 표시하였으나, 도 59, 도 114, 도 44, 도 48에 표시한 고정자의 고정접점측단부에 아크런너를 추가하고 상기 아크런너측으로 넓혀진 통상절연물과 조합함으로써, 마찬가지의 효과가 얻어지낟.

특히, 고정접점근방의 가동자회전중심측에 아크와 반대방향의 전류성분을 갖는 전류가 흐르는 전로(286d)가 설치되어있는 도 40, 도 44, 도 48에서는 전로 (286d)의 전류에 의한 아크로의 전자구동력이 강하고 개극직후의 빠른 시점에서 아크가 아크런너로 이동하므로, 접점소모개선효과가 보다 크다.

그런데, 이와같이 통단면적을 크게하면, 통상공간의 내압상승이 늦게되고, 도 38에 표시한 비교적 작은 통상단면을 갖는 통상절연물을 사용한 경우와 비교하면, 개극직후의 아크전압의 상승속도가 저하된다.

그러나, 종래의 가동자의 좌우에 절연물을 배치하고, 이 절연물로부터의 냉각증기를 이용하여 아크전압을 상승시키는 수법과 비교하면 개극초기에서는, 아크가 가동자회전중심측의 통벽면에 접촉하고 아크가 아크런너로 이동후는 단자부(215)측의 통벽면에 눌려지므로, 통상공간내압은 종래보다 높게되며, 아크전압의 상승속도도 종래와 비교하면 빠르게된다.

또, 도 143에 표시하는 바와같이, 양 접촉자쌍은 소호유닛광체본체(236), 소호유닛광체뚜껑(237)(도시하지 않음)내에 있고, 통상공간(326)에서 발생한 아크에 의해 압력상승은 즉시 외부로 배출되지 않으며, 상기 광체(236),(237)내의 내압을 상승시킨다.

따라서, 통상절연물을 수지등의 비교적 분해온도가 낮은 절연물로 구성하여 통상절연물에서 충분한 증기를 발생시키면, 아크전압을 상승시켜서 한류성능을 향상시키는데 충분한 압력상승을 얻을 수 있다.

실시의 형태 71

이 발명의 실시의 형태 71을 도 146에 표시한다.

본 실시의 형태는, 도 146에 표시한 소호판(219a)를 제외하고 기본적으로 실시의 형태 70과 같다.

도 146은, 사고전류차단동작중의 개극거리가 어느정도 크게된 시점의 접점대 근방의 상태를 표시하고 있다. 도 146에 표시하는 바와같이 개극거리가 어느정도 크게되는 전류피크이후의 차단동작후반에서, 고정자측 아크스폿은 아크런너(279)의 선단부로 이동한다. 이때 통상공간내의 단자부(215)측에 소호판(219a)를 설치해두면, 아크가 통상공간내의 소호판에 접촉되어 아크온도가 저하되고 광체내압의 상승이 억제된다. 따라서 광체에 구해지는 기계적 강도를 낮게할 수 있고 광체가 염가로된다.

이상과 같이, 이 발명에 의하면, 하나의 소호장치로서 뛰어난 한류기능을 갖는 저코스트인 한류장치를 얻을 수 있는 동시에 한류성능이 뛰어나고 또한 임피던스가 작고 접점개폐방향의 치수가 작게될 수 있다.

또, 한류성능향상에 효과적으로 연결되지 않는 차단시의 광체내압상승을 억제하고 광체에 필요하게되는 강도를 저감가능한 한류기능을 갖는 한류장치를 얻을 수 있다.

또, 광체의 양측면에 설치된 단자부의 높이 위치에 관계없이 전자반발력을 발생하는 가동자, 고정자의 전로배치로 하고 있기 때문에 고속개극이 가능하게된다.

또, 아크런너나 전류전극을 설치함으로써 접점소모를 감소하고 반복사용에도 견디는 신뢰성이 높은 한류장치를 얻을 수 있다.

또, 광체의 반대측면에 설치된 각각의 단자부의 높이를 회로차단기의 단자위치에 맞춰서 단자거리를 직결함으로써 회로차단기와 일체로 연접하여 한류차단기를 얻는것이 용이하다.

전극간의 절연을 급속히 회복시키므로, 확실하게 전류를 차단할 수 있고, 절연파괴에 기인하는 재점호가 생기기 어려운 신뢰성이 높은 한류기능을 갖는 회로차단기가 얻어지낟.

또, 전류차단동작중에 가동암이 아크에 의해 용융하는 일이 없고 가동자의 기계강도의 저하를 방지할 수 있다.

또, 이 발명에 의하면 폐로상상태에서 가동접점과 고정접점을 통상절연물에 의한 통상공간내에 배치하고, 개방상태에서는 가동접점이 통상공간외에 있도록 배치하기때문에 아크발생초기의 분위기압이 높여지고, 적은 부품수의 간단한 구성으로 차단성능을 향상시키며 불필요한 광체내압의 상승을 억제할 수 있다.

또, 통상절연물의 통상공간의 형상재질은 여러가지로 바꿈으로써, 아크의 소호판으로의 유도를 확실하게 하여 아크냉각효과를 유효하게 이용할 수 있고, 또 아크에 의한 증기발생을 용이하게 통상공간내의 압력의 상승속도를 높이며, 아크전압을 급속히 상승시킴으로써, 광체내압이 높게되는것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또, 광체의 양측면에 설치된 단자부의 높이 위치에 관계없이 전자반발력을 발생하는 가동자, 고정자의 전로배치로 하고 있기때문에 고속개극이 가능하게된다.

또, 아크런너나 전류전극을 설치함으로써, 접점소모를 감소하고 반복사용에도 견디는 신뢰성이 높이 한류장치를 얻을 수 있다.

또, 광체의 반대측면에 설치된 각각의 단자부의 높이를 회로차단기의 단자위치와 맞춰서 단자까지를 직결함으로써 회로차단기와 일체로 연접하여 한류차단기를 얻는것이 용이하다.

또, 이 발명에 의하면, 하나의 소호장치로서 뛰어난 한류기능과 차단기능을 갖는 저코스트인 회로차단기를 얻을 수 있는 동시에 한류성능이 뛰어나고 또한 임피던스가 작으며 접점개폐방향의 치수가 작고, 또, 한류성능향상에 효과적으로 연결되지 않는 차단시의 광체내압상승을 억제하며 광체에 필요하게되는 강도를 저감가능한 한류기능을 갖는 회로차단기를 얻을 수 있다.

또, 가동자의 개폐동작이 통상절연물에 방해되는 일 없이 한류성능에 뛰어나고, 또한 개폐의 신뢰성이 높은 한류기능을 갖는 차단기가 얻어진다.

또, 통상절연물이 가동자의 폐극을 방해하지 않도록 가동자회전중심측의 절연벽이 높이를 낮게하여도 아크전압을 상승시키는데 충분한 고압분위기가 발생하며 뛰어난 한류성능이 얻어지낟.

또, 아크가 소호판에 접촉하기 쉽게되고, 전류를 확실하게 차단할 수 있는 \신뢰성이 높은 한류기능을 갖는 차단기가 얻어진다.

또 대단히 큰 전자개극력이 얻어지고, 개극속도가 대폭 향상하여 한류성능에 뛰어난 한류기능을 갖는 차단기가 얻어진다.

또, 확실하게 전류를 차단할 수 있고, 절연파괴에 기인하는 재점화가 발생하기 어려운 신뢰성이 높은 한류기능을 간는 회로차단기가 얻어진다.

또, 차단동작후반에 고정접점의 주위를 통상으로 둘러싸는 절연물에서 노출하는 아크런너선단부에 고정접점측의 아크스폿이 전류하고, 아크가 소호판에 접촉하기 쉽게되며, 아크가 확실하게 냉각 소호되고, 전류를 확실하게 차단할 수 있는 신뢰성이 높은 한류기능을 갖는 회로차단기가 얻어진다.

또, 아크소호시에 축압공간내에 축적한 압력에 의한 배기구로 흐르는 고속의 기류가 생기고, 접점간의 급속증기등의 도전율이 높은 뜨거운 가스를 날려버리며, 전극간의 절연을 급속하게 회복시키므로, 확실하게 전류를 차단할 수 있고, 절연파괴에 기인하는 재점호가 생기기 힘든 신뢰성이 높은 한류기능을 갖는 회로차단기가 얻어진다.

또 전류차단동작중에 가동암이 아크에 의해 융용하는 일이 없고 가동자의 기계강도의 저하를 방지할수가 있다.

또 본 발명에 의하면 폐쇄상태에서 가동접점과 고정접점을 통상절연물에 의한 통상공간내에 배치하고, 개방상태에서는 가동접점이 통상 공간외에 되도록 배치하였으므로, 아크발생초기의 분위기압이 높혀지고, 적은 부품수가 간단한 구성으로 차단성능을 향상시켜, 불필요한 광체내의 상승을 억제할수가 있다.

또 통상절연물의 통상공간의 형상, 재질을 여러가지로 변경함으로써 아크의 소호판에의 유도를 확실하게 해서 아크냉각효과를 유효하게 이용할 수 있고, 또 아크에 의한 증기발생을 쉽게 하고 통상공간내의 압력의 상승속도를 높이고, 아크전압을 급속히 상승시킴으로써, 광체내압이 높아지는 것을 방지하는 효과가 있다.

또, 광체의 양측면에 설치된 단자부의 높이 위치에 불구하고, 전자반발력을 발생하는 가동자, 고정자의 전로배치로 하고 있으므로, 고속개극이 가능하게 된다.

또, 아크런너나 전류전극을 설치함으로써, 접점소모를 감소시키고 반복사용에도 이겨내는 신뢰성이 높은 한류장치를 얻을수가 있다.

또 광체의 반대측면에 설치된 각각의 단자부의 높이를 회로차단기의 단자위치와 맞추어서 단자끼리를 직결함으로써 회로차단기와 일체로 연접해서 한류차단기를 얻는것이 용이하다.

본 발명에 관한 한류장치 및 그것을 사용하여 한류기능을 갖는 회로차단기는 회로를 단락전류등의 대사고전류로부터 보호하는 장치로서 유용하다.

Claims

각각 일단부에 접점을 갖고 한쌍의 접촉자쌍을 형성하는 제 1, 2ㅔ2의 접촉자, 상기 접촉자쌍에 접촉압을 주는 수단, 폐로상태의 상기 접점의 주위를 통상으로 둘러싸는 통상절연물을 구비하고, 상기 제1, 제 2의 접촉자중 적어도 한쪽의 접촉자를 타단부에서 회전이 자유롭게 지지하고 접전의 폐로상태에서는 상기 제1 제2의 접촉자에 서로 거의 대향하여 역방향의 전류가 흐르는 전로를 형성하고, 또한 상기 제1, 제 2의 접촉자의 접점을 갖는 일단부가 상기 통상절연물을 둘러싸는 통상공간내에 위치하고, 접점의 개방상태에서는 상기 회전자재로 지지된 접촉자중 적어도 어느한쪽의 접점이 상기 통상공간외에 위치하도록 구성한것을 특징으로하는 한류장치.
가동접점과 가동암으로되고, 가동자회전축을 중심으로하여 회전하는 가동자, 상기 가동접점과 접점쌍을 이루는 고정접점과 상기가동암에 거의 대향하는 고정도체로되는 고정자, 폐로상태의 상기 접점쌍의 주위를 통상으로 둘러싸는 통상절연물 및 상기 접점쌍에 접촉압을 주는 스프링을 구비하고, 폐로상태에서 상기 접점쌍이 상기 통상 절연물을 둘러싼 통상공간내에 위치하고 개방상태에서 상기 가동접점이 상기 통상공간외에 위치하도록 구성한것을 특징으로하는 한류기능을 갖는 회로차단기.
절연물광체내에 수납되고, 가동접점과 거의 L자상의 가동암으로되며 회전축을 중심으로하여 회전하는 가동자, 상기 가동접점과 접점쌍을 이루는 고정접점과, 폐로시에 상기 가동암의 일부와 거의 평행으로 배치되고, 또한 가동암과 반대방향으로 전류가 흐르는 전로로되는 고정자, 폐로상태의 상기 접점쌍의 주위를 통상공간으로 둘러싸는 통상절연물, 상기 접점쌍에 접촉압을 주는 작동수단 개방상태의 가동접점과 대향하는 위치에 배설된 소호판 및 상기 절연물광체의 반대측면에 설치되고, 각각 상기 가동자 및 고정자에 접속되어 있는 단자부를 구비하고, 폐로상태에서는 상기 접점쌍이 상기 통상공간내에 위치하고, 개방상태에서는 상기 가동접점이 상기 통상공간외에 위치하도록 구성한것을 특징으로하는 한류장치.