KR20020024900A - 회로차단기용 복합소호장치 - Google Patents

회로차단기용 복합소호장치 Download PDF

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KR20020024900A KR1020000056734A KR20000056734A KR20020024900A KR 20020024900 A KR20020024900 A KR 20020024900A KR 1020000056734 A KR1020000056734 A KR 1020000056734A KR 20000056734 A KR20000056734 A KR 20000056734A KR 20020024900 A KR20020024900 A KR 20020024900A
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Abstract

본 발명은 회로차단기용 복합소호장치에 관한 것으로서, 내부에 절연매질의 수용공간을 형성하도록 결합되는 제1쉘 및 제2쉘과; 상기 제1쉘 및 제2쉘중 어느 하나에 결합되는 고정전극바디와, 상기 고정전극바디의 내부에 결합되고 일단에 경사지게 아크얼라인부가 형성되어 있는 아크얼라인부재와, 일측 단부로부터 중심선방향을 따라 소정 길이구간 절취되고 둘레방향을 따라 상호 이격배치된 복수의 접점부를 가지고 상기 고정전극바디와 전기적으로 연결되게 결합되는 고정아크접점부재와, 상기 고정아크접점부재의 둘레에 배치되어 아크의 회전을 위한 자계를 형성하는 고정아크구동코일부재와, 상기 고정아크구동코일부재의 단부영역에 배치되는 고정접점부재를 가지는 고정전극과; 상기 제1쉘 및 제2쉘중 다른 하나에 상기 고정전극에 대해 상호 접근 및 이반가능하게 결합되는 가동전극바디와, 상기 가동전극바디의 단부에 결합되고 통전전류의 전로를 형성하는 가동아크접점부재와, 상기 가동아크접점부재의 둘레영역에 상기 고정접점부재와 상호 접촉가능하게 형성되는 가동접점부를 가지는 가동전극을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 아크얼라인부재에 의해서 아크를 신속하게 소호시켜 아크의 소호특성을 향상시킬 수 있으며, 통전용량을 용이하게 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 접압스프링을 배제시켜 전체적인 크기를 줄일 수 있도록 한 회로차단기용 복합소호장치가 제공된다.

Description

회로차단기용 복합소호장치{HYBRID ARC EXTINGUISHING APPARATUS FOR CIRCUIT BREAKER}
본 발명은, 회로차단기용 복합소호장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 아크를 신속하게 소호시켜 아크의 소호특성을 향상시킬 수 있으며, 통전용량을 용이하게 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 접압스프링을 배제시켜 전체적인 크기를 줄일 수 있도록 한 회로차단기용 복합소호장치에 관한 것이다.
회로차단기는 전기회로에 있어서의 발생가능한 사고전류(단락, 지락 사고등에 의한 대전류)로부터 부하기기 및 선로를 보호할 수 있도록 전원과 부하기기사이에 설치되는 전기 보호기기이다.
이러한 회로차단기는 사용전압 또는 아크를 소호시키는 소호매질에 따라 구분되어 지며, 고압차단기로는 진공차단기 및 개스차단기가 널리 이용되고 있다.
진공차단기는 정상부하 개폐 및 사고전류 차단시 발생하는 아크를 진공용기(VACCUM INTERRUPTER)내에서 소호시켜 신속하게 회로를 분리시키는 회로 및 기기 보호용 기기이며, 개스차단기(GAS CIRCUIT BREAKER)는 소호매질로 육불화황개스(SF6 Gas)를 사용한다.
한편, 고압차단기의 소호부로는 소호기능이 우수한 브이아이(VACCUM INTERRUPTER)가 가장 널리 이용되고 있으나, 비교적 고가이고 동작시 높은 스위칭서지가 발생되는 단점을 가지고 있다.
이러한 단점을 고려하여, 제조가 용이하고 가격이 상대적으로 저렴하고 스위칭시 서지가 발생되지 않는 로타리 아크 방식의 연구가 진행되고 있다. 로타리 아크방식은, 고정접점과 가동접점사이에 아크가 발생되면 구동코일에 아크 전류가 흐르고, 이에 의해 발생된 자속에 의해 아크가 회전되면서 냉각되어 아크가 소호되도록 하는 방식으로 구성이 단순하고 아크 접점의 손상이 작게 되는 이점이 있다.
하지만, 로타리 아크방식은 소전류 차단시 구동코일에 소전류가 흐르게 되어 충분한 구동자속을 발생시키지 못하기 때문에 소전류 차단에 어려움이 있고, 아크 회전에 의한 냉각방식만을 채택하고 있어 차단용량이 증대하게 될 경우, 차단부의 크기 및 행정(Stoke)이 증가를 수반하게 되므로 차단용량을 높이는 데 한계가 있다.
최근에는, 이러한 로타리 아크 방식의 단점을 보완할 수 있도록 두 가지 이상의 소호 원리를 이용하는 복합소호장치에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중, 아크 발생시 절연매질의 열팽창에 의해 상승된 내부압력을 아크소호에 이용한 열팽창 소호방식을 부가한 복합소호장치가 있다.
도 1은 종래의 회로차단기의 복합소호장치의 개략적인 종단면도이다. 도시된 바와 같이, 복합소호장치는, 상호 협조적으로 내부에 육불화황(SF6) 등의 절연매질이 충전되며 아크의 소호공간(S)을 형성하는 상부쉘(111) 및 하부쉘(121)과, 하부쉘(121)에 고정배치되며 수용단부에 고정접점(132a)이 형성되어 있는 고정전극(131)과, 상부쉘(111)에 상대운동가능하도록 결합되며 수용단부에 고정접점(132a)과 접촉 및 이격되는 가동접점(142a)이 형성되어 있는 가동전극(141)를 가진다.
상부쉘(111) 및 하부쉘(121)은 사각 단면형상을 가지며, 상부쉘(111)의 상부영역에는 가동전극(141)를 가이드할 수 있도록 가이드슬리브(113)가 결합되어 있다. 가이드슬리브(113)에는 축심을 따라 가동전극(141)를 수용할 수 있도록 수용공이 관통형성되어 있으며, 가이드슬리브(113)의 단부영역에는 가동전극(141)과 수용공사이의 실링을 위해 실링부재(115)가 결합되어 있다. 가동전극(141)의 축선방향을 따라 실링부재(115)의 상측에는 고리상의 리테이너(117)가 결합되어 있다.
상부쉘(111) 및 하부쉘(121)의 내부에는 절연매질이 충전되며, 내벽면을 따라 사각통형상의 차폐부재(145)가 수용결합되어 있다. 가동전극(141) 및 고정전극(131)에는 축심을 따라 상부쉘(111) 및 하부쉘(121)내에 수용된 육불화황이 출입할 수 있도록 외부와 연통된 유동로(132b,142b)가 각각 형성되어 있으며, 고정전극(131)의 둘레영역에는 고정접점(132a)과 가동접점(142a)의 분리시 발생된 아크를 회전시키기 위한 자계형성을 위해 구동코일(147)이 권취되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 고정접점(132a)으로부터 가동접점(142a)이 분리되면 고정접점(132a)과 가동접점(142a)사이에는 아크가 형성되고, 아크가 형성됨에 따라 내부의 온도는 상승하게 되고 이에 기인하여 내부의 압력이 증가하게 된다. 아크는 구동코일(147)에 의해 형성된 자계에 의해 소호공간(S)내에서 회전하게 되고, 아크의 회전에 의해 내부의 육불화황 개스도 회전하게 된다. 내부압력의 증가와 육불화황 개스의 회전에 의해 소호공간(S)내부의 개스는 가동전극(141) 및 고정전극(131)에 각각 형성된 유동로(132b,142b)를 통해 소호공간(S)의 외부로 배출된다. 아크는 자계에 의해 회전하게 됨과 동시에 압력의 변화에 의한 육불화황 개스의 유동에 의해 냉각이 촉진되어 상대적으로 신속하게 소호된다.
그런데, 이러한 종래의 회로차단기용 복합소호장치에 있어서는, 전류 영점부근에서 아크가 얼라인되는 고정접점부(132a)로부터 유동로(132b)의 입구영역까지가 일반 실린더 형상으로 형성되어 있어, 아크 얼라인 위치가 유동로(132b)의 내측으로 이동하므로 잔류자속에 의한 지속적인 아크 회전이 불가능하게 되어 아크의 소호 특성을 극대화 시킬수 없다는 문제점이 있다.
또한, 투입시 통전전류가 구동코일(147)을 통해 흐르도록 되어 있어, 통전용량을 증대시키기 위해서는 구동코일(147)의 권선수 및/또는 크기를 증대시켜야만 하므로, 구동코일(147)의 크기가 전반적으로 증가하게 될 뿐만 아니라, 자기저항의 증가에 따른 자속량의 감소에 기인하여 아크의 냉각속도가 저하되기 때문에 통전용량을 증가시키는 데에는 한계가 있다는 문제점이 있다.
또한, 이러한 종래의 회로차단기용 복합소호장치에 있어서는, 고정접점(132a)과 가동접점(142a)간의 전자반발력이 가동접점(142a)의 구동방향과 동일한 방향으로 작용하게 됨에 따라, 투입시 고정접점(132a)과 가동접점(142a)이 상호 일정 이상의 압력으로 접촉유지될 수 있도록 하기 위해서는, 상대적으로 큰 탄성력을 가지는 접압스프링(미도시)을 필요로 하게 되고, 이에 따라 가동접점(142a)을 구동시키는 구동부(미도시)의 크기도 상대적으로 증대되는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 아크를 신속하게 소호시켜 아크의 소호특성을 향상시킬 수 있으며, 통전용량을 용이하게 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 접압스프링을 배제시켜 전체적인 크기를 줄일 수 있도록 한 회로차단기용 복합소호장치를 제공하는 것이다.
도 1은 종래의 회로차단기의 복합소호장치의 개략적인 종단면도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로차단기용 복합소호장치의 종단면도,
도 3은 도 2의 고정전극의 평면도,
도 4는 도 2의 고정전극의 분해사시도,
도 5는 도 4의 고정전극의 결합상태의 사시도,
도 6 및 도 7은 각각 도 2의 가동전극의 평면도 및 사시도,
도 8은 도 2의 회로차단기용 복합소호장치의 투입상태를 도시한 도면,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로차단기용 복합소호장치의 아크얼라인부재의 사시도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 제1쉘20 : 제2쉘
25 : 가이드부31 : 가동전극
33 : 가동전극바디35 : 유동로
36 : 배출구38 : 가동접점부
41 : 가동아크접점부재43 : 가동아크접점부
45 : 가동주접점부51 : 고정전극
53 : 고정전극바디55 : 유동로
56 : 배출구63 : 고정부재
65 : 고정볼트73 : 아크얼라인부재
75 : 아크얼라인부77 : 고정아크접점부재
81 : 고정아크접점부82 : 고정주접점부
83 : 고정아크구동코일부재85 : 절연지
89 : 통전부재90 : 절연부재
91 : 고정접점부재93 : 아크가이드부재
상기 목적은, 본 발명에 따라, 상호 대면접촉하도록 결합되어 내부에 상호 협조적으로 절연매질의 수용공간을 형성하는 제1쉘 및 제2쉘과; 상기 제1쉘 및 제2쉘중 어느 하나의 내부에 일단이 배치되고 타단이 외부에 노출되도록 결합되며 내부에 상기 절연매질의 유동로가 형성되어 있는 고정전극바디와, 일단이 상기 고정전극바디의 내부에 전기적으로 연결되게 결합되고 타단에 중앙영역을 향해 경사지게 아크얼라인부가 형성되어 있는 아크얼라인부재와, 일측 단부로부터 중심선방향을 따라 소정 길이구간 절취되고 둘레방향을 따라 상호 이격배치된 복수의 접점부를 가지고 상기 아크얼라인부재의 외측에 상기 고정전극바디와 전기적으로 연결되게 결합되는 고정아크접점부재와, 상기 고정아크접점부재의 둘레에 배치되어 아크의 회전을 위한 자계를 형성하는 고정아크구동코일부재와, 상기 고정아크구동코일부재의 단부영역에 전기적으로 연결되도록 배치되는 고정접점부재를 가지는 고정전극과; 상기 제1쉘 및 제2쉘중 다른 하나에 상기 고정전극에 대해 상호 접근 및 이반가능하게 결합되는 가동전극바디와, 상기 가동전극바디의 단부에 상호 전기적으로 연결되도록 결합되고 상기 고정아크접점부재와 접촉되어 통전전류의 전로를 형성하는 가동아크접점부재와, 상기 가동아크접점부재의 둘레영역에 상기 고정접점부재와 상호 접촉될 수 있도록 배치되는 가동접점부를 가지는 가동전극을 포함하는것을 특징으로 하는 회로차단기용 복합소호장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 제1쉘 및 제2쉘은 상호 접촉영역이 개구된 사각통형상을 가지는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 가동전극바디의 내부에는 상기 절연매질의 유동로가 형성되어 있는 것이 효과적이다.
또한, 상기 아크얼라인부재는 원통형상을 가지고 상기 고정전극바디의 내경면에 전기적으로 연결되도록 수용되는 아크얼라인바디부와, 상기 아크얼라인바디부의 상기 가동전극측 단부영역에 반경방향을 따라 축소되고 축선방향을 따라 연장된 목부와, 상기 목부의 자유단부영역에 아크가 수렴되도록 경사지게 형성된 아크얼라인부를 포함하도록 구성하는 것이 바람직하다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로차단기용 복합소호장치의 종단면도이고, 도 3은 도 2의 고정전극의 평면도이며, 도 4는 도 2의 고정전극의 분해사시도이고, 도 5는 도 4의 고정전극의 결합상태의 사시도이며, 도 6 및 도 7은 각각 도 2의 가동전극의 평면도 및 사시도이고, 도 8은 도 2의 회로차단기용 복합소호장치의 투입상태를 도시한 도면이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 회로차단기용 복합소호장치는, 상호 대면 접촉결합되어 상호 협조적으로 내부에 절연매질의 수용공간(S)을 형성하는 제1쉘(10) 및 제2쉘(20)과, 일단이 제1쉘(10)의 내부에 배치되고 타단이 제1쉘(10)의 외부에 노출되도록 결합되는 고정전극(51)와, 일단이 제2쉘(20)의 내부에 배치되고 타단이 제2쉘(20)의 외부에 노출되도록 배치되고 상기 고정전극(51)에 대해 접촉 및 이격되도록 제2쉘(20)에 슬라이딩 이동가능하게 결합되는 가동전극(31)를 포함하여 구성되어 있다.
제1쉘(10) 및 제2쉘(20)은 상호 협조적으로 내부에 절연매질의 수용공간(S)을 형성할 수 있도록 접촉면 영역이 개구된 사각통형상을 가진다. 제1쉘(10) 및 제2쉘(20)의 개구연부에는 폭방향을 따라 외측으로 연장된 플랜지부(11,21)가 각각 형성되어 있으며, 각 플랜지부(11,21)에는 판면을 관통하여 복수의 볼트공(12,22)이 각각 형성되어 있다. 본 실시예에서는 각 상에 대응되게 내부에 절연매질의 수용공간(S)을 구획할 수 있도록 칸막이(13,23)가 각각 형성되어 있으며, 제2쉘(20)의 개구의 대향측 중앙영역에는 가동전극(31)를 슬라이딩 가능하게 수용지지할 수 있도록 가이드부(25)가 형성되어 있다.
가동전극(31)는, 가이드부(25)내에 슬라이딩 가능하게 수용되며 내부에 절연매질의 유동로(35) 및 배출구(36)가 형성되어 있는 가동전극바디(33)와, 가동전극바디(33)의 단부에 결합되는 가동아크접점부재(41)를 가진다. 가동전극바디(33)에는 축선방향을 따라 가동아크접점부재(41)와 소정 거리 이격된 지점에 폭방향으로 연장되어 가동아크접점부재(41)의 투입시의 위치를 제한하는 스톱퍼부(37)가 형성되어 있다.
스톱퍼부(37)에는 고정전극(51)를 향해 돌출된 가동접점부(38)가 형성되어 있다. 가동아크접점부재(41)는 내아크성부재로 형성되고 가동전극바디(33)에 일체로 결합되어 있으며, 이 가동아크접점부재(41)에는 아크의 접점을 형성하도록 라운딩 처리된 가동아크접점부(43)와, 가동전극바디(33)의 축선방향을 따라 가동아크접점부(43)의 측연에 통전전류가 흐르게 되는 가동주접점부(45)가 각각 형성되어 있다.
한편, 고정전극(51)는, 일단이 절연매질의 수용공간(S)내에 배치되고 타단이 제1쉘(10)의 외부에 노출되도록 배치되는 고정전극바디(53)와, 고정전극바디(53)의 내부에 전기적으로 연결되도록 수용결합되고 가동전극(31)측 단부에 아크가 수렴할 수 있도록 아크얼라인부(75)가 형성되어 있는 아크얼라인부재(73)와, 아크얼라인부재(73)의 외측에 가동아크접점부재(41)의 단부를 수용하여 상호 탄성적으로 접촉되도록 배치되는 고정아크접점부재(77)와, 고정아크접점부재(77)의 둘레에 배치되어 아크의 회전을 위한 자계를 형성하는 복수의 고정아크구동코일부재(83)를 포함하여 구성되어 있다.
고정전극바디(53)는 내부에 절연매질의 유동로(55)가 형성되어 있는 중공체로 형성되며 제1쉘(10)의 외부에 노출되는 영역에는 절연매질의 배출구(56)가 형성되어 있다. 고정전극바디(53)의 제1쉘(10)의 내부에 배치되는 단부에는 반경방향을 따라 외측으로 연장되어 제1쉘(10)의 측벽면에 접촉될 수 있도록 접촉플랜지부(57)가 형성되어 있으며, 내부에는 중앙영역으로부터 반경방향을 따라 아크얼라인부재수용부(59) 및 고정아크접점부재수용부(61)가 계단상의 단면을 이루도록 각각 형성되어 있다.
고정전극바디(53)의 접촉플랜지부(57)의 표면에는 복수의 고정아크구동코일부재(83)가 상호 절연적층되어 있으며, 가동전극(31)측에는 원반상을 가지고 가동전극바디(33)의 가동접점부(38)에 전기적으로 접촉되는 고정접점부재(91)가 배치되어 있다. 접촉플랜지부(57)의 저부영역에는 고정볼트(65)의 수나사부에 대응하여 암나사부(64)가 형성되어 있는 고정부재(63)가 배치되어 있다.
고정아크구동코일부재(83)는 일측이 개방된 원형고리형상을 가지며, 판면에는 고정볼트(65)가 통과할 수 있도록 복수의 고정볼트공(84)이 관통형성되어 있다. 고정아크구동코일부재(83)의 개방영역에 인접된 단부에는 판면을 관통하여 후술할 통전부재가 수용결합될 수 있도록 통전부재수용공(88)이 형성되어 있다. 고정아크구동코일부재(83)사이에는 상호 간의 절연을 위해 원형고리형상의 절연지(85)가 개재되어 있으며, 절연지(85)에는 복수의 고정볼트공(86)이 관통형성되어 있다. 절연지(85)에는 절연지(85)를 사이에 두고 배치되는 상호 인접된 고정아크구동코일부재(83)가 상호 전기적으로 연결될 수 있게 도전성의 원형고리형상의 통전부재(89)가 결합될 수 있도록 통전부재수용공(87)이 형성되어 있다. 고정아크구동코일부재(83)의 내경면에는 고정아크접점부재(77)와 고정아크구동코일부재(83)의 절연을 위해 원통형상을 가지는 절연부재(90)가 수용결합되어 있다.
고정접점부재(91)는 중앙영역에 가동전극(31)의 선단영역이 통과할 수 있도록 관통공이 형성되어 있으며, 관통공의 연부에는 원형고리형상의 아크가이드부재(93)가 결합되어 있다. 고정접점부재(91)의 판면에는 방사상으로 복수의 슬릿(94)이 형성되어 있으며, 각 슬릿(94)사이영역에는 고정볼트(65)가 통과할 수 있도록 복수의 고정볼트공(95)이 관통형성되어 있다.
아크얼라인부재(73)는 원통형상을 가지도록 도전성부재로 형성되며 가동전극측 단부에는 아크가 수렴할 수 있도록 내측을 향해 경사지게 아크얼라인부(75)가형성되어 있다.
고정아크접점부재(77)는 내부에 아크얼라인부재(73)가 수용될 수 있도록 아크얼라인부재(73)의 외경에 비해 확장된 내경을 가짐과 동시에 가동아크접점부재(41)의 외경면이 수용되어 탄성적으로 접촉될 수 있도록 길이방향을 따라 가동전극(31)측 단부로부터 절취되고 둘레방향을 따라 상호 이격배치된 복수의 절취부(78)가 형성되어 있다.
고정아크접점부재(77)는 가동전극(31)측 단부영역이 반경방향을 따라 탄성변형이 가능하도록 도전성부재로 형성되며, 가동아크접점부재(41)와 접촉되는 단부영역은 내아크성부재(79)가 결합되어 있다. 이 내아크성부재(79)는 단부영역에 아크의 접점을 형성하도록 라운딩 처리된 고정아크접점부(81)와, 측연부에 투입시 가동주접점부(45)와 접촉되어 통전전류가 흐르게 되는 고정주접점부(82)가 각각 형성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 투입시 도시 않은 가동전극구동부에 의해 가동전극(31)가 하강하게 되면 가동전극(31)의 선단부는 고정접점부재(91)의 관통공을 통과하여 가동아크접점부(43)와 고정아크접점부(81)가 먼저 상호 접촉되고, 계속해서 가동전극(31)가 하강하게 되면 고정아크접점부재(77)는 외측으로 탄성적으로 벌어지면서 가동아크접점부재(41)의 외측연에 형성된 가동주접점부(45)와 고정아크접점부재(77)의 내측연에 형성된 고정주접점부(82)가 상호 접촉되어 통전전류의 전로를 형성하게 된다.
이 때, 고정아크접점부재(77)의 임피던스값에 비해고정아크구동코일부재(83)의 임피던스값이 상대적으로 크기 때문에 메인전류는 가동주접점부(45)와 고정주접점부(82)를 통해 흐르게 되고, 고정아크구동코일부재(83)에는 미소한 전류만이 흐르게 된다.
트립 또는 차단시 가동전극구동부(미도시)에 의해 가동전극(31)가 고정전극(51)로부터 이격되면 먼저 가동주접점부(45)가 고정주접점부(82)로부터 분리되면서 가동아크접점부(43)와 고정아크접점부(81)사이에는 아크가 발생하게 된다. 가동전극(31)가 고정전극(51)로부터 계속해서 이격되어 가동아크접점부(43)가 고정접점부재(91)의 중앙영역에 결합된 아크가이드부재(93)에 도달하게 되면 아크는 고정아크접점부(81)로부터 아크가이드부재(93)로 전이된다.
계속해서 가동전극(31)가 고정전극(51)로부터 이격되면 아크는 가동아크접점부(43)와 아크가이드부재(93)사이에서 형성된다. 이 때, 아크전류는 고정접점부재(91), 고정아크구동코일부재(83) 및 통전부재(89)를 통해 코일형상으로 흐르게 되고, 이에 의해 주변영역에는 자계가 발생된다. 아크는 발생된 자계에 의해 아크가이드부재(93)의 둘레방향을 따라 빠른 속도로 회전하게 된다.
한편, 절연매질의 수용공간(S)의 내부는 아크가 발생됨에 따라 온도가 상승하게 되고, 이에 의해 절연매질이 팽창하게 되면서 내부의 압력이 상승하게 된다. 아크가이드부재(93)의 둘레방향을 따라 빠른 속도로 회전하는 아크는 절연매질과 접촉되어 냉각되고, 온도의 상승에 기인하여 내부에 압력이 증가하게 되면 절연매질은 고정전극바디(53) 및 가동전극바디(33)에 각각 형성된 유동로(55,35)를 통해 외부로 배출되는 절연매질과 접촉되어 냉각속도가 촉진된다. 가동전극(31)이 이격되어 전류영점부근에 이르게 되면, 아크는 고정전극바디(53)의 유동로(55)를 통해 외부로 배출되는 절연매질의 유동방향을 따라 아크가이드부재(93)로부터 고정아크접점부(81)를 거쳐 아크얼라인부재(73)의 경사진 아크얼라인부(75)에 신속하게 수렴되어 아크얼라인부재(73)에 의해서 유기된 잔류자속의 영향으로 지속적인 회전 및 냉각이 이루어지므로 아크를 신속하게 소호시킨다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로차단기용 복합소호장치의 아크얼라인부재의 사시도이다. 전술 및 도시한 실시예와 동일 및 동일 상당부분에 대한 설명은 생략하기로 한다. 도시된 바와 같이, 본 회로차단기용 복합소호장치의 아크얼라인부재(74)는, 도전성부재로 원통형상을 가지도록 형성되어 일단이 고정전극바디(53)의 아크얼라인부재수용부(59)에 전기적으로 연결되는 아크얼라인바디부(96)와, 아크얼라인바디부(96)의 타측 단부에 반경방향을 따라 축소되고 가동전극(31)의 이동방향을 따라 소정 연장된 목부(97)와, 목부(97)의 자유단부영역에 내측으로 경사지게 형성된 아크얼라인부(98)를 포함하여 구성되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 가동전극(31)가 고정전극(51)로부터 이격되어 고정주접점부(82)와 가동주접점부(45)가 상호 분리되면 가동아크접점부(43)와 고정아크접점부(81)사이에는 아크가 발생되고, 이에 의해 제1쉘(10) 및 제2쉘(20)의 내부의 온도가 상승하게 된다. 이에 따라 제1쉘(10) 및 제2쉘(20)의 내부의 압력은 상승하게 되고, 내외부간의 압력차에 기인하여 고정전극바디(53) 및 가동전극바디(33)에 각각 형성된 유동로(55,35)를 통해 절연매질의 배출이 이루어지게 된다. 이때, 목부(97)는 아크얼라인바디부(98)에 비해 반경방향을 따라 축소되어 있어, 목부(97)를 통과하는 절연매질의 유동속도는 주변영역에 비해 빨라지게 된다. 이에 따라, 아크는 절연매질과 접촉이 활발하게 진행됨으로써 냉각속도가 촉진된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 가동전극과 상호 전기적으로 접촉되어 통전전류의 전로를 형성하는 고정아크접점부재와, 고정아크접점부재의 내부에 배치되어 아크가 수렴되어 소호되도록 하는 아크얼라인부재를 마련함으로써, 전류 영점부근에서 지속적으로 아크를 회전 및 냉각시키게 되어 아크를 신속하게 소호시켜 아크의 소호특성을 향상시킴과 동시에 통전용량을 용이하게 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 고정전극과 가동전극사이에 발생되는 전자반발력이 가동전극의 이동방향에 대해 가로로 작용하게 됨으로써 고정전극과 가동전극을 상호 일정한 압력으로 접촉유지될 수 있도록 하는 종래의 접압스프링을 배제할 수 있어 전체적인 크기를 줄일 수 있으며 콤팩트한 구성이 가능한 회로차단기용 복합소호장치가 제공된다.

Claims (4)

  1. 상호 대면접촉하도록 결합되어 내부에 상호 협조적으로 절연매질의 수용공간을 형성하는 제1쉘 및 제2쉘과; 상기 제1쉘 및 제2쉘중 어느 하나의 내부에 일단이 배치되고 타단이 외부에 노출되도록 결합되며 내부에 상기 절연매질의 유동로가 형성되어 있는 고정전극바디와, 일단이 상기 고정전극바디의 내부에 전기적으로 연결되게 결합되고 타단에 중앙영역을 향해 경사지게 아크얼라인부가 형성되어 있는 아크얼라인부재와, 일측 단부로부터 중심선방향을 따라 소정 길이구간 절취되고 둘레방향을 따라 상호 이격배치된 복수의 접점부를 가지고 상기 아크얼라인부재의 외측에 상기 고정전극바디와 전기적으로 연결되게 결합되는 고정아크접점부재와, 상기 고정아크접점부재의 둘레에 배치되어 아크의 회전을 위한 자계를 형성하는 고정아크구동코일부재와, 상기 고정아크구동코일부재의 단부영역에 전기적으로 연결되도록 배치되는 고정접점부재를 가지는 고정전극과; 상기 제1쉘 및 제2쉘중 다른 하나에 상기 고정전극에 대해 상호 접근 및 이반가능하게 결합되는 가동전극바디와, 상기 가동전극바디의 단부에 상호 전기적으로 연결되도록 결합되고 상기 고정아크접점부재와 접촉되어 통전전류의 전로를 형성하는 가동아크접점부재와, 상기 가동아크접점부재의 둘레영역에 상기 고정접점부재와 상호 접촉될 수 있도록 배치되는 가동접점부를 가지는 가동전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 복합소호장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1쉘 및 제2쉘은 상호 접촉영역이 개구된 사각통형상을 가지는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 복합소호장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가동전극바디의 내부에는 상기 절연매질의 유동로가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 복합소호장치.
  4. 제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 아크얼라인부재는 원통형상을 가지고 상기 고정전극바디의 내경면에 전기적으로 연결되도록 수용되는 아크얼라인바디부와, 상기 아크얼라인바디부의 상기 가동전극측 단부영역에 반경방향을 따라 축소되고 축선방향을 따라 연장된 목부와, 상기 목부의 자유단부영역에 아크가 수렴되도록 경사지게 형성된 아크얼라인부를 포함하는 것을 특징으로 하는 회로차단기용 복합소호장치.
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