KR200203680Y1 - 전류불꽃감소형전자개폐기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 중대형 전자개폐기에 관한 것으로, 종래의 전자 개폐기는 일정한 전원에 의해서만 접합또는 단락을 동작시켰으므로 전류 불꽃의 형성을 줄이기 위한 별도의 장치를 구비하지 못하여 상기 전류 불꽃에 의해 접점이 파손되는 되는 경우가 발생되며 전자 개폐기의 수명이 단축되고 쉽게 고장이 나는 문제점을 해소하기 위해 주 가동 코일(1)을 이중으로 설치하여 접합순간은 고전류로 가동하여 접합속도를 현격히 빠르게 하고 완전 접합되면 보조 전자 개폐기를 이용하여 유지전류로 전환유지하거나, 전자 개폐기가 접합되는 순간에는 고전압을 유입하여 접점의 접합속도를 급속하게 하고 일단 접합된 이후에는 보조 전자 개폐기를 이용하여 유지전압으로 전환하게 함으로써 접합이 일어나는 미진 찰라의 시차를 현격하게 줄여 전자 불꽃을 최대한으로 억제하는 효과가 있다.

Description

전류 불꽃 감소형 전자 개폐기

본 고안은 중대형 전자 개폐기에 관한 것으로서, 특히 주 가동 코일을 이중으로 설치하고 접합순간은 고전류로 가동하여 접합속도를 현격하게 빠르게하여 접합때의 미진한 순간을 최소화하여 전류 불꽃(스파크)발생 순간을 최소한으로 하여 전류 불꽃을 억제한 다음 완전 접합되면 보조접점의 전환회로에 의해 접합 유지전류로 전환하게 되거나 또는 가동코일에 고전압과 유지전압을 사용하여 접속순간은 직류 또는 교류의 고압전원으로 접점속도를 현저히 빠르게 가동하고 일단 접속되면 보조 접점의 전환에 의해 유지 전압으로 유지하게 하거나 또는 주 접점이 접합되는 순간에는 코일의 순간저항(인덕턴스)에 의해 전류가 멈추게 되면서 접촉단자가 완전히 접합된 후에 전류가 흐르게 되는 불꽃 감소형 전자 개폐기에 관한 것이다.

일반적으로, 수동조작 스위치를 원거리에서 조작할 수 없고, 고장시에 즉시 회로를 차단시킨다는 것은 매우 불가능한 일이라 할 수 있으며, 조작이 나쁘면 접촉이 잘 안되거나 개폐시에 아크(arc) 또는 전류 불꽃(스파크)이 생겨서 접점의 파손등이 발생되어 전자 개폐기의 수명이 짧고 고장의 원인이 되어 왔다. 이와같은 위험을 줄이고 동작상 신뢰성이 있으며 용이하게 전기회로의 개폐를 할 수 있도록 만들어진 것이 바로 전자 개폐기라 할 수 있다. 상기 전자 개폐기의 용도는 그 범위가 넓고 그 종류도 다양하며 철심에 감은 권선에 전류가 흐르면 전기자 또는 접극자가 철심에 흡인되어 그 운동에 의해 접점이 개폐된다는 단순한 동작원리에 의한다. 즉, 전기적 입력을 기계적 일로 변환하여 그 때에 스프링 부하계를 구동하여 접점을 개폐하는 것으로서 전기적 출력 또는 외부 회로를 제어하는 것이다. 상기 전자 개폐기는 금속접점이 있으므로 출력회로의 내부저항이 매우 적으며 또한 스위칭 비가 실용적으로 무한대이고, 입력회로와 출력회로가 전기적으로 완전히 분리되어 있으므로 동시에 많은 출력을 독립적으로 취할 수 있는 등의 장점이 있는 반면에 구조상에서 진동이 심한 곳에서는 사용하기 어렵고 접점 개폐에 따르는 전류불꽃 또는 접점소모에 대한 문제가 있으므로 특정한 환경에서의 사용에는 주의해야 하는 단점이 있다.

통상 전자 개폐기의 접점에 흘릴수 있는 전류의 용량은 코일의 전류를 개폐하는 스위치에 흐르는 전류의 수 10배에서 수100배로 할 수가 있으므로 소전력으로 대전력 회로의 제어를 행할 수가 있다. 이같은 점들을 감안해볼 때 전자 개폐기는 대체로 제어장치에 알맞는 특성의 것들을 사용해야만 할 것이다. 특히, 전자 개폐기를 사용할 때 주의해야 할 것은 코일에 인가되는 정격전압의 허용한도(0.85∼1.1배)를 절대로 초과해서는 안된다. 만약 코일에 인가되는 전압이 낮은 경우엔 전자개폐기의 부족한 자력으로 인하여 흡입력이 감소하여 접점의 접촉불량이 생겨 소손할 우려가 있으며 또, 전압이 허용 한도치보다 높은 경우에도 코일이 소손할 우려가 있으며 수명을 단축시키게 된다.

도 1에 도시된 바와 같이 주 가동 코일(1)에 전류가 흐르게 되면 내부에 구비된 전기자(도시되지 않음) 또는 접극자(도시되지 않음)가 철심에 흡인되고, 상기 운동에 의해 가동대(2)가 하측으로 이동하게 된다. 상기 가동대(2)의 일측에 결합되어 있는 가동판(3)에는 가동접점 a',b'(4,5)가 구비되어 있으므로 상기 가동대(2)의 이동에 의해 가동접점 a',b'(4,5)와 회로에 외부의 전류를 유입하는 고정판(6)의 고정접점 a,b(7,8)가 접합하게 된다. 또한, 상기 주 가동 코일(1)에 전류를 차단하면 용수철(9)의 복원력에 의해 가동대(2)가 상측으로 이동하고 가동판(3)의 가동접점 a',b'(4,5)와 고정판(6)의 고정접점 a,b(7,8)가 단락된다.

그러나, 접합 또는 단락시에 일어나는 전류 불꽃(스파크)은 접합시의 미진 찰라에 전류 불꽃이 형성되고, 단락시에도 미진 찰라에 전류 불꽃이 형성되므로 접합의 미진 찰라의 시차를 감소시킴으로써 전류 불꽃의 량을 최소화하여야 하지만, 종래의 전자 개폐기는 일정한 전원에 의해서만 접합 또는 단락을 동작시켰으므로 전류 불꽃의 형성을 줄이기 위한 별도의 장치를 구비하지 못하여 상기 전류 불꽃에 의해 접점이 파손되는 되는 경우가 발생되며 전자 개폐기의 수명이 단축되고 쉽게 고장이 나는 문제점이 있었다.

이에 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 가동코일을 이중으로 설치하고 접합순간은 고전류로 가동하여 접합속도를 현격하게 빠르게하여 접합시의 미진한 순간을 최소화하거나, 전자 개폐기가 접합되는 순간에는 고전압을 유입하여 접점의 접합속도를 급속하게 하고 일단 접합된 이후에는 보조 전자 개폐기를 이용하여 유지전압으로 전환하게 하거나, 급전류 방어용 코일을 구비하여 주접점이 접합되는 순간에는 코일의 순간저항에 의해 전류가 멈추게 되면서 접촉단자가 완전히 접합된 후에 전류가 흐르게 되는 불꽃 감소형 전자 개폐기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 중대형 전자 개폐기의 가동상태를 개략적으로 나타낸 도시도,

도 2는 본 고안에 의한 전류 불꽃 감소형 전자 개폐기에서 가동 코일을 이중으로 한 경우의 가동상태를 개략적으로 나타낸 도시도,

도 3은 본 고안에 의한 전류 불꽃 감소형 전자 개폐기에서 고전압부와 유지전압부의 가동상태를 개략적으로 나타낸 도시도,

도 4는 본 고안에 의한 전류 불꽃 감소형 전자 개폐기의 가동상태를 개략적으로 나타낸 도시도,

도 5는 본 고안에 의한 전류 불꽃 감소형 전자 개폐기의 보조 전자 개폐기의 동작상태를 개략적으로 나타낸 도시도,

도 6은 본 고안에 의한 전류 불꽃 감소형 전자 개폐기에 급전류 방어용 코일이 구비된 상태를 개략적으로 나타낸 도시도이다.

* 도면의주요부분에대한부호의설명

1: 주가동 코일 2: 가동대 3: 가동판 4,5: 가동접점 a',b' 6: 고정판 7,8: 고정접점 a,b 9: 스프링 10: 보조 전자 개폐기 회로 11: 저항 R2 12: 다이오드 D1 13: 축전기 C 14: 보조 전자 개폐기 코일 15: 상접점 16: 하접점 17: 고전류부 A 18: 유지전류부 B 19: 고전압부 C 20: 유지전압부 D 21: 보조 가동대 22: 눌름목 23: 올림목 24: 버팀돌림대 25: 버팀목 26: 버팀용수철 31: 보조 동작단자 32: 보조 상단자 33: 보조 하단자 34: 중앙접점 a 35: 중앙접점 b 40: 급전류 방어용 코일 41: 축전기 C2

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안은 전류에 의해 자기력을 발생하는 주 가동 코일과, 상기 주 가동코일의 자기력에 의해 하측으로 이동하는 가동대와, 상기 가동대의 일측에 결합되어 있으며 양단에 가동접점을 구비하고 있는 가동판과, 상기 가동판의 상부에 결합되어 있으며 주 가동 코일에 전류가 차단되면 복원력에 의해 가동판을 상측으로 이동시키는 용수철과, 상기 주 가동 코일에 고전압을 유입하는 고전압부와, 상기 주 가동 코일에 유지전압을 유입하는 저전압부와, 양측에 고정접점을 구비하고 있으며 외부의 전류를 보조 전자 개폐기에 유입하는 고정판과, 상기 주 가동 코일의 동작에 따라 보조 동작단자와 보조 상단자를 접합하거나 보조 동작단자와 보조 하단자를 접합하는 보조 전자 개폐기로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2에 도시된 바와 같이 전자 개폐기 코일을 이중으로 설치하고 접합순간은 하접점(15)을 통해 고전류부 A(17)로 유출되는 고 전류로 가동하여 접합속도를 현격히 빠르게하여 접합시의 미진한 순간을 최소화하고 전류 불꽃 발생 찰라를 최소한으로하며, 완전 접합되면 보조 전자 개폐기를 이용하여 보조 접점의 전환에 의해 상접점(16)을 통해 유지전류부 B(18)로 유출되는 유지전류로 전환유지하게 된다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 가동 코일에 고전압과 유지전압을 이용하여 접속순간은 직류 또는 교류의 고전압부 C(19)를 통해 고전압으로 접점속도를 현격히 빠르게 하고, 일단 가동되면 보조 전자 개폐기를 이용하여 보조 접점의 전환에 의해 유지전압부 D(20)를 통해 유지전압으로 유지하게 한다.

즉, 도 4에 도시된 바와 같이 주 가동 코일(1)에 전류가 흐르게 되면 가동대(2)는 주 가동 코일(1)의 자기력에 의해 하측으로 이동하게 되고, 상기 가동대(2)의 일측에 결합되어 있는 가동판(3)도 함께 하측으로 이동하게 된다. 외부의 전류가 유입되는 통로 역할을 하는 고정판(6)은 양측에 고정접점 a,b(7,8)를 구비하고 있으며, 상기 가동판(3)의 양단에 구비된 가동접점 a',b'(4,5)와 접합하면 보조 전자 개폐기 회로(10)에 외부의 전류를 유입한다. 상기 보조 전자 개폐기 회로(10)는 주 가동 코일(1)에 외부의 전류가 유입되는 경우 가동판(3)의 가동접점 a',b'(4,5)가 고정판(6)의 고정접점 a,b(7,8)와 접합되고, 출력전원이 도통하여 보조 전자 개폐기 회로(10)에 전원이 가해짐에 따라 저항 R2(11)를 통해 다이오드 D1(12)에 의해 정류된 전원이 축전지 C(13)에 충전된 후 보조 전자 개폐기 코일(14)에 전류가 흐르게 되어 보조 전자 개폐기가 작동한다.

도 5에 도시된 바와 같이 상기 보조 전자 개폐기가 작동하면 상기 보조 전자 개폐기 회로(10)에 유입되는 전류에 의해 보조 전자 개폐기 코일(14)에서 자기력이 발생되고, 상기 보조 전자 개폐기 코일(14)의 자기력에 의해 보조 가동대(21)의 일측에 구비되어 있는 눌름목(22)이 하측으로 이동하여 버팀돌림대(24)를 누르게 된다. 상기 버팀돌림대(24)는 일측은 버팀목(25)에 의해 고정되어 있고, 타측은 버팀용수철(26)에 의해 보조 동작단자(31)와 결합되어 있으며 중앙부의 양측에 접점(34,35)을 구비하여 보조 상단자(32) 및 보조 하단자(33)와 접합할 수 있는 구조로 되어 있다.상기 눌름목(22)에 의해 상기 버팀용수철(26)이 눌려지면 중앙접점a(34)는 보조 하단자(33)와 접합하게 되어 주 가동 코일(1)에 유지전압이 유입된다.

또한, 주 가동 코일(1)에 흐르는 전류를 차단하면 용수철(9)의 복원력에 의해 가동대(2)는 상측으로 이동하고, 상기 가동대(2)의 일측에 결합되어 있는 가동판(3)도 상측으로 이동하게 된다. 상기 가동판(3)의 이동에 의해 가동접점 a',b'(4,5)와 고정접점 a,b(7,8)가 단락되고, 보조 전자 개폐기 회로(10)의 축전지 C(13)의 전원이 방전됨에 따라 보조 전자 개폐기가 단락되게 된다. 상기 보조 전자 개폐기가 단락됨에 따라 보조 전자 개폐기 코일(14)의 전류가 일정시간이 지난 후 차단되게 되며, 보조 가동대(21)도 상측으로 이동한다. 상기 보조 가동대(21)가 상측으로 이동하면 보조 가동대(21)의 일측에 구비되어 있는 올림목(23)이 버팀용수철(26)을 상측으로 올리고 중앙접점 b(35)가 보조 상단자(32)에 접합하게 된다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이 외부의 전류가 유입되는 부분에 급전류 방어용 코일(40)을 구비하여 주 접점이 접합되는 순간에는 상기 코일(40)의 순간저항(인덕턴스)으로 인해 전류가 멈추게 되면서 가동접점 a',b'(4,5)과 고정접점 a,b(7,8)이 완전히 접합된 후에 전류가 흐르게 되고, 보조 전자 개폐기에 의해 상기 주 가동 코일(1)의 동작에 따라 보조 동작단자(31)와 보조 상단자(32)를 접합하거나 보조 동작단자(31)와 보조 하단자(33)를 접합하고, 접점이 단락될 때에는 고정접점 a,b(7,8)의 양단 전류는 축전기 C2(41)에 흡수되면서 접점은 완전 단락이 되므로 접합 미진 상태의 전류를 완전히 차단하게 되어 전류 불꽃 발생의 원인을 제거하게 된다.

위와 같이, 본 고안에 의한 불꽃 감소형 전자 개폐기는 주 가동 코일(1)을 이중으로 설치하여 접합순간은 고전류로 가동하여 접합속도를 현격히 빠르게 하고 완전 접합되면 보조 전자 개폐기를 이용하여 유지전류로 전환유지하거나, 전자 개폐기가 접합되는 순간에는 고전압을 유입하여 접점의 접합속도를 급속하게 하고 일단 접합된 이후에는 보조 전자 개폐기를 이용하여 유지전압으로 전환하게 함으로써 접합이 일어나는 미진 찰라의 시차를 현격하게 줄여 전자 불꽃을 최대한으로 억제하는 효과가 있을 뿐만 아니라, 주접점이 접합하는 순간 급전류 방어용 코일(40)의 순간저항으로 인해 전류를 일시간 정지시키고 접점들이 완전히 접합한 후에 전류를 흐르게 하며, 접점이 단락될 때는 양단전류를 축전기 C2(41)에서 흡수하여 접점을 완전히 단락시킴으로써 전류 불꽃의 발생원인을 제거하는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 가동접점과 다이오드 및 보조단전기를 포함한 이중 단전기를 갖는 전자개폐기에 있어서,

   주 가동 코일(1)에 고전압을 유입하는 고전압부 C(19)와, 상기 주 가동 코일(1)의 유지전압을 유입하는 저전압부 D(20)와, 고정판(6) 양측의 고정접점 a,b(7,8)을 통해 외부의 전류가 유입되며, 상기 주 가동 코일(1)의 동작에 따라 보조 동작단자(31)와 보조 상단자(32)를 접합하거나 보조 동작단자(31)와 상단자(32)르르 접합하거나 보조 동작단자(31)와 보조 하단자(33)를 접합하는 보조 전자개폐기를 포함하는 것을 특징으로 하는 불꽃 감소형 전자개폐기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보조 전자 개폐기는 일측에 주 가동 코일(1)에 전류가 유입되는 경우 출력전원이 도통하여 저항 R2(11)를 통해 다이오드 D1(12)에 의해 정류된 전원이 축전지 C(13)에 충전된 후 보조 전자 개폐기 코일(14)에 전류가 유입되는 보조 전자 개폐기 회로(10)와, 상기 보조 전자 개폐기 회로(10)에 유입되는 전류에 의해 자기력을 발생하는 보조 전자 개폐기 코일(14)과, 상기 보조 전자 개폐기 코일(14)의 자기력에 의해 상측 또는 하측으로 이동하는 보조 가동대(21) 및 일측은 버팀목(25)에 의해 고정되어 있고 타측은 버팀용수철(26)에 의해 보조 동작단자(31)의 일측과 결합되어 있으며 상기 보조 가동대(21)가 상측으로 이동하는 경우 올림목(23)에 의해 보조 동작단자(31)가 고전압용의 보조 상단자(32)와 접합하고 상기 보조 가동대(21)가 하측으로 이동하는 경우 눌림목(22)에 의해 보조 동작단자(31)가 유지전압용의 보조 하단자(33)와 접합할 수 있도록 하는 버팀 돌림대(24)가 구비됨을 특징으로 하는 불꽃 감소형 전자 개폐기.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서,

   상기 고정판(6)의 일측에 연결되어 있으며 전류가 유입되는 경우 순간저항에 의해 일시적으로 전류를 차단하는 급전류 방어용 코일(40)과, 상기 고정판(6)의 타측에 연결되어 있으며 접점이 단락되는 순간의 양단전류를 흡수하는 축전지 C2(41)와, 상기 주 가동 코일(1)의 동작에 따라 보조 동작단자(31)와 보조 상단자(32)를 접합하거나 보조 동작단자(31)와 보조 하단자(33)를 접합하는 보조 전자개폐기가 포함됨을 특징으로 하는 불꽃 감소형 전자 개폐기.