KR200220666Y1 - 기중 차단기용 과전류 계전기의 분리형 구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 과전류 계전기와 전원변압기의 체결구조를 개선하여, 기기의 내압성능과 수명 그리고 조립성을 향상시킴과 더불어 기기의 오동작을 미연에 차단시키도록 한 것이다.

이를 위해, 본 고안은 입력신호에 따라 전기회로를 열거나 닫는 과전류 계전기(OCR; Over Current Relay)와, 상기 과전류 계전기를 구동하기 위해 외부전원을 상용전원으로 변환하는 전원변압기(PT; Power Transformer)를 갖는 기중 차단기(ACB; Air Circuit Breaker)에 있어서; 상기 전원변압기를 상기 과전류 계전기에서 구조적으로 분리시키되 상기 전원변압기를 지지하여 상기 전원변압기를 상기 기중 차단기의 소정부에 구비시키는 지지브라켓과, 상기 전원변압기와 상기 과전류 계전기를 상호 전기적으로 연결시키는 커넥터로 이루어진 기중 차단기용 과전류 계전기의 분리형 구조를 제공한다.

Description

기중 차단기용 과전류 계전기의 분리형 구조{Division-type structure of Over Current Relay in Air Circuit Breaker}

본 고안은 기중 차단기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 과전류 계전기와 전원변압기가 분리된 구조를 갖는 기중 차단기에 관한 것이다.

일반적으로, 기중 차단기(ACB; Air Circuit Breaker)는 빌딩, 공장, 선박 등에 사용되는 발전기의 보호를 위한 배선설비의 하나로서, 정상부하시의 개폐 및 사고전류 차단시에 발생되는 아크를 소호시켜 신속하게 회로를 분리시키는 유용한 기기이다.

특히, 기중 차단기는 도 1a와 도 1b에 도시된 바와 같이, 전장실을 형성시키는 본체(1)와, 상기 본체 전면부에 구비되어 입력신호에 따라 전기회로를 열거나 닫는 과전류 계전기(OCR; Over Current Relay)(2)와, 상기 본체의 상부에 구비되어 외부전원을 인가받는 오토콘(auto connector) 단자대(3)와, 상기 과전류 계전기와 상기 오토콘 단자대를 연결하는 OCR 출력 접점용 커넥터 와이어(이하 'OCR 와이어'라 함)(4)와, 상기 과전류 계전기를 구동하기 위해 외부전원을 상용전원으로 변환하는 전원변압기(PT; Power Transformer)(5)와, 상기 본체의 전면부를 덮는 프론트 커버(front cover)(6)가 포함되어 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 기중 차단기는 다음과 같은 동작을 수행한다.

외부 전원이 상기 오토콘 단자(3)로 인가되면 상기 전원변압기(5)에서 상용전원으로 변환되어 소정의 볼트로 출력된다, 이 때 출력된 소정의 볼트에 의해 상기 과전류 계전기(2)가 구동되어 입력신호에 따라 전기회로를 열거나 닫게 된다.

한편, 종래 기술에 따른 기중 차단기의 전원변압기(5)는 상기 과전류 계전기(2)에 전기적으로는 일체로 연결되고, 구조적으로는 다음과 같은 체결수단에 의해 체결된다.

상기 체결수단은, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 전원변압기(5)를 안착시키고 상기 과전류 계전기(2)의 후면부에 나사체결되는 플레이트(7)와, 상기 전원변압기를 감싸고 상기 과전류 계전기의 후면부에 나사체결되는 박스형 케이스(8)로 이루어진다.

하지만 상기와 같이 이루어진 종래기술에 따른 박스형 케이스(8)는 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.

첫째, 박스형 케이스(8)는 불필요하게 전장실을 차지하게 되어, 조립공정시, 전장실 내부에 위치한 부품들(도시생략)과의 간섭 및 OCR 와이어(4)와의 간섭이 발생되어 기기의 내압성능이 저하됨과 더불어 과전류 계전기가 오동작을 일으키는 문제가 있다.

즉, 일체로 장착된 과전류 계전기(2)와 전원변압기(5)는 상기 본체(1)의 전면부에 구비되고, 상기 오토콘 단자(3)와 상기 과전류 계전기가 상호 OCR 와이어(4)에 의해 연결된 후, 상기 프론트 커버(6)가 상기 본체의 전면부에 장착되는 순서로 조립공정이 진행되는데, 이 때, 상기 프론트 커버 장착시, 간섭으로 OCR 와이어의 피복이 벗겨질 뿐만 아니라, OCR 와이어가 오토콘 단자대에서 이탈되는 현상이 발생되어 기기의 내압성능이 저하됨과 더불어 과전류 계전기가 오동작을 일으키게 된다.

둘째, 박스형 케이스(8)는 그 내부에 내장된 전원변압기(5)에서 발생되는 열을 차단하게 되어, 케이스 내부가 고온화 됨에 따라 전원변압기의 수명이 단축되는 문제가 있다.

즉, 외부전원이 전원변압기(5)로 인가되면 전원변압기에는 열이 발생되는데, 이 때 발생된 열이 자연대류되지 않고 박스형 케이스(8)에 의해 계속 잔류되어, 케이스 내부가 고온화됨에 따라 전원변압기의 코일이 열에 의해 손상되어 수명이 단축되게 된다.

본 고안은 종래기술에 대한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 과전류 계전기와 전원변압기의 체결구조를 개선하여, 기기의 내압성능과 수명 그리고 조립성을 향상시킴과 더불어 기기의 오동작을 미연에 차단시키는데 그 목적이 있다.

도 1a는 일반적인 기중 차단기의 외형을 나타낸 정면도

도 1b는 1a의 측단면도.

도 2는 종래기술에 따른 것으로서 과전류 계전기에 전원변압기가 구비되도록 전원변압기를 지지하는 박스형 케이스를 나타낸 도 1b의 'A'부 확대도.

도 3은 본 고안에 따른 것으로서 전원변압기를 지지하는 판형 지지브라켓을 나타나낸 사시도.

도 4는 본 고안에 따른 지지브라켓이 기기의 소정부에 구비된 상태 및 지지브라켓에 지지된 전원변압기와 과전류 계전기가 전기적으로 연결되는 상태를 나타낸 일부 분해 사시도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2: 과전류 계전기(Over Current Relay) 5: 전원변압기(Power Transformer)

10: 지지브라켓 20: 커넥터(connector)

21: 메일(male) 커넥터 22: 피메일(female) 커넥터

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 고안은 입력신호에 따라 전기회로를 열거나 닫는 과전류 계전기(OCR; Over Current Relay)와, 상기 과전류 계전기를 구동하기 위해 외부전원을 상용전원으로 변환하는 전원변압기(PT; Power Transformer)를 갖는 기중 차단기(ACB; Air Circuit Breaker)에 있어서; 상기 전원변압기를 상기 과전류 계전기에서 구조적으로 분리시키되 상기 전원변압기를 지지하여 상기 전원변압기를 상기 기중 차단기의 소정부에 구비시키는 지지브라켓과, 상기 전원변압기와 상기 과전류 계전기를 상호 전기적으로 연결시키는 커넥터로 이루어진 기중 차단기용 과전류 계전기의 분리형 구조를 제공한다.

상기 내용을 더 상세하게 설명하기 위해 도면을 참조하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 따른 것으로서 전원변압기를 지지하는 판형 지지브라켓을 나타나낸 사시도이고, 도 4는 본 고안에 따른 지지브라켓이 기기의 소정부에 구비된 상태 및 지지브라켓에 지지된 전원변압기와 과전류 계전기가 전기적으로 연결되는 상태를 나타낸 개략적 측단면도이다.

본 고안에 따른 과전류 계전기(2)의 분리형 구조는, 과전류 계전기(2)와 전원변압기(5)가 상호 분리되는 구조를 의미하는 것으로서, 도 3과 도 4에 도시된 바와 같이 전원변압기(5)를 상기 과전류 계전기(2)에서 구조적으로 분리시키되 상기 전원변압기를 지지하여 상기 전원변압기를 기중 차단기(이하 '기기'라 칭함)의 소정부에 구비시키는 지지브라켓(10)과, 상기 전원변압기와 상기 과전류 계전기를 상호 전기적으로 연결시키는 커넥터(20)로 이루어진다.

이 때, 상기 지지브라켓(10)은 도 3에 도시된 바와 같이, 판형상을 하되, 일단부가 절곡되어, 그 절곡면이 상기 기기의 소정부에 체결되고, 미(未) 절곡면에 상기 전원변압기(5)가 체결되도록 이루어진다.

이와 더불어, 상기 전원변압기(5)에서 발생된 열이 활발하게 자연대류 되도록 하기 위해, 상기 지지브라켓(10)을 지면과 수직하게 위치시켜 상기 전원변압기의 상단면이 평면상에서 보이도록 함이 바람직하다.

또한, 상기 전원변압기(5)에서 발생된 열이 활발하게 자연대류 되도록 하기 위해, 상기 지지브라켓(10)을 지면과 수평하게 위치시켜 상기 전원변압기의 측면부가 평면상에서 보이도록 함이 바람직하다.

한편, 상기 커넥터(20)는, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 과전류 계전기(2)와 상기 전원변압기(5)가 상호 착탈 가능하게 연결되도록 하기 위해, 상기 과전류 계전기와 상기 전원변압기 중 어느 한 부재에 구비되는 핀형의 메일 커넥터(21)와, 상기 메일 커넥터가 삽입되도록 상기 부재 중 다른 한 부재에 구비되는 핀홀형의 피메일 커넥터(22)로 이루어진다.

상기와 같이 이루어진 본 고안에 따른 과전류 계전기의 분리형 구조는 다음과 같은 역할을 수행한다.

첫째, 본 고안인 분리형 구조는 종래에 사용되던 박스형 케이스 및 플레이트 대신 판형의 지지브라켓(10)을 사용함에 따라, 전장실 내부 공간을 확보시켜 주는 역할을 수행한다.

따라서, 확보된 상기 공간에 OCR 출력 접점용 커넥터 와이어(이하 'OCR 와이어'라 칭함)(도 1의 4참조)를 위치시킬 수 있으므로, 프론트 커버 조립시, 프론트 커버(도 1의 6참조)와 OCR 와이어와의 간섭이 최소화되어, OCR 와이어의 피복이 손상되지 않고, OCR 와이어가 오토콘 단자(도 1의 3참조)에서 이탈되지 않게 된다. 이에 따라 본 고안에 따른 분리형 구조는 기기의 내압성능을 향상시켜 줌과 더불어 조립성을 향상시켜 준다.

둘째, 본 고안인 분리형 구조는, 판형의 지지브라켓(10)이 과전류 계전기(2)뿐만 아니라 기기의 다른 부위에도 구비시킬 수 있고, 또한 전기적 연결은 커넥터(20)를 이용함에 따라, 한정된 전장실 내부 공간을 효과적으로 활용되도록 해주는 역할을 수행한다.

셋째, 본 고안인 분리형 구조는, 종래의 박스형 케이스 대신 판형의 지지브라켓(10)을 사용함에 따라, 외부전원의 인가로 전원변압기(5)에서 발생되는 열을 자연대류시켜 주는 역할을 수행한다.

특히, 고온의 열이 상승되는 원리를 이용하기 위해, 지지브라켓(10)은 다음과 같이 위치시킬 수 있으며, 이는 자연대류 현상을 배가시킬 수 있게 해준다.

즉, 상기 지지브라켓(10)을 지면과 수직하게 위치시켜 상기 전원변압기(5)의 상단면이 평면상에서 보이도록 하거나, 지면과 수평하게 위치시켜 상기 전원변압기의 측면부가 평면상에서 보이도록 하면, 뜨거운 열이 상승되면서 외부로 활발하게 대류됨에 따라, 전원변압기의 코일이 열에 의해 소손되는 일을 미연에 막을 수 있게 되고, 이에 따라 기기의 수명을 연장시킬 수 있게 된다.

이제까지 본 고안에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 살펴보았으며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 고안의 본질적 기술 범위 내에서 상기 본 고안의 상세한 설명과 다른 형태의 실시예들을 구현할 수 있을 것이다. 여기서 본 고안의 본질적 기술 범위는 실용신안등록청구범위에 나타나 있다.

이상에서와 같이, 본 고안은 판형의 브라켓과 커넥터를 이용하여, 과전류 계전기의 분리형 구조를 구현한 것으로서, 첫째, 전장실 내부 공간이 확보됨에 따라, 프론트 커버 조립시, 프론트 커버와 OCR 와이어와의 간섭이 최소화되어, 기기의 내압성능을 향상시킬 수 있음과 더불어 조립성을 향상시킬 수 있다.

둘째, 판형의 지지브라켓이 과전류 계전기뿐만 아니라 기기의 다른 부위에도 구비시킬 수 있음에 따라, 한정된 내부 공간을 효과적으로 활용할 수 있다.

셋째, 전원변압기에서 발생되는 열을 자연대류시킬 수 있음에 따라, 전원변압기의 코일이 열에 의해 소손되는 일을 미연에 막을 수 있고, 이에 따라 기기의 수명을 연장시킬 수 있다.

넷째, 박스형의 케이스 및 플레이트 대신 판형의 지지브라켓이 사용됨에 따라 재료비를 절감시킬 수 있다.

또한, 본 고안의 상세한 설명에 언급된 모든 효과를 다 포함한다.

Claims (5)

1. 입력신호에 따라 전기회로를 열거나 닫는 과전류 계전기(OCR; Over Current Relay)와, 상기 과전류 계전기를 구동하기 위해 외부전원을 상용전원으로 변환하는 전원변압기(PT; Power Transformer)를 갖는 기중 차단기(ACB; Air Circuit Breaker)에 있어서;

   상기 전원변압기를 상기 과전류 계전기에서 구조적으로 분리시키되, 상기 전원변압기를 지지하여 상기 전원변압기를 상기 기중 차단기의 소정부에 구비시키는 지지브라켓과,

   상기 전원변압기와 상기 과전류 계전기를 상호 전기적으로 연결시키는 커넥터(connector)로 이루어짐을 특징으로 하는 기중 차단기용 과전류 계전기의 분리형 구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지브라켓은;

   판형상을 하되, 일단부가 절곡되어, 그 절곡면이 상기 기중 차단기의 소정부에 체결되고, 미 절곡면에 상기 전원변압기가 체결되도록 이루어짐을 특징으로 하는 기중 차단기용 과전류 계전기의 분리형 구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 전원변압기에서 발생된 열이 자연대류되도록, 상기 지지브라켓을 지면과 수직하게 위치시켜 상기 전원변압기의 상단면이 평면상에서 보이도록 함을 특징으로 하는 기중 차단기용 과전류 계전기의 분리형 구조.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 전원변압기에서 발생된 열이 자연대류되도록, 상기 지지브라켓을 지면과 수평하게 위치시켜 상기 전원변압기의 측면부가 평면상에서 보이도록 함을 특징으로 하는 기중 차단기용 과전류 계전기의 분리형 구조.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 커넥터는;

   상기 과전류 계전기와 상기 전원변압기가 상호 착탈 가능하게 연결되도록 하기 위해,

   상기 과전류 계전기와 상기 전원변압기 중 어느 한 부재에 구비되는 핀형의 메일 커넥터(pin type male connector)와,

   상기 메일 커넥터가 삽입되도록, 상기 부재 중 다른 한 부재에 구비되는 핀홀형의 피메일 커넥터(pin-hole type female connector)로 이루어짐을 특징으로 하는 기중 차단기용 과전류 계전기의 분리형 구조.