KR200313673Y1 - 과부하차단기의 트립장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 과전류나 단락사고의 발생시 이상전류를 검출하여 입력측 단자로부터 유입되어 부하측으로 흐르는 전류를 차단하는 과부하차단기의 트립장치를 개시한다.

이러한 본 고안은 과대전류의 발생시 이를 신속하게 감지하고 즉시 트립코일에 작동 전류를 흘려 줌으로서 아마츄어가 작동하여 설비를 보호함과 아울러 안정적 동작이 가능하도록 하기 위하여 브라켓에 설치된 제1코어의 둘레에 코일과 전류감지코일을 권취하고, 제2코어에 트립코일을 권취하며, 제2코어의 상측에 제2코어의 상단에 설치된 결합부와, 결합부에 연결된 아마츄어와, 전기 전류감지코일과 트립코일이 입력측과 출력측에 연결된 제어회로를 구비하여서 된 것이다. 이에 따라 본 고안은 과대전류의 발생시 이를 전류감지코일에 의하여 감지하고, 제어회로의 작동에 의하여 트립코일에 작동 전류가 공급되어 결합부에 연결된 아마츄어가 회동되어 트립바를 구동시켜 과대전류의 발생 즉시 전류 차단이 이루어 질 수 있도록 함을 특징으로 한다. 이에 따라 본 고안은 코일에 이상 과대전류의 발생시 즉시 전류의 차단이 실시되어 각종 설비를 보호할 수 있게 되는 것이며, 종전의 유압-전자식 트립기구와 같은 점도 저하로 인한 작동의 신뢰성 저하의 문제가 해소되는 잇점이 있다.

Description

과부하차단기의 트립장치{Trip Apparatus of Overload Circuit Breaker}

본 고안은 과부하차단기의 트립장치에 관한 것으로, 특히 과전류나 단락사고의 발생시 이상전류를 검출하여 입력측 단자로부터 유입되어 부하측으로 흐르는 과대전류를 차단하는 과부하차단기의 트립장치에 관한 것이다.

주지하는 바와 같이 회로 차단기의 트립장치는 단락이나 설비의 이상으로 과대전류가 발생하는 경우 이를 감지하여 트립바를 조작함으로써 접점이 "OFF"되도록 각종 사고를 예방할 수 있도록 하는 것으로서 이러한 과부하차단기의 트립장치를 첨부한 도면 도 1 및 도 2로 도시하였다.

이에 의하면 회로 차단기(100)는 부품을 수납하는 케이스(101) 및 커버(102)와, 전로(電路)를 온/오프 시켜주는 개폐기구부(103)와, 과전류나 단락사고 발생시 이를 검출하여 전류를 차단시키는 트립장치(104)와, 전류가 차단될 때 접점을 이루는 고정접촉자(116)와 가동접촉자(117) 사이에서 발생하는 아크(Arc)를 소멸시켜주는 아크소호부(118) 등으로 구성되어 있다.

또한 상기 트립장치(104)는 브라켓(105)의 일측에 회전가능하게 지지된 아마츄어(106)와, 상기 아마츄어(106)를 탄력 지지하는 스프링(107)과, 상기 브라켓(105)의 타측에 고정된 대쉬포트(108)와, 상기 대쉬포트(108)의 외주면에 나선형으로 감겨진 코일(109) 등으로 구성되어 있다.

그리고 대쉬포트(108)는 동합금 등의 비자성 물질로 제조된 원형관 형태의실린더(110) 내에 이동 가능한 상태로 설치된 플런저(111)와, 상기 실린더(110)의 개방된 상단부를 밀폐시키는 자극편(113)과, 상기 플런저(111)와 자극편(113) 사이에 설치되어 플런저(111)를 탄력 지지하는 압축 스프링(112)과, 상기 실린더(110) 내에 충진된 실리콘 오일(114) 등으로 구성되어 있다.

이러한 코일(109)에 과전류나 단락사고 등의 발생으로 인하여 이상전류가 흐르면 자극편(113)에 전자력이 발생되어 플런저(111)가 압축 스프링(112)을 압축하며 자극편(113)쪽으로 서서히 흡인되고, 상기 플런저(111)가 자극편(113)에 접촉되면 브라켓(105), 아마츄어(106), 자극편(113) 및 플런저(111)에 의해 구성되는 자기회로의 자기저항이 감소되어 아마츄어(106)의 일측 단부가 자극편(113)쪽으로 흡인되며, 타측은 래치(115)를 밀어 과부하차단기(100)가 트립되는 것이다.

그러나 이러한 트립장치(104)는 과부하차단기(100)를 오작동시키거나 이상전류 검출시 신속한 트립을 못하는 문제가 있다.

즉, 과대전류가 코일(109)을 흘러 자극편(113)이 자화되면, 플런저(111)가 자극편(113)의 자력에 의하여 이동을 개시하며, 이때 플런저(111)는 실리콘 오일(114)에 의하여 제동력을 받게 되어 서서히 자극편(113) 측으로 이동하게 되고, 그 결과 전류가 코일(109)을 통하여 흐르는 시점에서 지연시간이 경과된 후 회로 차단기가 차단되므로, 지연시간에 의하여 각종 설비의 피해를 입게 되는 문제점이 있는 것이다.

또한, 코일(109)에 흐르는 과대 전류에 의하여 발생되는 저항열에 의하여 대쉬포트(108)가 가열되고, 이러한 열에 의하여 실리콘 오일(114)이 가열되면 점도의저하가 불가피하므로, 점차 저하되는 유체 저항에 의하여 제동력이 약화되므로 정상 범위의 대전류가 흐르는 경우에도 플런저(111)가 자극편(113)에 접촉되어 과부하차단기(100)가 오작동되는 문제가 있다.

본 고안의 목적은 상기와 같은 종래의 문제를 감안하여 과대전류의 발생시 즉시 트립장치의 아마츄어가 트립바를 작동시켜 설비를 보호함과 아울러, 오일이 채워진 대쉬포트의 사용을 배제하고, 과대 전류의 크기에 상응하여 정확하게 반응하도록 함으로써 높은 수준의 작동 신뢰도를 확보할 수 있도록 한 과부하차단기의 트립장치를 제공함에 있다.

도 1은 종래 과부하차단기를 도시한 단면도.

도 2는 종래 과부하차단기에 적용된 트립장치를 도시한 단면도.

도 3은 본 고안에 의한 트립장치를 도시한 단면도.

도 4는 본 고안에 의한 트립장치가 적용된 과부하차단기를 도시한 단면도.

도 5는 본 고안에 의한 트립장치가 작동되는 상태를 도시한 단면도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 트립장치 11 : 브라켓 12 : 제1코어

13 : 결합부 14 : 코일 15 : 전류감지코일

16 : 트립코일 17 : 아마츄어 18 : 스프링

19 : 케이스 20 : 커버 21 : 개폐기구부

22 : 래치 23 : 아크소호부 24 : 고정접촉자

25 : 가동접촉자 26 : 과부하차단기 27: 제어회로

28:제2코어 29:가변저항

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 브라켓에 설치된 제1코어에 코일과 전류감지코일을 권취하고, 제2코어의 외주에 트립코일을 권취하며, 제2코어의 상측에 결합부를 형성하여 아마츄어를 회동 가능하게 결합시키며, 전류감지코일의 감지 신호 레벨에 의하여 트립코일을 구동하기 위한 제어회로를 구비하여서 된 과부하차단기의 트립장치를 제안한다.

이에 따라 본 고안은 아마츄어가 과대전류 발생시 신속하게 전류의 차단이 이루어 지므로, 설비를 보호할 수 있게 되고, 안정적 작동이 가능하게 된다. 이러한 본 고안의 구성 및 작용을 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 의한 트립장치를 도시한 단면도이고, 도 4는 본 고안에 의한 트립장치가 적용된 과부하차단기를 도시한 단면도이다.

본 고안은 브라켓(11)의 일측에 제1코어(12)을 설치하고, 상기 제1코어(12)의 둘레에 코일(14)과 전류감지코일(15)를 권취하며, 제2코어(28)의 둘레에 트립코일(16)을 권취하고, 제1코어(12)의 상측에 아마츄어(17)가 회동 가능하게 설치되는 결합부(13)를 연결하며, 전류감지코일(15)을 제어회로(27)의 입력에 연결하고, 트립코일(16)을 제어회로의 출력에 접속하여서 된 것이다. 또한, 전기 아마츄어(17)는 브라켓(11)에 스프링(18)으로 결합되어 탄력 지지된다.

이와 같이 구성된 트립장치(10)는 과부하차단기(26)의 내부에 설치되는 것으로, 상기 과부하차단기(26)는 케이스(19)와 커버(20)가 결합된 내부에 전로(電路)를 온/오프 시켜주는 개폐기구부(21)와, 전류가 차단될 때 접점을 이루는 고정접촉자(24)와 가동접촉자(25) 사이에서 발생하는 아크(Arc)를 소멸시켜주는 아크소호부(23) 및 트립장치(10)의 아마츄어(17)와 접촉되어 개폐기구부(21)가 작동되도록 하는 래치(22)등으로 구성된다.

이러한 본 고안은 인입전류가 입력측 단자로부터 유입되어 코일(14)과 가동접촉자(25) 및 고정접촉자(24)를 차례로 거쳐 부하측으로 흘러 각 전기장치에 전류를 공급한다.

이러한 작동 과정에서 정상 범위의 전류가 코일(14)을 거쳐서 부호에 공급되는 상태에서는 코일(14)에 의하여 발생되는 자계가 미약하여 제1코어()를 경유하여 전류감지코일()에서 유기되는 신호 레벨이 낮게 된다. 이러한 상태에서는제어회로(27)에 입력된 신호 레벨이 낮으므로, 기준 전압과 비교하여 판단하였을시 소정 레벨이하 이므로 트립코일(16)에 작동 전류를 공급하지 않아 대기 상태로 되는 것이다. 아울러, 단락이나 설비 이상으로 인하여 코일(14)에 과대 전류가 흐르며 이에 상응한 자장이 형성된다. 이는 제1코어()를 경유하여 전류감지코일(15)에 소정 레벨 이상의 값으로 유기된 후 제어회로(27)에 공급되는 바, 제어회로(27)는 입력 레벨이 비정상적인 과대 레벨인지의 여부를 기준 전압과 비교하여 판단하며, 그 결과 과대 레벨로 판정된 경우에는 트립코일(16)에 작동 전류를 공급하게 된다. 이에 따라 트립코일(16)은 제2코어(28)를 자화시키고 그 결과 제2코어(28)는 아마츄어(17)를 흡인하게 된다. 그러므로 평상시에는 도4로 보인 바와 같은 상태로 대기하다가 과대전류가 흐르는 경우에는 도5로 보인 바와 같이 스프링(18)의 탄력을 이기고 아마츄어(17)를 흡인하여 제2코어(28)에 자착시키는 상태로 되는 것이다. 이에 따라 아마츄어(17)에 근접되어 있던 트립바()가 눌려져서 트립래치(22)를 작동시키게 된다.

이러한 과정으로 래치(22)는 개폐기구부(21)를 작동시켜 가동접촉자(25)가 고정접촉자(24)에서 떨어지게 함으로써 전류가 차단되는 것이고, 전류가 차단됨에 따라 코일(11)에 형성되었던 자계가 소멸되며, 이러한 코일(14)의 자계 소멸에 따라 전류감지코일(15)과 트립코일(16)에 형성되었던 자계도 소멸되는 것이다.

따라서 아마츄어(17)는 스프링(18)의 복원력에 의하여 원래 위치로 복귀하게 된다.

또한, 실용상 과대전류 판정의 기준값은 변화시킴으로써 현장의 여건에 부합되게 사용할 수 있도록 하기 위하여 가변저항(29)을 구비하였으며, 이를 조절함에 따라 과대전류 판정의 기준이 변화됨은 물론이다.

아울러, 전류감지코일(15)로 부터의 신호 레벨은 정류회로(30)에 의하여 정류함으로써 기준값과 비교가 가능하도록 하였으며, 이때 반응 속도를 빠르게 하기 위하여 콘덴서의 값은 최소화하는 것이 바람직하다.

또한, 트립코일(28)의 흡인력을 증대시키기 위하여 비교기(27)의 출력을 증가시킬 필요가 있으며, 이를 위하여 구동회로를 추가할 수도 있음은 물론이다.

이와 같이 본 고안은 코일(14)에 과대전류가 흐르게 되어 강력한 자계가 형성되면 트립코일(16)에 자계가 형성되어 아마츄어(17)를 흡인시킴으로써 신속한 전류 차단이 이루어지므로, 과대전류에 의한 설비의 피해를 방지할 수 있게 되는 것이다. 또한, 본 고안에서는 제어회로(27)에 의하여 설정된 값 이상인 경우에만 정확하게 과대전류 차단 기능을 발휘하므로 작동의 신뢰성이 높을 뿐만 아니라, 더욱이 작동 과정에서 유압 대쉬 포트등을 사용하는 경우와 같은 작동 특성 저하의 우려가 전혀 없는 것이므로 작동 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 코일(14)에 이상전류가 흐를 때 브라켓(11)에 일측이 고정되어 회동되는 아마츄어(17)를 구비하여서 된 공지의 것에 있어서,

   브라켓(11)에 설치되며 코일(14) 및 전류감지코일(15)이 권취된 제1코어(12)와, 제1코어(12)의 상측에 설치된 제2코어(28)와, 제2코어(28)의 외주에 설치된 트립코일(16)과, 아마츄어(17)의 일단과 결합되고, 제2코어(28)의 상단에 설치된 결합부(13)와, 전기 전류감지코일(15)과 트립코일(16)이 입출력에 연결되어 기준 전압과 비교 판정된 출력을 발생시키는 제어회로(27)를 구비하여서 됨을 특징으로 하는 과부하차단기의 트립장치.
2. 제1항에 있어서,

   전기 제어회로(27)는 가변저항(29)을 구비한 비교기임을 특징으로 하는 과부하차단기의 트립장치.