KR200392656Y1 - 배선용 차단기의 트립 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 배선용 차단기의 트립 구동장치에 관한 것으로, 회로상 사고전류가 발생할 때 사고전류의 검출과 개폐기구의 구동을 위한 별도의 검출 및 액튜에이터 기구부를 불요하게 사고전류 발생시 기존의 한류형 고정 접촉자에서 발생되는 자기 흡인력을 이용하여 본 고안에 따라 한류형 고정 접촉자의 접점측 및 단자측 아암 사이에 상기 자기 흡인력에 의해 구동되는 인스턴트 바를 설치하고 이 인스턴트 바의 구동을 직접 개폐기구부의 네일부에 전달하는 트립 바를 설치하여, 차단동작의 시간지연을 최소화 하여 회로의 순시트립 성능을 향상시키고 자체 손상도 방지할 수 있는 배선용 차단기의 트립 구동장치가 제공된다.

Description

배선용 차단기의 트립 구동장치{A Trip Driving Mechanism for a Circuit Braker}

본 고안은 배선용 차단기의 트립 구동장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 회로의 단락 또는 지락으로 인한 큰 사고전류가 발생했을 때 사고전류의 검출 및 개폐기구를 구동시키는 별도의 기존 트립 메카니즘(trip mechanism)과 같은 검출 및 액튜에이터(actuator)부를 불요하게 기존 고정 접촉자의 접점측 아암부 및 단자측 아암부 사이 두 아암부의 절곡 연결부쪽으로 작용하게 발생되는 큰 자기 흡인력을 이용하여 직접 개폐기구부를 트립위치로 동작하게 함으로써 차단동작의 시간지연을 최소화 하여 배선용 차단기의 순시트립 성능을 향상시킬 수 있는 배선용 차단기의 트립 구동장치에 관한 것이다.

배선용 차단기는 통상 사용 상태에서는 선로를 수동 또는 전기 조작장치에 의해서 개폐할 수가 있고 전기 선로의 과부하 및 단락사고 발생시에는 자동으로 선로를 차단(트립)하여 선로 및 부하기기를 보호하는 전기기기이다.

이러한 배선용 차단기는 도 1에 도시된 것 처럼 선로로부터 전원을 공급받아 부하측에 전달하기위한 전원측 및 부하측 고정 접촉자(1), 전원측 및 부하측의 2개의 고정 접촉자(1)사이에 설치되고 전원측 및 부하측 고정 접촉자(1)에 접촉하는 폐로 위치와 이들로부터 분리되는 개로위치로 회동가능한 가동 접촉자와, 이 가동 접촉자를 개로 또는 폐로 위치로 구동하기 위한 개폐기구부(2)와, 배선용 차단기가 설치된 부하와 전원간의 회로상 사고 전류를 검출하고 사고전류 검출시 개폐기구부를 트립위치로 구동하는 액튜에이터를 갖는 트립 메카니즘부(3) 및 가동 접촉자와 고정 접촉자(1)간의 접점분리시 발생하는 아크를 소호 및 냉각 시켜주는 아크소호부(4)로 구성되어 있다.

도 2는 상기 도 1의 외관을 나타낸 도면이며, 도 3은 트립 메카니즘부(3)의 상세도이다.

종래의 배선용 차단기는 도 2에 도시된 바와 같이 사고전류를 검출하고 개폐기구부를 구동하기 위해 개폐기구부(2)의 네일(nail)을 회동하게 가압하는 슈터(shooter)(3-1)를 가진 별도의 트립 메카니즘(3)을 구비한다. 트립 메카니즘(3)은 도 3에 도시된 바와 같이 사고전류 발생시 흡인력을 발생시키는 고정 마그네트(3-2)와, 고정 마크네트(3-2)에 대향하게 설치되어 고정 마그네트(3-2)로부터의 흡인력에 따라 고정 마그네트(3-2)쪽으로 근접하게 회동가능한 아마츄어(armature)(3-3)와, 아마츄어(3-3)에 고정 마그네트(3-2)로부터 이격되게 탄성력을 인가하는 인스턴트 스프링(3-4)를 포함하여 구성된다. 아마츄어(3-2)의 상단부의 상기 회동시 이동경로상에 크로스 바(cross bar)(3-5)가 가압되어 연동회전되게 설치되고, 회동하는 크로스 바(3-5)의 회전경로상에 슈터(3-1)가 연동하여 회전가능하게 설치된다. 따라서 사고전류 발생시 고정 마그네트(3-2)에 자기 흡인력이 발생하여 아마츄어(3-3)를 흡인한다. 이때 아마츄어(3-3)는 크로스바(3-5)를 회전시켜 슈터(3-1)를 회동시켜 개폐기구부(2)의 네일(2-1)을 회동시키면 그에 따라 상기한 바와 같이 래치등 개폐기구부의 일련의 연동에 의해 가동 접촉자가 고정 접촉자(1)로부터 분리되는 트립이 이루어지고 따라서 회로는 개로되어 부하로의 전원공급이 차단된다.

이러한 (사고전류 발생) → (고정 마그네트 자화) → (아마츄어 흡인) → (크로스바 회전) → (슈터 회동) → (네일 회동) → (개폐기구부 트립)의 순서를 통하여 선로를 차단시키는 과정에서, 개폐기구부(2)가 트립되기 위해서는 별도의 트립 메카니즘(3)을 통하여 개폐기구부(2)를 동작 시키므로 각 과정을 거치면서 시간지연이 발생되어 전체 차단시간의 지연을 가져와 회로상의 손상 뿐 아니라 개폐기구부(2) 및 소호부(1)등 배선용 차단기 자체에도 손상을 발생시키는 문제점이 발생하였다.

따라서, 본 고안은 배선용 차단기에 사고전류가 발생하였을 때 별도의 검출및 액튜에이터 기구부가 없이 사고전류 발생에 따른 고정 접촉자내의 흡인력을 이용하여 개폐기구부를 직접 구동함으로써 사고전류 검출 순간부터 개폐기구부의 트립동작까지 걸리는 시간을 단축하여 배선용 차단기의 순시차단 성능을 향상시킬 수 있는 배선용 차단기의 트립 구동장치를 제공하는 것을 목적으로한다.

상기 본 고안의 목적은 배선용 차단기의 개폐기구를 트립위치로 구동시키는 트립 구동장치에 있어서,

접점측 아암부와 단자측 아암부가 평행하게 "U"자형으로 절곡 형성되어, 상기 접점측 아암부와 단자측 아암부 사이에 공간부를 갖는 한류형 고정 접촉자와;

상기 한류형 고정 접촉자의 공간부내에 설치되어, 사고전류 발생시에 상기 고정 접촉자에 생성되어지는 자기력에 의해 흡인 이동가능한 인스턴트 바와;

상기 한류형 고정 접촉자의 공간부내에 설치되며, 상기 한류형 고정 접촉자에 지지되는 일단부와 상기 인스턴트 바에 지지되는 타단부를 가지고, 상기 인스턴트 바에 상기 흡인 이동하는 방향과 반대방향으로 탄성력을 인가하는 인스턴트 바 스프링과;

일단은 상기 인스턴트 바에 접속되고 타단은 상기 개폐기구부에 접속되어, 사고전류발생시 상기 인스턴트 바의 흡인 이동에 따라 연동하여 상기 개폐기구부를 트립위치로 구동하는 트립 바와;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 본 고안에 따른 배선용 차단기의 트립 구동 장치를 제공함으로써 달성될 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참고로 하여 본 고안을 설명한다.

도 4는 배선용 차단기중 본 고안에 따른 장치가 설치된 개폐기구부와 소호부를 나타낸 사시도이다.

도 5는 배선용 차단기의 소호부내에 설치된 한류형 고정 접촉자와, 이 고정 접촉자의 단자측 아암부와 접점측 아암부 사이의 공간부 내에 본 고안에 따른 인스턴트 바 및 인스턴트 바 스프링이 설치된 것을 사시도로서 나타낸 도면이며, 도 6은 본 고안에 따른 인스턴트 바와 트립 바 및 개폐기구부의 네일의 연동 구성을 보여주는 요부 사시도이다.

본 고안에 따른 배선용 차단기의 트립구동 장치는 도 5a에 도시된 것처럼 배선용 차단기의 소호부내의 "U"자형으로 접점측 아암부(1-2)와 단자측 아암부(1-1)가 평행하게 절곡 형성되어 상기 접점측 아암부와 단자측 아암부 사이에 공간부를 갖는 소위 한류형의 고정 접촉자(1)와; 상기 고정 접촉자(1)의 공간부내에 수평방향으로 이동가능하게 설치되는 인스턴트 바(instant bar)(6)와; 상기 고정 접촉자(1)의 공간부내에 설치되며, 고정 접촉자(1)에 지지되는 일단부와 인스턴트 바(6)에 지지되는 타단부를 가지고, 인스턴트 바(6)에 상기 흡인 이동하는 방향과 반대방향으로 탄성력을 인가하는 인스턴트 바 스프링(8)과;를 포함한다.

더욱 구체적으로 인스턴트 바 스프링(8)은, 도 5b에 도시된 바와 같이 한류형의 고정 접촉자(1)의 절곡부 내면으로부터 돌출 형성된 고정 접촉자 돌부(1-1a)를 제 1 스프링 시트(spring seat)로 하여 그 일단부가 지지되고, 인스턴트 바(6)로부터 고정 접촉자 돌부(1a)를 대향하게 돌출 형성된 인스턴트 바 돌부(6a)를 제 2 스프링 시트로 하여 그 타단부가 지지되며, 인스턴트 바(6)에 상기 흡인 될 때 이동하는 방향 즉 고정 접촉자 돌부(1a)를 향해 접근하는 도면상 좌측 방향과 반대방향, 즉 고정 접촉자 돌부(1a)로부터 멀어지는 도면상 우측 방향으로 탄성력을 인가한다.

인스턴트 바(6)는 고정 접촉자(1)의 아암 너비와 대략 일치하는 길이를 가지는 철재 또는 자성체 봉으로 마련되고, 인스턴트 바(6)의 양단부에는 하기에서 설명할 트립 바(7)와의 구동 접속을 위한 접속 슬롯(slot)(6b)이 구비된다. 트립 바(7)와 인스턴트 바(6)의 동력전달을 위한 구동 접속의 구성예로는 제시한 바의 단부를 슬롯에 삽입하는 구성예 이외에 핀(pin)에 의한 구동 접속등 다양한 변형 실시예가 있을 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 배선용 차단기의 트립구동 장치는 일단은 인스턴트 바(6)에 접속되고 타단은 상기 개폐기구부에 접속되어, 사고전류발생시 인스턴트 바(6)의 흡인 이동에 따라 연동하여 상기 개폐기구부를 트립위치로 구동하는 트립 바(7)를 추가적으로 포함한다. 트립 바(7)는 상단부의 "ㄷ" 자형 접속부(부호 미지정)를 통해 상기 개폐기구부의 네일(nail)부(9)와 접속되며, 하단부의 돌기형상의 결합부(부호 미지정)가 인스턴트 바(6)의 접속 슬롯(6b)에 접속되어짐으로써 인스턴트 바(6)와 연동가능하게 구동 접속된다. 네일 부(9)는 상기 개폐기구부의 일부로서, 역시 개폐기구부의 일 부품인 래치(latch)를 구속하거나 회동하여 구속해방하는 부품이다. 이들 개폐기구의 트립동작은 잘 알려진 바와 같이 래치의 해방에 따라 래치의 회전축에 일단부가 지지된 트립 스프링의 방세에 의해, 래치가 회전하고, 래치에 링크에 중심축이 연결된 상, 하부의 링크가 접히고, 그에 따라 하부 링크에 구동접속된 가동 접촉자의 지지축이 회전하면서 가동 접촉자가 고정 접촉자(1-1)로부터 분리되는 방향으로 회동하여 트립이 이루어지는 것이다. 이들 구성과 동작은 잘 알려진 바와 같으므로 도시에 의거한 상세설명은 생략하기로 한다.

상기와 같이 구성된 본 고안에 따른 배선용 차단기의 트립구동 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. 본 고안에 따른 배선용 차단기가 설치된 전원과 부하간의 회로상에 단락이나 지락으로 인한 큰 사고전류의 발생시, 배선용 차단기 소호부내의 고정 접촉자(1)에 생성되는 큰 자기 흡인력에 의해 인스턴트 바(6)가 인스턴트 스프링(8)의 탄성력을 극복하고 고정 접촉자 돌부(1a)를 향해 접근하는 도5a 상 좌측 방향으로 수평이동한다. 그러면, 인스턴트 바(6)에 이동에 따라 인스턴트 바(6)에 구동 접속되어 있는 트립 바(7)의 "ㄷ"형 접속부가 상기 개폐기구부의 네일부(9)를 도 4상 시계방향으로 회전시킴으로써 네일부(9)에 구속되어 있던 래치(미도시)를 해방시켜 그에 따른 연동동작에 의해 가동 접촉자(미도시)를 고정 접촉자(1)로부터 분리시키는 회로의 트립동작이 이뤄지고 결과적으로 회로는 개방되어 대전류의 흐름이 차단된다.

이와같이 본 고안에 의한 장치에 의해서 배선용 차단기에 사고전류가 발생하였을 때 별도의 검출 및 액튜에이터부가 필요 없이 본 고안에 따라 소호부내 고정 접촉자에서 회로상 사고전류 발생시 발생하는 자기 흡인력을 이용하여 인스턴트 바와 트립 바를 연동시켜 개폐기구부의 네일부를 직접 회동시켜 트립동작이 일어나게 함으로써 사고전류 발생 순간부터 개폐기구부의 트립동작까지 걸리는 시간을 최소화하여 배선용 차단기의 순시 차단 성능을 향상 시킬 수 있다.

도 1은 종래의 배선용 차단기의 내부 단면도

도 2는 종래의 배선용 차단기의 외관을 나타낸 사시도

도 3은 배선용 차단기의 검출기구부를 나타낸 사시도

도 4는 배선용 차단기중 본 고안에 따른 장치가 설치된 개폐기구부와 소호부를 나타낸 사시도이다.

도 5a는 본 고안의 배선용 차단기의 소호부내에 설치된 한류형 고정 접촉자와, 이 고정 접촉자의 단자측 아암부와 접점측 아암부 사이의 공간부 내에 본 고안에 따른 인스턴트 바 및 인스턴트 바 스프링이 설치된 것을 사시도로서 나타낸 도면

도 5b는 도 5a중 인스턴트 바 스프링의 설치 구성을 보여주는 일부 확대도

도 6은 본 고안에 따른 인스턴트 바와 트립 바 및 개폐기구부중 네일의 연동 구성을 보여주는 요부 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1:소호부 2:개폐기구부 2-1:네일

3-1:슈터 3-2:고정마그네트 3-3:접편

3-4:인스턴트 스프링 3-5:크로스바 3:검출기구부

6: 인스턴트 바 7:트립바 8:인스턴트 바 스프링

9: 네일

Claims (2)

1. 배선용 차단기의 개폐기구를 트립위치로 구동시키는 트립 구동장치에 있어서,

   접점측 아암부와 단자측 아암부가 평행하게 "U"자형으로 절곡 형성되어, 상기 접점측 아암부와 단자측 아암부 사이에 공간부를 갖는 한류형 고정 접촉자와;

   상기 한류형 고정 접촉자의 공간부내에 설치되어, 사고전류 발생시에 상기 고정 접촉자에 생성되어지는 자기력에 의해 흡인 이동가능한 인스턴트 바와;

   상기 한류형 고정 접촉자의 공간부내에 설치되며, 상기 한류형 고정 접촉자에 지지되는 일단부와 상기 인스턴트 바에 지지되는 타단부를 가지고, 상기 인스턴트 바에 상기 흡인 이동하는 방향과 반대방향으로 탄성력을 인가하는 인스턴트 바 스프링과;

   일단은 상기 인스턴트 바에 접속되고 타단은 상기 개폐기구부에 접속되어, 사고전류발생시 상기 인스턴트 바의 흡인 이동에 따라 연동하여 상기 개폐기구부를 트립위치로 구동하는 트립 바와;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로하는 배선용 차단기의 트립 구동장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 트립 바의 일단은 상기 인스턴브 바의 단부에 접속되며, 상기 트립 바의 타단은 상기 개폐기구부중 래치를 구속 또는 해방하는 회동가능한 네일에 회전력 전달가능하게 접속되는 것을 특징으로하는 배선용 차단기의 트립 구동장치.