KR200418667Y1 - 과부하 및 단락보호 겸용 소형 누전 차단기 - Google Patents

과부하 및 단락보호 겸용 소형 누전 차단기 Download PDF

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KR200418667Y1
KR200418667Y1 KR2020060006820U KR20060006820U KR200418667Y1 KR 200418667 Y1 KR200418667 Y1 KR 200418667Y1 KR 2020060006820 U KR2020060006820 U KR 2020060006820U KR 20060006820 U KR20060006820 U KR 20060006820U KR 200418667 Y1 KR200418667 Y1 KR 200418667Y1
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Abstract

본 고안은 2개의 코일 내부에 코어를 설치하여 강한 자계로 트립바의 차단 동작이 신속하게 이루어지도록 하는 과부하 및 단락보호 겸용 소형 누전 차단기를 개시한다.
본 고안은 과부하 및 단락보호, 누전 등에 의한 차단기의 접점 차단을 신속하게 차단하기 위한 것으로, 이를 위하여 전력선이 연결되는 연결단자의 고정접점과 대응되는 리드에 가동접점을 형성하고, 과부하 및 단락보호 발생시 접점을 차단시키는 바이메탈을 설치하며, 고정접점과 가동접점을 접촉, 차단되도록 레버와 크로스바를 설치하고, 이의 전방에 코어 및 핸들에 의하여 작동되는 트립바를 설치하며, 트립바의 전방에 PCB 기판을 설치하되, 2개의 전력선에 대응되도록 중공 형태의 안내관을 2개 고정하고, 이의 외측에 코일을 권선하며, 내부에 스프링과 자계에 의하여 흡인되는 코어를 설치하며, 이의 하방에 안내관을 고정하고, 이의 내부에 마그네틱 코일을 권선하며, 자계에 의하여 흡인되도록 코어 및 스프링을 설치한 과부하 및 단락보호 겸용 소형 누전 차단기를 제안한다.
이와 같이 하여 본 고안은 2개의 코일 내부에 설치된 코어의 작동 및 직경이 큰 코어에 강한 자계로 인한 자로 저항이 최소화되어 트립바를 신속하게 작동시킴으로써 소형이면서 대용량의 고속 차단기를 제공할 수 있으며 종래의 최대 단락차단용량을 2.5kA에서 5kA까지 끌어올리는 기능을 가지고, 전력선의 과부하 및 단락보호에 의한 신속한 접점의 차단으로 기기를 안전하게 보호함은 물론 누전에 의한 감전사고를 방지할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.
차단기, 과부하 및 단락보호, 누전, 코일, 코어

Description

과부하 및 단락보호 겸용 소형 누전 차단기{Compact Leakage Breaker Having Over current and Short Protection}
도1은 종래의 전류 차단기를 보인 단면도.
도2는 본 고안의 차단기가 차단 전 상태를 보인 단면도.
도3은 본 고안의 차단기가 차단된 상태를 보인 단면도.
도4는 본 고안의 요부를 보인 분해 사시도.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
10: 차단기 본체 11: 연결단자
12: 연장부 13: 고정접점
14: 바이메탈 15: 리드
16: 가동접점 17: 트립바
18: 코어 19: 걸림홈
20: 핸들 21: 레버
22: 크로스바 23: 도선
24: PCB 기판 25: 코일
26: 안내관 27: 스프링
29: 걸림편 30: 자로편
31: 마그네틱 코일 32: 안내관
33: 스프링 34: 코어
35: 걸림편 36: 연결단자
37: 전력선 40: 케이스
41: 통공 42: 방출공
43: 소호장치 44: 격판
45: 절연판
본 고안은 과부하 및 단락보호 겸용 누전 차단기에 관한 것으로, 누전차단기 기능 이외에 단락전류에 대한 동작의 특성 범위를 확대 시킨 차단기에 관한 것이다.
주지하는 바와 같이 차단기는 과부하 전류, 단락전류 및 누전 발생시에 이를 감지하여 전류를 차단시킴으로써 안전사고를 미연에 방지하기 위한 것이다.
이러한 차단기의 단락보호 차단 기능은 차단기에 인입되는 전류와 차단기를 통과하여 출력되는 전류가 코일을 통과하지 않고 도선을 통하여 곧바로 흐르게 됨에 따라 유지 저항으로 열이 발생하게 된다.
이와 같이 발생된 열에 의하여 차단기에 설치된 바이메탈의 서로 다른 열팽창 계수에 따라 바이메탈이 신축 변형되어 고정접점으로부터 가동접점을 오프(Off) 상태로 전환시킴으로써 전류를 차단시키는 것이다.
또한, 차단기의 누전 차단 기능은 코어 외측에 마그네틱 코일을 권선시키고, 이의 외측에 도선에 연결된 코일을 권선시켜 도선에 인입된 전류와 출력되는 전류차로 인하여 마그네틱 코일에 자계가 형성됨에 따라 마그네틱 코일 내부에 설치된 코어가 당겨짐과 함께 트립바를 차단시킴으로써 누전 차단 기능을 수행하게 된다.
이와 같은 차단기의 대표적인 예를 도1에 도시하였다.
이에 도시된 바와 같이 단락전류 통전시에 외주의 코일(102)을 추가로 권선하여 단락전류 통전시에 마그네트 코일(101) 외주의 코일(102)에 의하여 자계가 형성되고, 이에 따라 코어(103)가 흡인됨에 따라 트립바(104)를 당겨주어 크로스바(105)가 상승하면서 가동접점(106)이 오프된다.
이와 같은 차단기는 마그네트 코일(101) 둘레에 감긴 코일(102)이 발열하여 마그네트 코일(101)을 손상시키는 경우가 종종 발생하며, 마그네트 코일(101) 둘레에 감기는 코일(102)은 코일(102)의 그 턴수가 제한되어 자력이 충분히 강하지 못하므로 신속한 작동이 어려운 문제점이 있다.
또한, 마그네트 코일(101) 중심에 직경이 작은 코어(103)가 설치되므로 자로 저항이 커지게 되어 자력에 의한 코어(103)의 습동 동작이 더디게 이루어짐에 따라 신속한 차단이 이루어지지 않게 되는 문제점이 있다. 아울러, 단락이 2선간에서 발생하지 않고 한상에서만 발생시 종래의 소형차단기는 한상에서만 순시부가 있으므 로 순시 기능부가 없는 상에 단락전류가 흐르는 경우 차단기는 순시기능을 하지 못해 손상 및 화재 발생의 원인이 되는 문제점을 가지고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 고안의 목적은 과부하 및 단락보호, 누전 등에 의한 차단기의 접점 차단을 신속하게 차단하는 과부하 및 단락보호 겸용 소형 누전 차단기를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은 차단기 본체의 양측에 연결단자 및 출력단자가 설치되고, 과부하 및 단락보호에 의하여 고정접점과 리드의 가동접점을 차단시키는 바이메탈이 설치되며, 리드의 승강으로 고정접점과 가동접점이 접점, 차단되도록 핸들 하부에 레버와 크로스바가 설치되고, 핸들 전방에 설치되어 코어의 작동으로 동작하는 트립바가 설치되며, 코어의 걸림편이 트립바의 걸림홈에 고정되고, 차단기 본체 외측에 결합되는 케이스를 구비한 공지의 것에 있어서, 상기 트립바의 전방에 PCB 기판을 고정시키고, 플러스(+) 마이너스(-)로 된 2개의 전력선에 대응되는 안내관을 고정시키며, 이의 외측에 코일을 권선시키고, 안내관 내부에 스프링을 고정시킴과 함께 습동 가능하도록 코어가 설치된 과부하 및 단락보호 겸용 누전 차단기를 제안한다.
이와 같이 하여 본 고안은 2개의 코일 내부에 설치된 코어 및 직경이 큰 코어에 강한 자계로 인한 자로 저항이 최소화되어 트립바를 신속하게 작동시킴으로써 소형이면서 대용량의 차단기를 제공할 수 있으며, 전력선의 과부하 및 단락보호에 의한 신속한 접점의 차단으로 기기를 안전하게 보호함은 물론 누전에 의한 감전사고를 방지할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명한다.
도시된 바와 같이 본 고안은 차단기 본체(10)와 이의 외부를 감싸는 케이스(40)로 이루어진다.
아울러 차단기 본체(10)는 전력선과 연결되도록 연결단자(11)를 고정하고, 일방으로 연장되어 상부로 절곡시킨 다음 타방으로 절곡시킨 연장부(12)를 형성하며, 이의 선단부에 고정접점(13)을 고정한다.
또한, 고정접점(13)의 전방에 수직으로 바이메탈(14)을 설치하고, 고정접점(13)과 바이메탈(14)을 연결시키는 리드(15)를 설치하며, 이의 선단에 고정접점(13)과 접촉, 차단되는 가동접점(16)를 형성한다. 이와 같은 바이메탈(14)은 일측을 열팽창률이 큰 재질로 하고, 타측은 열팽창률이 적은 재질로 되어 과부하 및 단락보호 발생에 굴신성을 갖는다.
아울러 트립바(17)는 바이메탈(14) 전방에 회동되도록 설치하고, 트립바(17)의 양측면에 코어(18)의 선단이 걸리도록 걸림홈(19)을 형성한다. 이와 함께 트립바(17)의 작동 또는 사용자의 조작에 따라 고정접점(13)과 가동접점(16)을 접촉, 차단시키는 핸들(20)을 설치하며, 이의 하부에 레버(21)를 설치하고, 이의 저면에 2개의 리드(15)가 고정접점(13)과 접촉되도록 가압함과 함께 레버(21)의 상승으로 리드(15)의 가압 상태를 해제시키는 크로스바(22)를 설치한다.
또한, 트립바(17)의 전방에 PCB(Printed Curcuit Board) 기판(24)을 설치하며, 이 기판(24)에 코일(25)을 권선하도록 중공 형태로 된 2개의 안내관(26)을 고정하고, 이 안내관(26) 외측에 도선(23)과 연결된 코일(25)을 권선하며, 안내관(26) 내부 일측에 탄성을 가지는 스프링(27)을 고정한다. 이와 함께 안내관(26) 내부에 코어(18)를 습동 가능하게 설치하며, 이 코어(18)의 선단부에 걸림편(29)을 형성하여 트립바(17)의 걸림홈(19)에 걸리도록 고정한다.
이러한 코어(18)는 안내관(26) 내부에 삽입되므로, 종래 차단기의 마그네틱 코일 내부에 삽입되는 코어의 직경 보다 더욱 큰 직경으로 형성하며, 코일(25) 외측에 자로편(30)을 고정한다. 이러한 자로편(磁路片)(30)은 자성체로서, 코일(25)에서 발생되는 자력선이 N극에서 S극으로 쉽게 흐로도록 자계의 자로 저항을 줄여 강력한 자력을 발생되게 한다.
아울러 2개의 안내관(26) 사이에 마그네틱 코일(31)이 권선된 중공 형태의 안내관(32)을 고정하며, 이의 내부에 스프링(33)을 고정하고, 안내관(32) 내부에 습동 가능하도록 코어(34)를 설치하며, 코어(34) 선단에 걸림편(35)을 형성하고, 트립바(17) 차단 동작이 가능하도록 트립바(17)에 걸림편(35)을 고정한다. 또한, 도선(23)에 연결되어 안내관(26)에 권선된 코일(25)을 출력측 연결단자(36)에 연결한다.
또한, 케이스(40)는 본체(10)의 상부를 감싸는 형태로 이루어지며, 핸들(20)이 외부로 돌출되도록 통공(41)을 형성하고, 입력측 연결단자(11) 위치에 발생되는 아크가 방출되도록 적정 크기의 방출공(42)을 형성하며, 고정접점(13)과 가동접점(16)의 접촉 또는 차단시 발생되는 아크를 감쇄시키도록 일정 간격으로 배치된 격 판(44)을 구비한 소호장치(43)를 설치하고, 이의 배면에 절연판(45)을 설치한다.
이와 같은 구성으로 이루어진 본 고안은 입력측 연결단자(11)에 전력선을 연결하고, 차단기 본체(10)를 통하여 출력측 연결단자(36)로 전류가 흐르게 되는데, 이는 핸들(20) 조작에 의하여 하부에 설치된 레버(21)가 크로스바(22)를 하방으로 가압하여 리드(15)를 하강시키고, 이에 따라 연결단자(11)의 고정접점(13)과 리드(15)의 가동접점(16)이 접촉되어 통전 상태로 되며, 이를 도2에 도시하였다.
이와 같이 통전된 전류는 리드(15)에 연결된 바이메탈(14), 도선(23), 코일(25) 및 출력측 연결단자(36)로 흐르게 되고, 이에 연결된 모우터, 가전제품 등의 부하측으로 흐르게 된다.
이러한 통전 상태에서 부하측에 과부하 및 단락보호가 발생되면, 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 전력선(37)에 과부하 및 단락보호가 흐르게 되고, 이러한 과부하 및 단락보호에 의하여 안내관(26)의 외측에 권선된 코일(25)에 강한 자계가 발생하게 된다. 이에 따라 안내관(26) 내측에 습동 가능하게 설치된 코어(18)가 흡인되며, 스프링(27)의 탄성력을 초과하여 압축시키면서 후퇴하게 된다. 이와 같은 코어(18)의 후퇴는 기판(24)측에서 트립바(17) 방향으로 코일(25)을 권선시킴으로써 플레밍의 왼손법칙에 의하여 코어(18)가 기판(24)측으로 흡인되는 것이다.
이와 같이 코어(18)가 후퇴됨에 따라 트립바(17)의 걸림홈(19)에 고정된 걸림편(29)에 의하여 트립바(17)가 당겨지게 되고, 트립바(17) 하부에 결합된 레버(21)와 크로스바(22)가 상승하게 되어 리드(15)의 가압 상태가 해제되고, 리드(15)는 상승하게 되어 가동접점(16)이 고정접점(13)으로부터 떨어지게 된다.
이에 따라 전력선(37)에 인입된 전류를 차단시키며, 본 고안은 2개의 코일(25)에서 발생된 자계로 코어(18)를 흡인시키므로 트립바(17)를 당기는 힘, 즉 인력(引力)이 증가됨은 물론 코일(25) 내부에 코어(18)가 위치됨으로써 자로 저항이 최소화됨과 함께 코어(18) 직경이 커짐에 따라 트립바(17)를 보다 신속하게 작동시킬 수 있게 되는 것이다.
또한, 종래의 차단기는 코일(25)이 권선되지 않은 전력선(37)의 과부하 및 단락보호를 차단시킬 수 없는 불합리한 점이 있었으나, 본 고안은 각 전력선(37)에 해당되는 2개의 코일(25)이 설치됨으로써 플러스(+), 마이너스(-)로 된 전력선(37)을 자유로이 연결시켜 사용할 수 있고, 2개의 전력선(37) 중 어느 하나의 전력선(37)에 과부하 및 단락보호가 발생하더라도 이를 차단시킬 수 있게 되는 것이다.
아울러 누전이 발생되면, 본 고안은 안내관(32) 내측에 권선된 마그네틱 코일(31)에 발생된 자계로 이의 내부에 습동 가능하게 설치된 코어(34)를 흡인시키게 되고, 스프링(33)의 탄성력을 초과하여 압축시키면서 후퇴하게 된다. 이와 같은 코어(34)의 후퇴는 기판(24)측에서 트립바(17) 방향으로 마그네틱 코일(31)을 권선시킴으로써 플레밍의 왼손법칙에 의하여 코어(34)가 기판(24)측으로 흡인된다.
이에 따라 코어(34)의 선단에 형성된 걸림편(35)이 후퇴됨과 함께 트립바(17)를 당겨주어 이에 결합된 레버(21)와 크로스바(22)가 상승하게 되고, 리드(15)가 상승됨에 따라 전류를 차단하게 된다.
또한, 고정접점(13)이 형성된 입력측 연결단자(11)가 후방측으로 절곡되어 있으므로, 고정접점(13)측에 흐르는 전류의 방향과 리드(15)에 흐르는 전류 방향이 반대방향이어서 가동접점(16)이 상승될 때에 서로 밀어내고자 하는 척력(斥力)이 발생되어 접점(13,16)의 차단이 더욱 신속하게 이루어지게 된다.
아울러 접점(13,16)의 접촉 또는 차단시 전류가 흐르는 세기만큼 강한 아크를 발생시키게 되는데, 불꽃이 튀는 방향에 격판(44)으로 된 소호장치(43)가 설치되어 있어 불꽃 에너지를 흡수하여 감쇄시킴으로써 차단기를 안전하게 보호할 수 있으며, 소호장치(43) 배면에 절연판(45)이 설치되어 있어 보다 확실한 절연 상태를 얻게 된다.
또한, 접점(13,16)에서 발생된 아크는 케이스(40)에 형성된 방출공(42)으로 배출되어 케이스(40) 내부를 양호한 상태로 유지시킬 수 있게 된다.
이와 같이 하여 본 고안은 2개의 코일 내부에 설치된 코어의 작동 및 직경이 큰 코어에 강한 자계로 인한 자로 저항이 최소화되어 트립바를 신속하게 작동시킴으로써 소형이면서 대용량의 단락전류를 차단할 수 있는 차단기를 제공할 수 있으며, 전력선의 과부하 및 단락보호에 의한 신속한 접점의 차단으로 기기를 안전하게 보호함은 물론 누전에 의한 감전사고를 방지할 수 있으며, 2개의 코일에 의한 자계로 코어를 작동시키므로 전력선의 연결을 자유로이 할 수 있고, 차단기 내부에 소호장치 및 절연판이 설치됨으로써 아크 발생에 따른 차단기의 소손 및 화재 발생을 방지할 수 있게 되는 유용한 효과가 있는 소형 차단기이다.

Claims (5)

  1. 차단기 본체(10)의 양측에 연결단자(11) 및 출력단자(37)가 설치되고, 과부하 및 단락보호에 의하여 고정접점(13)과 리드(15)의 가동접점(16)을 차단시키는 바이메탈(14)이 설치되며, 리드(15)의 승강으로 고정접점(13)과 가동접점(16)이 접점, 차단되도록 핸들(20) 하부에 레버(21)와 크로스바(22)가 설치되고, 핸들(20) 전방에 설치되어 코어(18)의 작동으로 동작하는 트립바(17)가 설치되며, 코어(18)의 걸림편(29)이 트립바(17)의 걸림홈(19)에 고정되고, 차단기 본체(10) 외측에 결합되는 케이스(40)를 구비한 공지의 전류 차단기에 있어서,
    상기 트립바(17)의 전방에 PCB 기판(24)을 고정시키고, 플러스(+) 마이너스(-)로 된 2개의 전력선(37)에 대응되는 안내관(26)을 고정시키며, 이의 외측에 코일(25)을 권선시키고, 안내관(26) 내부에 스프링(27)을 고정시킴과 함께 습동 가능하도록 코어(18)가 설치됨을 특징으로 하는 과부하 및 단락보호 겸용 소형 누전 차단기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 코일(25)의 외측에 자로편(30)이 설치됨을 특징으로 하는 과부하 및 단락보호 겸용 소형 누전 차단기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연결단자(11)의 일방으로 연장되는 연장부(12)가 형성되고, 이를 상부로 절곡시킨 다음 타방으로 재차 절곡시키며, 이의 상부에 리드(15)가 설치되어 전류가 흐를 때 자력의 생성 방향이 반대로 되도록 하여 척력이 작용되게 함을 특징으로 하는 과부하 및 단락보호 겸용 소형 누전 차단기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 고정접점(13)과 가동접점(16)의 접촉, 차단시 아크가 발생되는 전방에 소호장치(43)가 설치됨을 특징으로 하는 과부하 및 단락보호 겸용 소형 누전 차단기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 2개의 안내관(26) 측방에 안내관(32)이 누전감지회로 기판에 고정되고, 이의 내측에 마그네틱 코일(31)이 권선되며, 안내관(32) 내부에 탄성을 가지는 스프링(33)과 습동 가능한 코어(34)를 더 구비함을 특징으로 하는 과부하 및 단 락겸용 소형 누전 차단기.
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KR100848562B1 (ko) * 2006-12-29 2008-07-25 엘에스산전 주식회사 배선용 차단기
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