KR200448797Y1 - 누전 차단 기능을 갖는 과부하 차단기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 누전 차단 기능을 갖는 과부하 차단기에 관한 것으로 입력단자와 출력단자를 오접속한 경우에도 전원 차단 동작 후 PCB로의 전원 공급이 차단될 수 있도록 하여 PCB가 보호될 수 있도록 한 것이다.

본 고안은 이를 위하여 통상의 누전 차단기능을 갖는 과부하 보호 및 단락보호 차단기 몸체 저면에 설치되어 전술한 가동접점의 하강시 접속될 수 있도록 한 추가 접점과 PCB가 작동 전원 공급선에 의하여 상호 연결될 수 있도록 하여서 된 것이다.

이와 같이 하여 본 고안은 오접속한 상태에서 누전으로 인한 차단 동작이 실시된 후에는 PCB로의 전원 공급이 차단되는 것이어서, PCB에 지속적은 전류가 흘러 스위칭 소자나 구동코일이 손상됨을 방지할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

과부하 차단기 누전 차단

Description

누전 차단 기능을 갖는 과부하 차단기{Overload Breaker having Leakage Breaking Function}

본 고안은 누전 차단 기능을 갖는 과부하 차단기에 관한 것으로 특히 가정이나 업소에서 설비, 선로의 이상이나 부하 이상으로 인한 과대 전류 발생시 자동 차단되도록 하는 누전차단기능을 갖는 과부하 및 단락보호 겸용 차단기에 관한 것이다.

일반적으로 사용되는 누전차단기능을 갖는 과부하 보호 및 단락보호차단기의 구조를 도 1로 보였다. 이에서 볼 수 있는 바와 같이, 일반적인 차단기는 과대 전류 발생에 의한 발열로 굴신성을 갖는 바이메탈(1)과, 상기 바이메탈(1)에 인접하여 설치되며 과대 전류 발생시 상기 바이메탈(1)을 흡입하는 자성체(2)와, 상기 바이메탈(1)의 휘어짐에 의하여 후퇴됨으로써 크로스바(4)를 상승시키도록 하는 레버(5)를 구동하는 트립바(3)와, 상기 트립바(3)의 후퇴에 의한 레버(5)의 동작 및 핸들(6)에 의한 레버(5)의 동작으로 하강되는 크로스바(4)에 의하여 고정접점(8)과 접촉하도록 하는 가동접점(7)으로 구성되며, 입력단자(10)와 출력단자(20)가 배치 되고, 누전 발생시 트립바(3)를 구동시키기 위한 코어(11)를 습동 시키는 구동코일(12) 및 영상변류기(13)와 연결되며, 영상변류기(13)의 출력 신호를 증폭하여 구동코일(12)에 구동 전류를 공급하고, 출력측에 연결되어 전원을 공급받도록 한 PCB(14)로 구성된 것이다.

이러한 일반적인 누전 차단기는 핸들(6)을 조작하여 크로스바(4)가 하강하도록 함으로써 가동접점(7)이 고정접점(8)과 접촉되도록 함으로써 입력되는 전원 전류가 입력단자, 고정접점, 가동접점, 바이메탈을 거치고 영상변류기를 관통하여 출력단자로 흐르도록 되어 있는 것이다.

이러한 과정에서 과전류가 흐르는 경우 바이메탈이 휘면서 트립바(3)를 밀어주게 되거나 누전이 발생하여 영상변류기의 출력이 발생 되고, 이에 의하여 PCB의 구동코일에 전류가 흘러 코어가 트립바를 당겨주게 되면 즉시 레버(5)가 젖혀지면서 크로스바(4)를 상승시키므로 가동접점(7)이 고정접점(8)으로부터 분리되어 전원의 흐름이 차단된다.

이에 따라 과전류가 흐르는 경우와 누전이 발생한 경우에 전원의 공급이 차단되어 전기 시설을 보수하여 과전류 또는 누전의 원인을 해결, 제거하고 난 후 핸들(6)을 조작하여 레버(5)가 눌려지면서 크로스바(4)를 하강시켜 가동접점(7)이 고정접점(8)에 접촉됨으로써 전원 공급을 정상적으로 재개할 수 있게 되는 것이다.

이러한 과부하 차단기는 도 2a로 보인 바와 같이 고정접점(8)은 입력단자(10)이므로 전원 선로에 접속되어야 하고, PCB(14)에 전원을 공급하는 출력단자(20)는 부하 선로에 연결되어야 하며,

이와 같이 함으로써, 과부하나 단락, 누전 발생시에 가동접점(7)이 고정접점(8)에서 분리되면서 PCB(14)에 공급되던 전원이 차단되어 초기 상태로 복귀하게 되는 것이다.

반면에, 차단기의 설치 현장에서는 입력단자와 출력단자가 외관상으로 구분이 어려우며 전원 선로를 출력단자에 연결하고 입력단자에 부하 선로를 연결하여 도 2b와 같이 오접속하는 경우가 발생하고 있으며, 이러한 경우에는 누전 발생으로 인하여 영상변류기(13)에서 신호가 한번 출력되면 PCB(14)가 일단 작동되어 구동코일(12)에 계속 전류를 흘려주게 되는 것이고, 가동접점(7)이 고정접점(8)과 오프 되면서 부하로의 전원 공급을 차단하였음에도 불구하고 계속 구동코일(12)에 전원을 공급하게 되는 것이어서, 구동코일(12)은 물론 SCR 등의 스위칭소자에 장시간 전류를 공급하여 소손되는 문제점이 있는 것이다.

이러한 경우는 테스트 버튼을 수초동안 누를 때 주로 발생 되는 현상으로 PCB(14)에 구성된 전자회로의 소손을 발생시킨다.

더욱이, 이러한 상태를 전혀 인지하지 못한 사용자가 핸들(6)을 조작하여 전원을 재투입하였을 경우에는 PCB의 고장으로 인하여 누전 차단 동작을 전혀 할 수 없게 되는 것이어서 전기 사고의 발생 가능성이 높아지게 되는 문제점이 있는 것이다.

본 고안의 목적은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 입력단자와 출력단자를 오접속한 경우에도 전원 차단 동작 후 PCB로의 전원 공급이 차단될 수 있도록 하여 PCB가 보호될 수 있도록 한 누전 차단 기능을 갖는 과부하 차단기를 제공함에 있다.

본 고안은 이러한 목적을 달성하기 위하여 2개의 입력단자에 2개의 고정접점을 연결하고, 이들 고정접점과 접리되는 2개의 가동접점과 바이메탈을 일체로 고정하며, 2개의 바이메탈과 2개의 출력단자를 2개의 연결선으로 연결하되, 전기 연결선들이 영상변류기의 중심을 관통하도록 하며, 영상변류기의 출력이 PCB에 인가되도록 접속하고, PCB의 출력으로 구동코일이 작동되어 구동코일 중심의 코어가 트립바를 작동시켜 레버를 젖혀 줌으로써 가동접점이 고정접점과 분리되도록 하여서 된 공지의 차단기에 있어서,

몸체 저면에 설치되어 전술한 가동접점의 하강시 접속될 수 있도록 한 추가 접점과 전술한 PCB가 작동 전원 공급선에 의하여 상호 연결될 수 있도록 하여서 된 누전 차단 기능을 갖는 과부하 차단기를 제안한다.

이와 같이 하여 본 고안은 누전으로 인하여 PCB의 구동코일이 작동됨에 따라 가동접점과 고정접점이 분리되면 입력단자 및 출력단자를 전원 및 부하와 오접속 한 경우라고 하더라도 즉시 PCB로의 전원 공급이 차단되어 구동코일이나 스위칭소자가 소손됨을 방지할 수 있게 된다. 이에 따라, 본 고안은 오접속한 상태에서 누전 또는 테스트 버튼 작동으로 인한 차단 동작이 실시된 후 사용자가 핸들을 조작하여 전원 공급이 재개되더라도 PCB가 정상적인 누전 전류 차단 기능과 과대 전류 차단 기능을 그대로 유지할 수 있게 되는 것이어서 차단기로서 인명과 재산을 보호에 만전을 기할 수 있게 되는 유용한 효과가 있다.

이러한 본 고안의 구체적인 구성을 도 3으로 보였다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 고안은 2개의 입력단자(110)에 2개의 고정접점(80)을 각각 연결하고, 이들 고정접점(80)과 접리되는 2개의 가동접점(70)과 바이메탈(1)을 일체로 고정하며, 2개의 바이메탈(1)과 2개의 출력단자(120)를 각각 2개의 연결선(161)으로 연결하되, 전기 연결선(161)들이 1개의 영상변류기(113) 중심을 관통하도록 하며, 영상변류기(113)의 출력이 PCB(114)에 인가되도록 접속하고, PCB(114)의 출력으로 구동코일(152)이 작동되어 구동코일(152) 중심의 코어(11)가 트립바(3)를 작동시켜 레버(5)를 젖혀 줌으로써 가동접점(70)이 고정접점(80)과 분리되는 차단 동작을 실시하도록 하여서 된 공지의 차단기에 있어서,

몸체 저면에 설치되어 전술한 가동접점(70)의 하강시 가동접점(70)과 접속될 수 있도록 한 추가 접점(S)과 전술한 PCB(114)를 작동 전원 공급선(160)에 의하여 상호 연결하여서 된 것이다.

이와 같이 된 본 고안은 입력단자(110)에 전원을 연결하고 출력단자(120)에 부하가 연결되도록 하여야 하는 것이며, 이러한 상태를 보인 것이 도 3a이다.

이러한 상태에서는 입력되는 전원 전류가 핸들(6)을 조작함에 따라 가동접점(70)이 하강하면서 고정접점(80)에 접촉되어 접점 상태가 온 되고, 연결선(161)을 통하여 출력단자(120)로 전원 전류가 흐르므로 부하에 정상적인 전원 공급이 개시된다. 이러한 상태에서는 가동접점(70)이 하강하여 추가접점(S)과 접촉되어 있으므로 작동전원공급선(160)에 의하여 PCB(114)에는 전원공급이 이루어지고 있는 것이다.

이에 따라, PCB(114)에 정상적인 전원 공급이 이루어지고 있는 상태에서 누전이 발생하는 경우에는 영상 변류기(113)의 중심을 관통하는 연결선(161)에 흐르는 전류가 상이하게 되고, 이에 따라 영상변류기(113)의 출력에 변화가 발생되며, 이러한 변화는 PCB(114)에 의하여 감지되고, PCB(114)는 스위칭수단을 구동하여 구동코일(152)에 전류를 흘려주게 된다. 이에 따라 구동코일(152)이 작동되면서 코어(11)를 습동 시키게 되고, 이는 트립바(3)를 구동시켜 레버(5)가 젖혀지면서 크로스바를 상승시키게 되므로 크로스바에 의하여 하방으로 눌려져 있던 가동접점(70)이 상승하고, 이에 따라 가동접점(70)과 접촉되어 있던 고정접점(80)과 추가접점(S)이 분리되어 오프상태로 되는 것이다.

그 결과 입력전원은 출력단자(120) 측으로 공급되지 못하여 전원 공급 차단 상태로 되는 것이며, PCB(114) 역시 전원을 공급받지 못하여 작동 중지 상태로 되 는 것이다.

이러한 상태는 도 3b로 보인 바와 같이 입력단자(110)에 부하를 연결하고 출력단자(120)에 전원을 연결한 오접속 상태에서도 동일하게 구현된다.

즉, 도 3b로 보인 바와 같이 오접속한 상태에서는 전원이 출력단자(120)와 영상변류기(113)의 중심을 통과하는 연결선(161)을 거쳐서 가동접점(70)에 도달한다. 이때, 핸들(6)을 조작하여 레버(5)가 눌려져 크로스바가 하강함에 따라 가동접점(70)이 고정접점(80)에 접촉되어 온 되어 있다고 가정하면, 부하에는 정상적으로 전원이 공급되는 상태로 된다. 이러한 상태에서 누전이 발생하면 두개의 연결선(161)에 흐르는 전류량이 달라지고, 이는 영상변류기(113)에 의하여 감지되어 영상변류기(113)의 출력 신호가 변화되므로 PCB(114)의 스위칭소자(151)가 작동되어 구동코일(152)에 전원이 흐르게 된다. 이에 따라 구동코일(152)이 작동되면서 코어(11)를 습동 시키게 되고, 이는 트립바(3)를 구동시켜 레버(5)가 젖혀지면서 크로스바(4)를 상승시키게 되므로 크로스바(4)에 의하여 하방으로 눌려져 있던 가동접점(70)이 상승하고, 이에 따라 가동접점(70)과 접촉되어 있던 고정접점(80)과 추가접점(S)이 분리되어 오프상태로 되는 것이다.

그 결과 입력되는 전원은 출력단자(120) 및 연결선(161)을 거쳐서 가동접점(70)까지 도달하기는 하나, 가동접점(70)의 상승시에 추가접점(S)과 분리되어 있는 상태이므로, PCB(114)측으로 전원이 공급되지 못하여 PCB(114)는 작동이 불가능한 전원 공급 차단 상태로 되는 것이며, 이에 따라 PCB(114)의 스위칭소자(151) 및 구동코일(152)에 전류를 공급하지 못하게 되므로, 스위칭소자(151) 및 구동코 일(152)에는 더 이상 전류가 흐르지 않아 지속적인 전류가 흐름으로 인한 스위칭소자(151) 및 구동코일(152)의 손상을 방지할 수 있게 되는 것이다.

이에 따라, 본 고안에서는 입력단자(110)를 부하 선로와 연결하고, 출력단자(120)를 전원 공급 선로와 연결한 오접속의 경우에도 정상적인 동작이 가능함은 물론 누전 차단 동작후에는 PCB(114)에 작동 전류가 지속적으로 공급됨을 방지하여 스위칭소자(151)와 구동코일(152)을 보호할 수 있게 된다.

아울러, 이러한 본 고안에 의한 추가 접점은 도 4로 보인 바와 같이 가동접점(70)은 종전의 것을 그대로 사용하고, 몸체의 저면에 재질 자체의 탄성을 이용하여 가동접점(70)의 하강시 눌려지면서 그 탄력으로 안정적 접촉이 이루어지도록 하고, 가동접점(70)의 상승시 다시 복원되도록 하는 탄력 접촉부(130)를 갖는 추가 접점으로 할 수 있다.

이러한 실시 예에서는 제조 원가의 추가를 최소화할 수 있는 잇점이 있다.

또한, 본 고안은 도 5에서 보인 바와 같이, 가동접점(70)에 추가로 보조접점(140)을 설치하고 몸체의 저면에 이에 대응하는 추가접점(S)을 설치한 형태로 실시할 수도 있다. 이러한 실시 예에서는 크로스바(4)의 하강에 의하여 하강되고, 크로스바(4)의 상승에 따라 상승하는 가동접점(70)의 일측에 형성된 보조접점(140)과 몸체 저면에 고정된 추가접점(S)이 접리 되면서 PCB(114)로의 전원 공급을 단속하는 것이므로 더욱 안정적인 동작이 가능하게 된다.

아울러, 본 고안은 추가접점(S)의 구체적인 실시 예를 도 4, 5로 도시하였으나, 본 고안의 기술적 특징을 유지하는 범위 내에서 다양한 형태로 변형하여 실시 할 수 있음은 물론이다.

또한, 본 고안에서 사용되는 PCB의 개략적인 구성을 도 6으로 예시하였으며, 이는 일반적인 누전차단기능을 갖는 과부하 보호 및 단락보호 차단기에 공통적으로 사용되는 것이다.

이에서 볼 수 있는 바와 같이 영상변류기(113)와 연결된 증폭기(150)에서 신호를 증폭하여 일정 레벨 이상인 경우 스위칭소자(151)를 구동하도록 되어 있고, 이에 의하여 구동코일(152)에 전류가 흐르면서 코어(11)를 흡인하여 트립바(3)를 당겨줌으로써 레버(5)가 젖혀지면서 크로스바(4)가 상승하도록 하여 가동접점(70)과 고정접점(80)이 오프 되도록 하는 것이다.

도 1은 일반적인 누전차단기능을 갖는 과부하 보호 및 단락보호 차단기의 구조를 보인 종단면도.

도 2a는 일반적인 과부하 차단기의 정상 결선 상태를 보인 회로도.

도 2b는 일반적인 과부하 차단기의 오접속 상태를 보인 회로도.

도 3a는 본 고안에 의한 과부하 차단기의 정상 결선 상태를 보인 회로도.

도 3b는 본 고안에 의한 과부하 차단기의 오접속 상태를 보인 회로도.

도 4, 5는 본 고안에 의한 추가 접점의 실시예를 보인 종단면도.

도 6은 일반적인 누전기능을 갖는 과부하 차단기의 PCB 회로도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

70:가동접점 80:고정접점 110:입력단자

11:코어 113:영상변류기 114:PCB

120:출력단자 130:탄력 접촉부 140:보조접점

150:증폭기 151:스위칭소자 152:구동코일

160:작동전원공급선 161:연결선 S:추가접점

Claims (3)

1. 2개의 입력단자에 2개의 고정접점을 각각 연결하고, 이들 고정접점과 접리 되는 2개의 가동접점과 바이메탈을 일체로 고정하며, 2개의 바이메탈과 2개의 출력단자를 각각 2개의 연결선으로 연결하되, 전기 연결선들이 1개의 영상변류기 중심을 관통하도록 하며, 영상변류기의 출력이 PCB에 인가되도록 접속하고, PCB의 출력으로 구동코일이 작동되어 구동코일 중심의 코어가 트립바를 작동시켜 레버를 젖혀 줌으로써 가동접점이 고정접점과 분리되는 차단 동작을 실시하도록 하여서 된 공지의 누전 차단 기능을 갖는 과부하 차단기에 있어서,

   몸체 저면에 설치되어 전술한 가동접점의 하강시 가동접점과 접속될 수 있도록 몸체 저면에 설치한 추가 접점과 전술한 PCB를 작동 전원 공급선에 의하여 상호 연결하여서 됨을 특징으로 하는 누전 차단 기능을 갖는 과부하 차단기.
2. 청구항 1에 있어서,

   전술한 추가접점은 가동접점의 하강시 눌려지면서 그 탄력으로 안정적 접촉이 이루어지도록 하고, 가동접점의 상승시 다시 복원되도록 하는 탄력 접촉부를 갖는 것임을 특징으로 하는 누전 차단 기능을 갖는 과부하 차단기.
3. 청구항 1에 있어서,

   전술한 몸체의 저면 설치된 추가접점은 가동접점의 하강시 접하는 대응 위치 에 설치된 보조 접점과 접하도록 함을 특징으로 하는 누전 차단 기능을 갖는 과부하 차단기.

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