KR200486067Y1 - 누전차단기의 단자볼트 풀림 방지장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 누전차단기의 단자볼트 풀림 방지장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게 설명하자면, 상기 누전차단기의 전원측 단자부와 부하측 단자부에 각각 로드셀(load cell)이 설치되어 있어서, 전원측 전선 터미널과 부하측 전선 터미널을 결속하는 단자볼트의 결속상태가 소정의 압력 이상으로 견고하게 체결되지 않은 상태에서는 상기 로드셀이 이를 미리 감지하여 상기 누전차단기의 트립작동부가 조작레버를 트립(trip) 시킴으로서 상기 단자볼트의 결속불량으로 인한 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있도록 구성된 단자볼트 풀림 방지장치에 관한 것이다.

Description

누전차단기의 단자볼트 풀림 방지장치{Apparatus for preventing release of terminal bolt of earth leakage breaker}
본 고안은 누전차단기의 단자볼트 풀림 방지장치에 관한 것으로, 좀더 상세하게 설명하자면, 상기 누전차단기의 전원측 단자부와 부하측 단자부에 각각 로드셀(load cell)이 설치되어 있어서, 전원측 전선 터미널과 부하측 전선 터미널을 결속하는 단자볼트의 결속상태가 소정의 압력 이상으로 견고하게 체결되지 않은 상태에서는 상기 로드셀이 이를 미리 감지하여 상기 누전차단기의 트립작동부가 조작레버를 트립(trip) 시킴으로서 상기 단자볼트의 결속불량으로 인한 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있도록 구성된 단자볼트 풀림 방지장치에 관한 것이다.
누전차단기는 통전상태의 선로에 과부하나 단락 또는 누전 등의 이상이 발생할 경우, 선로 트립장치를 이용하여 전류를 차단함으로써 부하 측에서 발생할 수 있는 불의의 사고를 미연에 방지할 수 있도록 구성된 안전장치이다. 이러한 누전차단기의 구조는 일반적으로 전원측 단자부와 부하측 단자부가 설치된 하우징과, 양측 단자부 사이에 설치된 접촉단자를 개폐(on/off)시키는 조작레버와, 부하 측의 누설전류를 감지하는 영상변류기와, 상기 영상변류기에서 발생한 신호를 증폭하여 크기를 판별 후 일정기준이 되면 출력을 발생하는 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 제어에 따라 상기 조작레버를 트립(trip) 시켜서 결과적으로 상기 접촉단자를 차단하는 트립작동부 등을 포함하여 구성된다.
그리고 상기 트립작동부는, 상기 인쇄회로기판의 출력에 따라 순간적으로 아마추어(armature)를 잡아당겨서 상기 조작레버를 트립시키는 트립코일(trip coil)과, 그리고 부하측에 과전류가 발생하면 주울 열(Joule's Heat)에 의해 만곡되면서 상기 조작레버를 트립 시키는 바이메탈(bi-metal) 등을 포함하여 구성된다.
첨부 도 1은 특허등록 제10-1078181호(2011년 10월 25일)에 소개된 누전차단기의 도면을 인용한 것으로, 이 도면을 이용하여 통상적인 누전차단기의 구조를 좀 더 구체적으로 설명한다. 다만, 일부 구성요소에 대해서는 편의상 상기 특허등록 제10-1078181호에서 사용한 명칭과 다른 명칭을 사용하며, 본 발명과 무관한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.
먼저 통상적인 누전차단기의 전체적인 외관을 구성하는 하우징(10)은 하부구조인 베이스(11)와 상부구조인 커버(12)로 구성되고, 상기 하우징(10)의 양측에는 전원측 단자(40)와 부하측 단자부(50)가 마련되어 있다. 그리고 상기 커버(12)의 상면에는 테스트 버튼(13)과 조작레버(32)가 설치되어 있다.
또한, 상기 하우징(10) 내부에는 양측 단자(40,50) 사이를 연결 또는 분리하는 고정접촉자(15) 및 가동접촉자(38)와, 부하 측의 누설전류를 감지하는 영상변류기(21), 그리고 트립코일 제어회로가 실장된 인쇄회로기판(22), 그리고 상기 인쇄회로기판(22)의 제어에 따라 고정접촉자(15)와 가동접촉자(38)를 연결 또는 분리시키는 트립작동부(30) 등이 설치되어 있다.
상기 트립작동부(30)는 상기 베이스(11)에 고정된 프레임(31)와, 상기 프레임(31)에 회동가능하게 연결된 조작레버(32), 유(U)자형 핀(33)과 작동바(34)를 통해 상기 조작레버(32)에 연결되어 상기 가동접촉자(38)를 상하로 이동시키는 크로스바(35)와, 누설전류 감지시 상기 작동바(34)를 언록킹(unlocking)시키는 트립바(36), 및 과전류 인가시 상기 트립바(36)를 트립 위치로 회동시키는 바이메탈(37) 등으로 구성된다.
상기 도 1의 누전차단기 이외에 특허공개 제10-2011-0004504호(2011년 01월 14일) 및 특허등록 제10-0918110호(2009년 09월 11일) 등에도 다른 구조의 누전차단기가 소개되어 있으나, 기본적인 작동원리는 상기 도 1의 누전차단기와 대동소이하다.
특허등록 제10-1078181호(2011년 10월 25일) 특허공개 제10-2011-0004504호(2011년 01월 14일) 특허등록 제10-0918110호(2009년 09월 11일)
이상 살핀 바와 같이 통상적인 누전차단기는 하우징(10)의 양측에 전원측 단자(40)와 부하측 단자부(50)가 설치되는데, 상기 단자부(40,50)들은 각각 베이스(11) 위에 설치되는 단자볼트(41,51)와 볼트받침판(도시하지 않음)을 갖는다. 그래서 상기 단자볼트(41,51)와 볼트받침판 사이에다 전원측 전선 터미널과 부하측 전선 터미널을 삽입한 다음, 커버(12) 상면에 관통된 드라이버 삽입공(15,15a)을 통해서 상기 단자볼트(41,51)를 조여주면 단자 체결작업이 완료된다.
그런데 종래의 누전차단기는 양쪽 단자(40,50)에다 전선 터미널을 체결할 때 작업자가 실수로 상기 단자볼트(41,51)를 충분히 조여주지 못할 수도 있고, 또한 상기 단자볼트(41,51)를 견고하게 조여 주었다고 하더라도 사용과정에서 양쪽 단자(40,50)에 저항열이 발생되면서 상기 단자볼트(41,51)의 체결상태가 차츰 느슨하게 풀어지는 문제가 발생할 수도 있다. 이와 같이, 누전차단기의 단자볼트(41,51)가 느슨하게 이완된 상태에서 조작레버(32)를 ‘켜짐(on)’ 위치로 회동시키면, 양쪽 단자(40,50)의 전기적 접속상태가 불안정해지고 그로 인해 스파크(spark)가 발생될 수 있으며, 심한 경우 화재가 발생하는 심각한 문제를 초래할 수도 있다.
이에 본 고안의 목적은 누전차단기의 전원측 단자부와 부하측 단자부에서 전선 터미널을 고정시켜주는 단자볼트의 체결상태를 감지하여 상기 단자볼트가 충분히 견고하게 결속되지 않은 경우에는 상기 조작레버를 ‘켜짐(on)’ 위치로 회동시키지 못하도록 구성된 단자볼트 풀림 방지장치를 제공하는 것이다.
이에 본 고안의 목적은 누전차단기의 단자볼트가 느슨하게 이완된 경우에는 트립작동부를 구동하여 상기 조작레버를 트립 시킴으로서 전원측 단자부와 부하측 단자부 사이에 설치된 접촉단자를 차단하도록 구성된 단자볼트 풀림 방지장치를 제공하는 것이다.
본 고안에 따른 누전차단기의 단자볼트 풀림 방지장치는, 전원측 단자부와 부하측 단자부 사이에 설치된 접촉단자와, 상기 접촉단자를 개폐 시키는 조작레버와, 부하 측의 누설전류를 감지하는 영상변류기와, 상기 영상변류기의 전기신호를 증폭 및 판별하는 회로가 실장된 인쇄회로기판(PCB)과, 상기 인쇄회로기판의 출력에 따라 상기 조작레버를 트립(trip) 시키는 트립작동부를 포함하여 구성되는 누전차단기에 있어서, 상기 전원측 단자부와 상기 부하측 단자부는 각각 전원측 전선 터미널과 부하측 전선 터미널을 결속하는 단자볼트와 볼트받침판을 포함하고, 상기 볼트받침판의 하단에는 로드셀(load cell)이 삽입되어 있으며, 상기 로드셀에서 발생하는 전기신호는 상기 인쇄회로기판으로 전달되고, 상기 로드셀에서 발생하는 전기신호의 출력이 일정량 미만이면 상기 인쇄회로기판은 상기 트립작동부를 구동하여 상기 전원측 단자부와 부하측 단자부 사이의 접촉단자를 차단하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
본 고안에 따른 누전차단기의 단자볼트 풀림 방지장치는, 전원측 단자부와 부하측 단자부에 각각 설치된 로드셀(load cell)이 전선 터미널을 결속하는 단자볼트의 압력을 감지하여 상기 압력으로 인해서 발생하는 전기신호의 출력이 일정량 미만이면, 트립작동부를 구동하여 전원측 단자부와 부하측 단자 사이에 설치된 접촉단자를 트립 시킨다.
따라서 상기 단자볼트가 소정의 압력 이상으로 견고하게 체결되지 않은 상태에서는 조작레버를 ‘켜짐(on)’ 위치로 회동시킬 수 없고, 또한 사용 도중에 상기 단자볼트의 체결상태가 이완될 경우에는 트립작동부가 상기 조작레버를 트립시킴으로서 상기 단자볼트의 체결상태가 불량함으로 인해 발생하는 불측의 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 통상적인 누전차단기의 일례를 나타낸 도면,
도 2는 본 고안에 따른 단자볼트 풀림 방지장치의 구성도,
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 양측 단자부의 구성을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 이용하여 본 고안을 상세하게 설명한다. 다만, 본 고안을 실시하는 꼭 필요한 구성이라 하더라도 공지 기술에 속하거나, 종래 기술로부터 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있는 구성에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.
본 고안에서 ‘트립(trip)’ 이라 함은, 통상적인 누전차단기에서 영상변류기가 누설전류를 감지하거나 바이메탈에 과전류가 인가될 경우에 전원측 단자부와 부하측 단자부 사이에 설치된 접촉단자를 분리시키기 위해서 수행되는 일련의 전기적 및 기계적 작동을 의미한다.
본 고안에 따른 단자볼트 풀림 방지장치는 첨부 도 1과 같은 통상적인 누전차단기에 설치될 수 있으나, 본 고안의 적용범위가 상기 도 1과 같은 구조의 누전차단기만으로 제한되는 것은 아니며, 적용 가능한 모든 구조의 통상적인 누전차단기에 적용될 수 있다.
본 고안에 따른 단자볼트 풀림 방지장치는, 첨부 도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 전원측 단자부(100a)와 부하측 단자부(100b)를 가지며, 상기 단자부(100a,100b)는 각각 전원측 전선 터미널(A1)과 부하측 전선 터미널(A2)을 결속하는 단자볼트(110)와 볼트받침판(120)를 포함하여 구성된다. 그리고, 상기 볼트받침판(120)의 하단에는 로드셀(130)이 삽입되어 있다.
상기 전원측 단자부(100a)와 부하측 단자부(100b) 사이에는 양측 사이를 전기적으로 연결 또는 분리하는 접촉단자(200)가 설치되어 있고, 상기 접촉단자(200)는 도 1에서 보는 바와 같이, 조작레버(32)에 의해서 개폐(on/off) 된다. 즉, 도 1의 조작레버(32)는 본 고안의 접촉단자(200)를 연결하는 ‘켜짐(on)’ 위치와, 상기 접촉단자(200)를 분리(또는 차단)하는 ‘꺼짐(off)’ 사이에서 회동된다.
상기 로드셀(130)은 무게를 받으면 압축되거나 늘어나는 등 가벼운 변형이 일어나는 소자(素子)로서, 이러한 변형량은 전기신호로 검출될 수 있다. 따라서, 상기 로드셀(130)은 상기 단자부(100a,100b)에서 각 단자볼트(110)가 상기 전선 터미널(A1,A2)을 결속하는 물리적 압력을 전기신호로 검출하는 기능을 한다.
본 고안의 바람직한 실시예에 따르면, 상기 양측 단자부(100a,100b)는 각각 도 3과 같이, 사각틀 형상의 단자블록(140)을 포함할 수 있다. 상기 단자블록(140)은 상판(141)과 하판(142) 및 양쪽 측판(143)을 가지며, 상판(141)에는 상기 단자볼트(110)가 삽입되는 볼트공(144)이 형성되어 있고, 상기 볼트받침판(120)은 상기 하판(142) 위에 안치되며, 상기 로드셀(130)은 상기 볼트받침판(120)과 상기 하판(142) 사이에 삽입된다.
상기 로드셀(130)에서 측정된 전기신호는 트립코일 제어회로가 실장되어 있는 인쇄회로기판(300)로 전송된다. 상기 인쇄회로기판(300)은 상기 로드셀(130)의 전기신호를 계량하여 그 측정치가 일정량 미만이면, 상기 트립작동부(400)를 구동하여 조작레버를 트립시키고, 상기 조작레버는 상기 전원측 단자부(100a)와 부하측 단자부(100b) 사이의 접촉단자(200)를 차단한다.
첨부 도 1에서 보는 바와 같이, 통상적인 누전차단기에는 영상변류기(21)에서 발생하는 전기신호를 증폭 및 분류하여 그 출력이 일정량 이상이면 트립작동부를 구동시키는 인쇄회로기판(22)이 구비되어 있다. 본 고안에 따른 인쇄회로기판(300)은 상기 도 1의 인쇄회로기판(22)과 별도로 설치될 수도 있고, 상기 인쇄회로기판(22)을 그대로 사용할 수도 있다.
본 고안에서 통상적인 누전차단기의 인쇄회로기판(22)을 그대로 사용할 경우, 상기 인쇄회로기판(22)에다 상기 로드셀(130)에서 측정된 전기신호를 수신하여 증폭한 후에 그 출력이 일정량 미만이면 상기 트립작동부(400)를 구동시키는 회로가 추가적으로 실장 된다. 이 경우, 본 고안의 인쇄회로기판(300)에 실장된 트립코일 제어회로는 상기 로드셀(130) 및 영상변류기(500)에서 발생하는 전기신호를 각각 증폭 및 분류하고, 이를 바탕으로 하여 상기 트립작동부(400)를 구동시킨다.
마지막으로 상기 트립작동부(400) 및 영상변류기(500)의 구조 및 작동방법은 통상적인 누전차단기의 트립작동부 및 영상변류기와 동일하고, 특히 첨부 도 1의 특허등록 제10-1078181호 등에 상세하게 설명되어 있으므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다. 상기 트립작동부(400)는 예컨대 도 1의 트립작동부(30)를 사용할 수 있다.
본 고안에 따른 단자볼트 풀림 방지장치가 설치된 누전차단기는, 상기 단자볼트가 소정의 압력 이상으로 견고하게 체결된 상태에서만 조작레버를 ‘켜짐(on)’ 위치로 배치할 수 있고, 나아가 상기 단자볼트의 체결상태가 이완되면 전원측 단자부와 부하측 단자 사이에 설치된 접촉단자를 트립 시키기 때문에 상기 단자볼트의 체결 불량으로 인해 발생하는 불측의 사고를 방지할 수 있다.
100,100a,100b; 단자부 110; 단자볼트
120; 볼트받침판 130; 로드셀(load cell)
140; 단자블록 141; 상판
142; 하판 143; 측판
144; 볼트공 300; 인쇄회로기판(PCB)
400; 트립작동부 500; 영상변류기
A1,A2; 전선터미널

Claims (3)

  1. 전원측 단자부와 부하측 단자부 사이에 설치된 접촉단자와, 상기 접촉단자를 개폐 시키는 조작레버와, 부하 측의 누설전류를 감지하는 영상변류기와, 상기 영상변류기의 전기신호를 증폭 및 판별하는 회로가 실장된 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 출력에 따라 상기 조작레버를 트립(trip) 시키는 트립작동부를 포함하여 구성되는 누전차단기에 있어서,
    상기 전원측 단자부와 상기 부하측 단자부는 각각 전원측 전선 터미널과 부하측 전선 터미널을 결속하는 단자볼트와 볼트받침판을 포함하고, 상기 볼트받침판의 하단에는 로드셀(load cell)이 삽입되어 있으며, 상기 로드셀에서 발생하는 전기신호는 상기 인쇄회로기판으로 전달되고, 상기 로드셀에서 발생하는 전기신호의 출력이 일정량 미만이면 상기 인쇄회로기판은 상기 트립작동부를 구동하여 상기 전원측 단자부와 부하측 단자부 사이의 접촉단자를 차단하도록 구성된 것을 특징으로 하는 누전차단기의 단자볼트 풀림 방지장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전원측 단자부와 상기 부하측 단자부는 각각 상판과 하판 및 양쪽 측판을 가지는 사각틀 형상의 단자블록을 추가적으로 포함하며, 상기 상판에는 상기 단자볼트가 삽입되는 볼트공이 형성되어 있고, 상기 볼트받침판은 상기 하판 위에 안치되며, 상기 로드셀은 상기 볼트받침판과 상기 하판 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 누전차단기의 단자볼트 풀림 방지장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 인쇄회로기판에는 트립코일 제어회로가 실장되어 있고, 상기 트립코일 제어회로는 상기 영상변류기 및 상기 로드셀에서 발생하는 전기신호를 각각 증폭 및 분류하여 상기 영상변류기의 출력이 일정량 이상이거나, 상기 로드셀의 출력이 일정량 미만이면 상기 트립작동부를 구동하도록 구성된 것을 특징으로 하는 누전차단기의 단자볼트 풀림 방지장치.
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