KR200490680Y1 - 배선용 차단기의 소호장치 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 배선용 차단기의 소호장치는, 콘택트 커버의 개구부를 막아주는 플레이트부와, 이 플레이트부의 하부 양측에서 상측으로 길게 연결되어 상기 개구부의 삽입홈에 끼워지는 끼움부로 구성되되, 상기 끼움부는 상기 삽입홈 내측 방향으로 벌림 탄성을 갖도록 형성됨으로써, 라인 배리어의 안정된 장착 상태를 확보할 수 있고, 사고 발생 시 등에 단락압력에 의한 이탈시간을 지연시켜 소호부 내의 압력 상승시간을 더 길게 확보할 수 있고, 이로 인하여 차단시간 단축을 유도하여 차단기의 성능 향상에 기여할 수 있게 된다.

Description

배선용 차단기의 소호장치 {ARC EXTINGUISHING APPARATUS OF MOLDED-CASE CIRCUIT BREAKER}

본 고안은 배선용 차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사고 발생 시 생성되는 아크를 효과적으로 배기 및 절연시켜서 아크에 의한 도전체의 손상 및 용융을 방지하는 배선용 차단기의 소호장치에 관한 것이다.

일반적으로, 배선용 차단기는 전기선로 상에 설치되어 선로 상에 과부하 또는 단락사고 등이 발생하였을 때 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하기기를 보호하는 전기기기이다.

배선용 차단기는, 사고전류의 발생 시 이를 검출하는 검출 기구부(또는, 트립 기구부), 수동 또는 검출 기구부에 의하여 자동으로 접점의 개로 및 폐로를 가능하게 하는 개폐 기구부 및 회로를 전기적으로 연결하는 단자부 등으로 구성되며, 단락사고가 발생되면 단락전류 발생, 단락전류 통전, 단락전류 검출, 접점 개극 및 아크발생, 아크 소멸, 회복전압 인가와 같은 과정을 순차적으로 거치면서 단락전류를 차단한다.

여기서, 단자부의 접점 개극(분리), 즉 접점이 떨어질 때 발생되는 아크는 고온의 플라즈마 상태의 전도성 물질이며, 이를 효과적으로 냉각시켜 단락전류를 차단하는 것이 배선용 차단기의 성능 향상에 중요한 요인이 된다.

도 1 및 도 2는 종래기술에 따른 배선용 차단기의 주요 부분이 도시된 구성도이다. 이를 참조하여 종래의 배선용 차단기를 살펴본다.

배선용 차단기는, 전로로부터 전원을 공급받아 부하 측에 전달하기 위한 고정접촉자(1) 및 가동접촉자(2), 가동접촉자를 움직여 개로와 폐로를 가능하게 하는 개폐 기구부(3), 단락전류 등 이상전류를 검출하는 트립 기구부(4), 트립 기구부의 전기적인 검출신호를 링크 기구부에 기계적인 신호로 전달하는 크로스바(5) 및 접촉자의 개리 시 발생되는 아크를 억제, 소호시키는 소호부(6) 등으로 구성된다.

또한, 서로 다른 방향의 전류가 인접한 두 선에 흐르는 경우 상호 반발력이 발생한다는 원리에 의하여 고정접촉자(1)와 가동접촉자(2)의 각 접점 사이에 반발력이 발생할 때 그 반발력의 크기를 증가시키기 위하여, 고정접촉자(1)의 접점부는 U자형으로 절곡되어 있다.

따라서, 폐로상태에 있는 배선용 차단기에 정격전류의 수십 내지 수백 배가 되는 이상전류가 흐르면, 가동접촉자와 고정접촉자가 전류 반발력으로 인하여 개로상태로 전환된다.

여기서, 가동 접촉자(2)가 고정 접촉자(1)로부터 개리(분리)될 때에는 도 2에 예시된 바와 같이 순간적으로 엄청난 아크가 발생하게 되는데, 이 아크는 기기의 오작동이나 소손을 일으키는 원인이 되므로 고정접촉자(1) 및 가동접촉자(2)의 접점 둘레에 설치된 소호부(6)에서 이를 신속히 소호시킬 수 있도록 구성된다.

특히, 도 1을 참조하면, 소호부(6)는 상단부 쪽에 라인 배리어(9)가 설치되는데, 이 라인 배리어(9)는 차단기 내로 먼지가 유입되지 못하도록 방진작용을 함과 더불어 단락전류 발생 시 아크에 의한 지락을 방지하는 역할을 하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래 배선용 차단기에 구비되는 라인 배리어(9)는, 내부 구조물에 단순히 삽입되는 방식으로 설치되기 때문에, 차단기를 이동 또는 회전시키거나 차단기 특성시험 중 발생되는 충격 등에 의하여 위치가 쉽게 이탈되는 문제점이 있다.

이와 같이 라인 배리어(9)가 이탈되면, 라인 배리어의 이탈로 인하여 전체적으로 소호체적이 증대되고, 이에 따라 추후 단락사고 등이 발생할 경우에 차단 시간이 길어져서 차단에너지의 증가로 차단기의 신뢰성 및 성능 저하가 발생되는 문제점이 있다.

한국 공개실용신안공보 제20-2014-0002193호 한국 등록특허공보 제10-0475069호

본 고안은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 라인 배리어의 장착이 용이하면서도 장착 후 쉽게 이탈하지 않도록 구성함으로써 보다 안정적이고 지속적인 차단성능을 구현할 수 있고, 또 단락사고 발생 시 단락압력에 의한 배리어 이탈시간을 지연시켜 소호부 내의 압력 상승시간을 더 길게 확보할 수 있고, 이로 인하여 차단시간 단축을 유도하여 차단기의 성능 향상에 기여할 수 있는 배선용 차단기의 소호장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 고안에 따른 배선용 차단기의 소호장치는, 가동접촉자가 고정접촉자로부터 이격될 때 발생되는 아크를 소호시키기 위한 소호 공간부가 형성되고, 한쪽에 개구부가 형성된 콘택트 커버와; 상기 콘택트 커버의 개구부를 막아주는 라인 배리어로 구성되되, 상기 콘택트 커버의 개구부는 상기 라인 배리어가 삽입되어 장착될 수 있도록 상부가 개방된 구조로 형성되고, 내측의 양측면에 라인 배리어의 가장자리가 끼워지는 삽입홈이 형성되며, 상기 라인 배리어는 상기 개구부를 막아주는 플레이트부와, 이 플레이트부의 하부 양측에서 상측으로 길게 연결되어 상기 개구부의 삽입홈에 끼워지는 끼움부로 구성되되, 상기 끼움부는 상기 삽입홈 내측 방향으로 벌림 탄성을 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 고안에 따른 배선용 차단기의 소호장치는, 콘택트 커버의 개구부를 막아주는 플레이트부와, 이 플레이트부의 하부 양측에서 상측으로 길게 연결되어 상기 개구부의 삽입홈에 끼워지는 끼움부로 구성되되, 상기 끼움부는 상기 삽입홈 내측 방향으로 벌림 탄성을 갖도록 형성된 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 끼움부는 플레이트부의 하부에서 상부로 갈수록 양측으로 더 벌어지는 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 끼움부는 일정한 폭을 갖도록 형성될 경우에, 상기 플레이트부의 양측면과 이격 거리는 상측으로 갈수록 점차 커지도록 형성되는 것이 바람직하다.

상기 끼움부는 상기 플레이트부에 연결된 부분으로부터 일정 높이까지 플레이트부에서 멀어지는 방향으로 점차 벌어지게 형성된 탄성부와, 상기 탄성부로부터 상단까지 직선형 구조로 연장된 직선부를 포함하여 구성될 수 있다.

상기한 바와 같은 본 고안의 주요한 과제의 해결 수단들은 아래에서 설명될 '고안의 실시를 위한 구체적인 내용' 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이 때 상기한 바와 같은 주요한 과제의 해결 수단 외에도, 본 고안에 따른 다양한 과제의 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.

본 고안에 따른 배선용 차단기는, 라인 배리어의 장착이 용이하면서도 장착 후 쉽게 이탈하지 않도록 구성되기 때문에, 보다 안정적이고 지속적인 차단성능을 구현할 수 있고, 또한 단락사고 발생 시에 배리어 이탈시간을 지연시켜 소호 공간부 내의 압력 상승시간을 더 길게 확보할 수 있고, 이로 인하여 회로를 신속하게 차단할 수 있게 되어 차단기의 성능 향상에 기여할 수 있는 효과가 있다.

즉, 본 고안은, 라인 배리어에 탄성부가 구비되어 라인 배리어가 장착된 후에 쉽게 이탈하지 않기 때문에, 보다 안정적이고 지속적인 차단성능을 구현할 수 있게 되는 것이다.

또한, 본 고안은 라인 배리어의 장착 상태가 안정되게 유지됨에 따라 사고 발생 시에 소호 공간부의 체적 증가 발생을 억제하여, 압력에 의한 이탈 시간을 지연시켜 단락 시 소호 공간부 내의 압력 상승시간을 더 길게 할 수 있고, 이에 따라 아크 기둥이 더 커지지 않기 때문에 단락 발생 시에 차단시간을 단축하여 차단기의 성능 향상에 기여할 수 있게 된다.

도 1은 종래 기술의 배선용 차단기를 보여주는 개략적인 구성도이다.
도 2는 종래 기술의 배선용 차단기에서 아크 발생 상태를 보여주는 개략적인 구성도이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 라인 배리어를 보여주는 정면도이다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 라인 배리어를 보여주는 사시도이다.
도 5 및 도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 배선용 차단기에서 라인 배리어가 조립되기 전의 상태를 보인 주요부 절개 사시도 및 정면 개략도이다.
도 7 및 도 8은 본 고안의 일 실시예에 따른 배선용 차단기에서 라인 배리어가 조립된 후의 상태를 보인 주요부 절개 사시도 및 정면 개략도이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 3 내지 도 8을 참조하여, 본 고안의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 소호장치 및 라인 배리어에 대하여 설명한다.

도 3 및 도 4는 본 고안의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 라인 배리어를 보여주는 정면도 및 사시도이고, 도 5 및 도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 라인 배리어가 조립되기 전의 상태를 보인 주요부 절개 사시도 및 정면 개략도이며, 도 7 및 도 8은 본 고안의 일 실시예에 따른 라인 배리어가 조립된 후의 상태를 보인 주요부 절개 사시도 및 정면 개략도이다.

도 5 및 도 7에서, 도번번호 10은 과전류와 같은 이상전류 및 사고전류를 검출하여 회로를 차단하도록 하는 트립기구이고, 도면번호 15는 핸들 조작에 의한 수동 작동 또는 트립기구(10)에 의하여 자동작동이 가능하도록 구성된 개폐기구이다.

그리고, 도면번호 20은 입력측 전원에 연결되는 고정접촉자이고, 도면번호 25는 고정접촉자(20)와 분리 또는 접촉 가능하게 구성되며 부하 측 전원에 연결되는 가동접촉자를 나타낸다. 도면번호 30은 소호기구를 구성하는 그리드를 나타낸다.

도면부호 40은 절연체로 형성된 콘택트 커버를 나타낸다.

콘택트 커버(40)는 그 내부에 가동접촉자(25)가 고정접촉자(20)로부터 이격될 때 발생되는 아크를 소호시키기 위한 소호 공간부(41)가 형성된다. 특히, 콘택트 커버(40)는 도면에서 후방 쪽에 아크 발생 시에 배기를 위한 개구부(42)가 형성되고, 이 개구부(42)에는 라인 배리어(50)가 장착된다.

개구부(42)는, 상기 라인 배리어(50)가 삽입되어 장착될 수 있도록 상부가 개방된 구조로 형성되고, 내측의 양측면에 라인 배리어(50)의 가장자리가 끼워지는 삽입홈(45)이 형성된다. 물론, 개구부(42)의 밑면에도 삽입홈(45)이 형성되어 배리어의 하단부까지 안정되게 삽입될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.

여기서, 삽입홈(45)은 그 절단면이 U자형의 홈 구조로 형성되는 것이 바람직하다.

라인 배리어(50)는 일정 두께의 판형 구조로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 개구부(42)를 막아주는 플레이트부(51)와, 이 플레이트부(51)의 하부 양측에서 상측으로 길게 연결되어 상기 개구부(42)의 삽입홈(45)에 끼워지는 끼움부(55)로 구성된다.

끼움부(55)는 상기 삽입홈(45) 내측 방향으로 벌림 탄성을 갖도록 형성되는데, 이를 위하여 플레이트부(51)의 하부에서 상부로 갈수록 양측으로 더 벌어지는 구조로 형성된다(도 3, 도 4 등 참조).

또한, 끼움부(55)는 일정한 폭을 갖도록 형성될 때, 끼움부(55)의 탄성 움직임이 가능하도록 상기 플레이트부(51)의 양측면(52)과 이격거리(L)는 상측으로 갈수록 점차 커지도록 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 끼움부(55)는 상기 플레이트부(51)에 연결된 부분으로부터 일정 높이(h)까지 플레이트부(51)에서 멀어지는 방향으로 점차 벌어지게 형성된 탄성부(55a)와, 이 탄성부(55a)로부터 상단까지 직선형 구조로 연장된 직선부(55b)로 구성될 수 있다.

이 때, 탄성부(55a)는 끼움부(55)가 삽입홈(45)에 삽입된 상태에서 충분한 벌림 탄성력을 갖도록 하는 기능을 하며, 직선부(55b)는 개구부(42)의 삽입홈(45) 내측면과 접촉면적을 증대시켜 라인 배리어(50)가 개구부(42)에 장착된 후에 쉽게 이탈하지 않도록 하는 기능을 수행한다.

이와 같은 구성을 통하여 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 라인 배리어(50)가 콘택트 커버(40)의 개구부(42)로부터 분리된 상태에서, 도 7 및 도 8에서와 같이 라인 배리어(50)를 개구부(42) 쪽으로 삽입하여 밀게 되면, 라인 배리어(50)의 플레이트부(51) 양쪽의 끼움부(55)가 개구부의 삽입홈(45)에 끼워지면서 라인 배리어(50)가 개구부(42)에 장착된다.

이 때, 라인 배리어(50)는 끼움부(55)의 벌림 탄성에 의하여 개구부의 삽입홈(45) 내에 완전히 밀착된 상태로 장착되어 쉽게 이탈하지 않는 안정된 장착상태를 유지하게 된다.

그리고, 이와 같이 장착된 상태에서 라인 배리어(50)의 플렉시블한 플레이트부(51)는 소호 공간부 내의 압력에 따라 하단 쪽을 기준으로 바깥쪽으로 휘어지는 등 변형되면서 내부압력을 해소하거나 아크 발생 시 생성되는 가스를 배출할 있게 된다.

상기한 바와 같은, 본 고안은 도면 및 고안의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 고안의 기술적 보호범위는 첨부된 실용신안등록청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.

10 : 트립기구 15 : 개폐기구
20 : 고정접촉자 25 : 가동접촉자
30 : 그리드 40 : 콘택트 커버
41 : 소호 공간부 42 : 개구부
45 : 삽입홈 50 : 라인 배리어
51 : 플레이트부 55 : 끼움부
55a : 탄성부 55b : 직선부

Claims (4)

1. 가동접촉자가 고정접촉자로부터 이격될 때 발생되는 아크를 소호시키기 위한 소호 공간부가 형성되고, 한쪽에 개구부가 형성된 콘택트 커버와; 상기 콘택트 커버의 개구부를 막아주는 라인 배리어로 구성되되,
   상기 콘택트 커버의 개구부는, 상기 라인 배리어가 삽입되어 장착될 수 있도록 상부가 개방된 구조로 형성되고, 내측의 양측면에 상기 라인 배리어의 가장자리가 끼워지는 삽입홈이 형성되며,
   상기 라인 배리어는 상기 개구부를 막아주는 플레이트부와, 이 플레이트부의 하부 양측에서 상측으로 길게 연결되어 상기 개구부의 삽입홈에 끼워지는 끼움부로 구성되되, 상기 끼움부는 상기 삽입홈 내측 방향으로 벌림 탄성을 갖도록 형성되고,
   상기 삽입홈은,
   상기 콘택트 커버의 내측의 양측면을 관통하는 홈이고,
   상기 라인 배리어는,
   상기 소호 공간부의 내부 압력에 따라 상기 삽입홈의 관통된 영역으로 변형되고,
   상기 끼움부는,
   상기 콘택트 커버의 상기 삽입홈과의 이격거리가 길이 방향으로 다르게 구비된 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 소호장치.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 끼움부는 일정한 폭을 갖도록 형성되는 경우에 상기 플레이트부의 양측면과 이격 거리는 상측으로 갈수록 점차 커지도록 형성된 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 소호장치.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 끼움부는 상기 플레이트부에 연결된 부분으로부터 일정 높이까지 플레이트부에서 멀어지는 방향으로 점차 벌어지게 형성된 탄성부와, 상기 탄성부로부터 상단까지 직선형 구조로 연장된 직선부를 포함한 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 소호장치.

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