KR20050024095A - 회로차단기 - Google Patents

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KR20050024095A KR1020030061906A KR20030061906A KR20050024095A KR 20050024095 A KR20050024095 A KR 20050024095A KR 1020030061906 A KR1020030061906 A KR 1020030061906A KR 20030061906 A KR20030061906 A KR 20030061906A KR 20050024095 A KR20050024095 A KR 20050024095A
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Abstract

본 발명은 선로에 과부하, 단락, 지락 등 이상 사고전류 발생시 사고 전류를 차단하여 전력계통상의 선로 및 기기를 보호하는 회로차단기에 관한 것으로, 가동단자가 완전 개로된 상태에서 R,S,T,N극의 가동단자가 동일한 위치에 배열되도록 R,S,T,N극의 주축레버를 동일한 각도로 결합하고, 'R,S,T 3극의 가동단자와 고정단자 간의 개극거리(L1) > N극의 가동단자와 고정단자 간의 개극거리(L2)'의 조건을 만족하도록 고정단자의 부착 위치를 다르게 하여 상기 N극의 가동단자의 선입후절 동작을 만족시킴으로써, 접지장해 보호장치의 원활한 운영 및 교류 전원의 접지효과를 통하여 순간적으로 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.

Description

회로차단기{AIR CIRCUIT BREAKERS}
본 발명은 선로에 과부하, 단락, 지락 등 이상 사고전류 발생시 사고 전류를 차단하여 전력계통상의 선로 및 기기를 보호하는 회로차단기에 관한 것으로, 특히 중성극(N)의 가동단자가 고정단자에 선입후절하는 동작을 만족하면서 동시에 차단성능을 확보하도록 한 회로차단기에 관한 것이다.
일반적으로, 3상 4선식 회로차단기는 3상의 R, S, T의 전원 공급선과 중성극(N) 선을 개폐하도록 구성되어 있다.
이때, 중성극(N) 선은 기기의 손상 등을 미연에 방지하거나 국부적인 전기적 사고가 광범위한 지역으로 확산되는 것을 방지하고자 지락전류, 단락전류, 뇌서지 등에 의해서 발생되는 이상전류를 검출하기 위한 각종 계전기 등이 연결설치되어 있고, 3상 전압의 안정을 위하여 다수의 접지선이 연결되어 있다.
이와 같은 종래 기술에 의한 3상 4선식 회로차단기의 일예를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다.
첨부도면 도 1은 종래 기술에 따른 3상 4선식 회로차단기의 개로 시 상태를 도시한 개략적인 단면도이고, 도 2는 폐로 시 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.
상기 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 3상 4선식 회로차단기는 사용자의 투입지령 또는 트립지령에 의해 회전중심(1a)을 중심으로 회전하여 절연암(2)과 연결된 R,S,T,N극의 가동단자(3)를 폐로 또는 개로 시키는 주축(1)과, 상기 주축(1)에 결합되며 R,S,T 3극과 동일한 극에 구성된 R,S,T 3극의 주축레버(1b)와, 상기 주축(1)에 결합되어 N극과 동일한 극에 구성된 중성극(N)의 주축레버(1c)와, 상기 주축레버(1b)(1c)의 일단에 각각 결합되며 상기 주축레버(1b)(1c)의 회전에 의해 연동되어 R,S,T,N극의 가동단자로 동력을 전달하는 절연암(2)과, 상기 절연암(2)에 의해 각각 연동 회전되도록 설치되며 개로시 고정단자(4)와의 접점 간격이 L1인 R,S,T 3극의 가동단자(3a)와, 상기 절연암(2)에 의해 각각 연동 회전되도록 설치되며 개로시 고정단자(4)와의 접점 간격이 L2인 N극의 가동단자(3b)와, 상기 R,S,T 3극의 가동단자(3a)와 상기 N극의 가동단자(3b)의 폐로 시 통전을 행하는 고정단자(4)와, 상기 사용자의 투입지령 또는 트립지령이 없을 때 상기 R,S,T 3극의 가동단자(3a)와 상기 N극의 가동단자(3b)를 상기 고정단자(4)로부터 개로 시키는 스프링(5)을 포함하여 구성된다.
상기 도 1에 도시된 바와 같이, R,S,T 3극이 동일하게 구성된 상기 R,S,T 3극의 가동단자(3a)와 상기 고정단자(4)의 접점간의 개극 거리를 L1이라 하고, 상기 N극의 가동단자(3b)와 상기 고정단자(4)의 접점간의 개극거리를 L2라 할 때, 접점간의 개극거리는 L1>L2로 구성된다. 이 때, 상기 주축(1)에 결합된 상기 주축레버(1b)와 상기 N극의 주축레버(1c)는 파이(φ) 만큼의 각도차를 가진다.
폐로 시 동작은 상기 주축레버(1b)와 상기 N극의 주축레버(1c)로 동력이 전달되면 상기 주축(1)은 회전중심(1a)을 중심으로 일정하게 정해진 회전각도 만큼 회전하게 된다. 이에 의해, 상기 주축레버(1b)와 상기 N극의 주축레버(1c)에 연결된 절연암(2)을 통하여 상기 가동단자(3)로 동력이 전달된다. 따라서, 상기 가동단자(3)는 회전 중심축(3c)을 중심으로 회전하게 된다.
그 다음, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, L2의 접점간 개극거리를 갖는 상기 N극의 가동단자(3b)의 접점은 상기 고정단자(4)의 접점과 먼저 접촉하게 되고 계속된 구동에 의해 L1의 접점간 개극거리를 갖는 상기 R,S,T 3극의 가동단자(3a)도 상기 고정단자(4)에 접촉하게 되어 폐로 동작을 완료하게 된다.
한편, 개로 동작에서는 동력에 의해 상기 가동단자(3)가 상기 회전 중심축(3c)을 중심으로 회전하게 되고 상기 가동단자(3)에 연결된 상기 절연암(2)에 의해 상기 주축(1)이 회전하게 된다. 이에 의해, 상기 R,S,T 3극의 가동단자(3a)는 상기 N극의 가동단자(3b)보다 먼저 개로 되고, 그 이후에 상기 N극의 가동단자(3b)가 개로 되어 상기 주축(1)이 정해진 각도 만큼 회전을 종료 하게 되면 개로 동작을 완료 하게 된다.
즉, 종래의 3상 4선식 회로차단기는 가동자와 고정단자와의 절연거리가 L1 > L2로 구성되어 있어 L2의 접점간 절연거리를 갖는 N극의 가동단자(3b)가 고정단자(4)의 접점과 먼저 접촉되고, L1의 접점간 절연거리를 갖는 R,S,T 3극의 가동단자(3a)가 나중에 고정단자(4)의 접점과 접속되어 폐로 동작을 완료하게 된다. 또한, 개로 동작시에는 상기 R,S,T 3극의 가동단자(3a)가 상기 N극의 가동단자(3b)보다 상기 고정단자(4)에서 먼저 분리된다.
한편, 종래의 3상 4선식 회로차단기에 있어서, 상기 R,S,T 3극의 가동단자(3a)와 상기 N극의 가동단자(3b)를 상기 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 회전 중심축(3c)을 중심으로 폐로시의 방향으로 각도를 달리하여 상기 고정단자(4)간의 개극거리를 L1>L2로 구성할 경우, 상기 가동단자의 초기 위치를 결정 짓는 상기 절연암(2)에 힌지로 연결된 상기 N극의 주축레버(1b)의 결합 상태를 달리해 주어야 한다.
상기 주축(1)에 결합되는 상기 N극의 주축레버(1b)의 각도차(φ)의 정확성에 의해서 개극거리 L2가 결정 되어지므로 유동 범위가 큰 편차를 보일 수가 있다. 따라서 L1≒L2상태가 되면 규격에 명시된 중성극(N극)의 선입후절 동작을 만족시키지 못하고, L1≫L2상태가 되면 중성극(N극) 차단성능을 만족시켜야 하는 정격 차단전류의 최소 60% 이상의 사고 전류를 차단할 경우 대전류 차단의 중요 요소의 한 부분이라 할 수 있는 절연거리가 다른 극에 대비하여 현저하게 작게 되므로 차단기 고유의 차단 성능을 저해 할 수 있는 요소로 작용하게 된다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 가동단자가 완전 개로된 상태에서 R,S,T,N극의 가동단자가 동일한 위치에 배열되도록 R,S,T,N극의 주축레버를 동일한 각도로 결합하고, 'R,S,T 3극의 가동단자와 고정단자 간의 개극거리(L1) > N극의 가동단자와 고정단자 간의 개극거리(L2)'의 조건을 만족하도록 고정단자의 부착 위치를 다르게 하여 상기 N극의 가동단자의 선입후절 동작을 만족시킴으로써, 접지장해 보호장치의 원활한 운영 및 교류 전원의 접지효과를 통하여 순간적으로 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있는 회로차단기를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 회로차단기는,
R,S,T,N 4극의 가동단자와 R,S,T,N 4극의 고정단자를 구비한 회로차단기에 있어서,
상기 R,S,T 극의 가동단자와 상기 R,S,T 극의 고정단자의 개극거리를 L1, 상기 N극의 가동단자와 상기 N극의 고정단자의 개극거리를 L2이라 할 때,
상기 회로차단기의 개로 동작시 단자간의 개극거리가 'L1 > L2'의 조건을 만족하도록 개로 시 상기 R,S,T,N 4극의 가동단자를 일렬로 배열되게 구성하고, 상기 N극의 고정단자를 상기 R,S,T 극의 고정단자보다 상기 N극의 가동단자에 더 가깝게 위치하도록 구성한 것을 특징으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 회로차단기는,
투입 또는 트립 지령에 의해 폐로 및 개로시 필요한 구동력을 전달하는 주축과, 상기 주축에 결합되어 회전축을 중심으로 일정한 각도로 회전하는 R,S,T,N 4극의 주축레버와, 상기 R,S,T,N 4극의 주축레버와 각각 연결된 일정한 길이를 갖는 R,S,T,N 4극의 절연암과, 상기 R,S,T,N 4극의 절연암과 각각 힌지로 연결되어 있고 폐로 및 개로시 회전 중심을 축으로 회전하는 R,S,T,N 4극의 가동단자와, 상기 R,S,T,N 4극의 가동단자의 회전에 의해 폐로시 통전을 행하는 R,S,T,N 4극의 고정단자를 구비한 회로차단기에 있어서,
상기 R,S,T,N 4극의 가동단자는 개로 시 상기 회전 중심을 축으로 동일한 위치에 동일한 각도로 배열되어 있으며,
상기 R,S,T,N 4극의 고정단자는 상기 R,S,T 3극의 가동단자와 상기 R,S,T 3극의 고정단자 사이의 개극거리를 L1이라 하고, 상기 N극의 가동단자와 상기 N극의 고정단자 사이의 개극거리를 L2이라 가정할 때 'L1 > L2'의 조건을 만족하도록 상기 상기 R,S,T 3극의 고정단자와 상기 N극의 고정단자의 위치를 다르게 구성하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
첨부도면 도 3은 본 발명에 의한 3상 4선식 회로차단기의 개로 시 상태를 도시한 개략적인 단면도이고, 도 4는 폐로 시 상태를 도시한 개략적인 단면도이다.
상기 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 3상 4선식 회로차단기는 사용자의 투입지령 또는 트립지령에 의해 회전중심(11a)을 중심으로 회전하여 절연암(12)과 연결된 R,S,T,N극의 가동단자(13)를 폐로 또는 개로 시키는 주축(11)과, 상기 주축(11)에 결합되며 회전중심(11a)을 축으로 일정한 각도로 회전하는 R,S,T,N극의 주축레버(11b)와, 상기 R,S,T,N극의 주축레버(11b)의 일단에 일정한 길이로 각각 연결되며 상기 R,S,T,N극의 주축레버(11b)의 회전에 의해 연동되어 R,S,T,N극의 가동단자(13)로 동력을 전달하는 절연암(12)과, 상기 절연암(12)과 힌지(도시되지 않음)로 연결되어 있고 폐로 및 개로시 회전중심(13c)을 축으로 회전하는 R,S,T,N극의 가동단자(13)로 구성되어 있다. 이때, R,S,T,N극과 동일한 극에 결합된 상기 R,S,T,N극의 주축레버(11b)는 상기 주축(11) 및 상기 절연암(12)과 동일한 위치에 연결되어 있으며, R,S,T,N극 각각의 가동단자(13)(이하, 'R,S,T,N극의 가동단자'라고도 칭함)는 회전중심(13c)을 축으로 동일한 각도를 가지고 배열되어 있다.
또한, 상기 R,S,T,N극의 가동단자(13)가 상기 회전중심(13c)을 축으로 동일하게 회전하여 폐로시 통전을 행하게 되는 고정단자(14)는 상기 R,S,T 3극의 가동단자와 접촉하는 R,S,T 3극의 고정단자(14a)와 상기 N극의 가동단자와 접촉하는 N극의 고정단자(14b)가 각각 다른 위치에 구성된다.
상기 가동단자(13)가 상기 회전중심(13c)을 축으로 동일하게 회전하여 폐로시 통전을 행하게 되는 상기 고정단자(14)는 R,S,T 3극이 개로 되어있는 동일한 극의 가동단자(13)와 동일한 개극거리(L1)를 가지도록 구성되어져 있고, N극의 고정단자(14b)는 동일한 중성극(N극)의 가동단자(13)와 개극거리(L2)를 가지도록 구성된다. 이때, 상기 N극의 고정단자(14b)는 L1>L2의 개극거리를 가지도록 구성된다.
그리고, 상기 사용자의 투입지령 또는 트립지령이 없을 때 상기 R,S,T 3극의 가동단자(13)를 상기 고정단자(14)로부터 개로 시키는 스프링(15)을 포함하여 구성하고 있다.
상기 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 R,S,T 3극의 가동단자(13)와 상기 R,S,T 3극의 고정단자(14a)의 접점간의 개극 거리를 L1이라 하고, 상기 N극의 가동단자(13)와 상기 N극의 고정단자(14b)의 접점간의 개극거리를 L2라 할 때, 접점간의 개극거리는 L1>L2로 구성된다.
구동부(도시되지 않음)의 작동에 의해 구동력이 상기 주축(11)을 회전시키게 되고, 상기 주축(11)은 일정하게 정해진 회전 각도만큼 주축의 회전중심(11a)을 축으로 주축과 동일한 각도로 회전하여, 상기 R,S,T,N극의 주축레버(11b)에 각각 힌지로 연결된 상기 절연암(12)을 통하여 상기 가동단자(13)에 전달된다. 이에 의해, 상기 가동단자(13)는 상기 회전중심(13c)을 축으로 회전하게 된다.
상기 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 R,S,T 3극의 가동단자(13)와 상기 R,S,T 3극의 고정단자(14a)간의 개극거리(L1)와, 상기 N극의 가동단자(13)와 상기 N극의 고정단자(14b)간의 개극거리(L2)에서, L1>L2로 구성되어 있어서, 상기 N극의 가동단자(13)의 접점이 동일한 극의 상기 N극의 고정단자(14b) 접점과 먼저 접촉하게 되고, 계속된 구동부의 주축(11) 회전 구동력에 의해, 상기 N극의 가동단자(13) 접점과 동일한 극의 상기 N극의 고정단자(14b) 접점은 접촉을 유지하면서, 상기 R,S,T 3극의 가동단자(13) 접점도 동일한 극의 상기 R,S,T 3극의 고정단자(14a) 접점과 접촉하게 되어 폐로 동작을 완료하게 된다.
개로 동작 시에는 구동부에서 트립 지령이 전달되고, 폐로 동작 시에 압축되어진 상기 스프링(15)에 의해 상기 R,S,T,N극의 가동단자(13)를 상기 회전중심(13c)을 축으로 폐로 시와는 반대 방향으로 회전하게 된다. 그리고, 상기 R,S,T,N극의 가동단자(13)에 연결된 절연암(12)을 통해 힌지로 연결된 상기 R,S,T,N극의 주축레버(11b)를 상기 주축의 회전중심(11a)으로 회전시키고, 상기 R,S,T,N극의 주축레버(11b)와 연결된 상기 주축(11)을 회전시키게 된다. 이에 의해, 상기 N극의 가동단자(13) 접점과 동일극의 상기 N극의 고정단자(14b) 접점은 접촉 상태를 유지하고 있는 상태에서, 상기 R,S,T 3극의 가동단자(13) 접점은 동일극의 상기 R,S,T 3극의 고정단자(14a) 접점과 우선적으로 개로 되고, 그 이후에 상기 N극의 가동단자(13) 접점과 상기 N극의 고정단자(14b) 접점이 개로 되어 상기 주축(11)이 일정 각도만큼 회전하여 개로 동작을 완료하게 된다. 이때, 상기 R,S,T,N극의 가동단자(13)의 위치는 도 3에 도시된 바와 같이, 동일한 위치에 배열되게 된다.
결론적으로, 교류전원의 접지를 통해 지락사고 및 기타 외부 요인으로 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지 하기 위하여 'KSC8325' 및 'IEC 60947-1'등의 규격으로 명시된 중성극(N극)의 선입후절의 동작을 행하도록 규정하고 있는 규격을 만족하기 위해 종래 기술에 의한 회로차단기는 가동단자(도 1의 3)의 초기 개로 상태의 위치를 중성극(N극)을 달리하여 고정단자(도 1의 4)간의 개극거리를 L1>L2로 구성하게 함으로써, 중성극(N극)의 거리 L2를 항상 일정하게 유지할 수 없는 단점을 갖고 있었다. 그러나 본 발명의 회로차단기에서는 R,S,T,N극의 개로시 절연거리를 항상 일정하게 유지시켜 정확한 절연거리를 확보하게 하고, 중성극(N극)에 연동되는 주축레버(11b)의 각도를 동일하게 결합하여 가동단자(13)가 완전 개로된 상태에서 동일한 위치로 배열되게 하고, 유동 변위가 없는 고정단자(14)의 부착 위치만을 달리하여 상기에 명시한 선입후절의 동작을 만족시킴으로써, 접지장해 보호장치의 원활한 운영 및 교류 전원의 접지효과를 통하여 사용자의 안전 및 주변장치의 손실을 방지하는 효과를 얻을 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가등이 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 회로차단기는 가동단자(13)가 완전 개로된 상태에서 R,S,T,N극의 가동단자(13)가 동일한 위치에 배열되도록 R,S,T,N극의 주축레버(11b)를 동일한 각도로 결합하고, 'R,S,T 3극의 가동단자(13)와 R,S,T 3극의 고정단자(14a) 간의 개극거리(L1) > N극의 가동단자(13)와 N극의 고정단자(14b) 간의 개극거리(L2)'의 조건을 만족하도록 고정단자(14)의 부착 위치를 다르게 하여 상기 N극의 가동단자(13)의 선입후절 동작을 만족시킴으로써, 접지장해 보호장치의 원활한 운영 및 교류 전원의 접지효과를 통하여 순간적으로 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 3상 4선식 회로차단기의 개로 시 상태를 도시한 개략적인 단면도
도 2는 종래 기술에 따른 3상 4선식 회로차단기의 폐로 시 상태를 도시한 개략적인 단면도
도 3은 본 발명에 의한 3상 4선식 회로차단기의 개로 시 상태를 도시한 개략적인 단면도
도 4는 본 발명에 의한 3상 4선식 회로차단기의 폐로 시 상태를 도시한 개략적인 단면도
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
11 : 주축 11a : 회전축 또는 회전중심
11b : 주축레버 또는 R,S,T 3극의 주축레버
12 : 절연암 13 : 가동단자
13c : 회전 중심축 또는 회전중심 14 : 고정단자
14a : R,S,T 3극의 고정단자 14b : N극의 고정단자
15 : 스프링

Claims (2)

  1. R,S,T,N 4극의 가동단자와 R,S,T,N 4극의 고정단자를 구비한 회로차단기에 있어서,
    상기 R,S,T 극의 가동단자와 상기 R,S,T 극의 고정단자의 개극거리를 L1, 상기 N극의 가동단자와 상기 N극의 고정단자의 개극거리를 L2이라 할 때,
    상기 회로차단기의 개로 동작시 단자간의 개극거리가 'L1 > L2'의 조건을 만족하도록 개로 시 상기 R,S,T,N 4극의 가동단자를 일렬로 배열되게 구성하고, 상기 N극의 고정단자를 상기 R,S,T 극의 고정단자보다 상기 N극의 가동단자에 더 가깝게 위치하도록 구성한 것을 특징으로 하는 회로차단기.
  2. 투입 또는 트립 지령에 의해 폐로 및 개로시 필요한 구동력을 전달하는 주축과, 상기 주축에 결합되어 회전축을 중심으로 일정한 각도로 회전하는 주축레버와, 상기 주축레버와 각각 연결된 일정한 길이를 갖는 절연암과, 상기 절연암과 각각 힌지로 연결되어 있고 폐로 및 개로시 회전 중심을 축으로 회전하는 R,S,T,N 4극의 가동단자와, 상기 R,S,T,N 4극의 가동단자의 회전에 의해 폐로시 통전을 행하는 R,S,T,N 4극의 고정단자를 구비한 회로차단기에 있어서,
    상기 R,S,T,N 4극의 가동단자는 개로 시 상기 회전 중심을 축으로 동일한 위치에 동일한 각도로 배열되어 있으며,
    상기 R,S,T,N 4극의 고정단자는 상기 R,S,T 3극의 가동단자와 상기 R,S,T 3극의 고정단자의 개극거리를 L1이라 하고, 상기 N극의 가동단자와 상기 N극의 고정단자의 개극거리를 L2이라 할 때 'L1 > L2'의 조건을 만족하도록 상기 상기 R,S,T 3극의 고정단자와 상기 N극의 고정단자의 위치를 다르게 구성한 것을 특징으로 하는 회로차단기.
KR10-2003-0061906A 2003-09-04 2003-09-04 회로차단기 KR100494664B1 (ko)

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CN106328454A (zh) * 2015-06-24 2017-01-11 上海电器股份有限公司人民电器厂 一种合闸保持装置

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