KR20050050999A - 회로차단기의 전압 트립 부속 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전선의 보호, 부하의 개폐, 과부하 및 단락 사고 발생시 선로의 차단을 목적으로 사용하는 회로차단기의 전압 트립 부속 장치에 관한 것으로, 기존의 마이크로 스위치의 접점 투입 및 차단에 의해 조작 회로의 전원 및 전류를 제어하는 것이 아니라 사출물 또는 금속재를 이용하여 상기 전압 트립 부속 장치를 간단히 구성함으로써, 소형 회로차단기에도 전압 트립 부속 장치를 설치할 수 있는 효과가 있다.

이를 위한 본 발명의 회로차단기의 전압 트립 부속 장치는 회로의 차단위치 또는 접속위치로 스위칭 가능한 개폐기구를 구비하는 회로차단기에 있어서, 전류가 흐르면 흡인력을 유도하는 코일(21); 상기 코일(21)을 감아 고정하는 보빈(22); 상기 흡인력에 의해 이동가능한 가동코아(23); 상기 부품들(21-23)을 지지하고, 상기 코일(21)에 의해 자화되면 흡인력을 발생시키는 요크(24); 상기 가동코아(23)에 결합되고, 가동코아(23)의 이동에 따라 함께 이동하여 상기 개폐기구를 트립시키는 트립 레버(25); 상기 가동코아(23)의 이동 후 상기 트립레버(25)와 상기 가동코아(23)를 원위치로 복귀시키는 트립 레버 복귀 스프링(26); 상기 코일(21)에 전류를 공급하는 위치(온 위치)와 차단하는 위치(오프 위치)로 이동가능한 컨택트 플레이트(27); 상기 개폐 기구의 투입 및 트립 동작에 따라 상기 컨텍트 플레이트(27)를 온(ON) 또는 오프(OFF) 위치로 위치시키는 액츄에이터(28); 상기 액츄에이터(28)를 원위치로 복귀신키기 위한 액츄에이터 복귀스프링(29)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

회로차단기의 전압 트립 부속 장치{VOLTAGE TRIP ATTACHMENT OF CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 전선의 보호, 부하의 개폐, 과부하 및 단락 사고 발생시 선로의 차단을 목적으로 사용하는 회로 차단기에 관한 것으로서, 특히 보조 장치인 전압 트립 부속 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 회로 차단기는 크게 소호부, 개폐기구부, 검출기구부로 구분된다.

여기서, 상기 소호부는 전원측 단자대와 사고 전류 발생시 빠르게 에너지를 소멸시키는 역할을 하고, 상기 개폐기구부는 상기 전원측 단자대와 접촉 및 차단을 하여 부하단에 전원을 공급 또는 차단하는 역할을 하고, 상기 검출기구부는 이상전류 및 사고전류를 감지하여 상기 개폐기구부를 차단위치로 작동하게하는 역할을 한다.

상기 회로차단기의 투입(ON)은 상기 개폐기구부가 상기 전원측 단자대와의 접촉으로 부하측에 전원을 공급하는 것이고, 차단(OFF)은 상기 개폐기구부를 핸들을 이용한 수동으로 상기 전원측 단자대와 이탈시켜 부하측으로 전원을 끊어주는 것이고, 트립(TRIP)은 상기 검출기구부에서 이상전류 및 사고 전류를 감지하여 자동적으로 상기 개폐기구부를 강제로 차단하는 것이다.

상기 회로차단기에 사용하는 부속장치는 분전반 및 배전반에 취부된 제품의 현재 상태를 원격 제어실에서 감시 및 제어를 할 수 있게 기능을 추가하기 위한 장치이다.

상기 부속장치의 종류는 상기 회로차단기의 투입 및 차단 상태를 알려주는 보조스위치, 차단기의 트립 상태를 알려주는 경보스위치, 전원이 규정치 이하로 저하됐을 때에 차단기를 개방(차단)시키는 부족전압 트립장치, 원격으로 조작전원을 투입하여 강제로 차단기를 트립시키는 전압트립 장치 등이 있다.

그러면, 첨부도면을 참조하여 종래의 회로차단기의 부속장치에 대해 설명하기로 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 회로차단기의 전압 트립 부속 장치의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 전압 트립 부속 장치의 리셋상태를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 전압 트립 부속 장치의 트립상태를 나타낸 단면도이다.

상기 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 전압 트립 부속 장치는 전류가 흐르면 흡인력을 유도하는 코일(1)과, 상기 코일(1)을 감아 고정하는 보빈(2)과, 흡인력 발생시 이동하는 가동코아(3)와, 코일(1)에 의해 자화되어 흡인력을 발시켜 상기 가동코아(3)을 이동케하는 고정코아(4)와, 상기 부품을 고정시키는 요크(5)와, 상기 가동코아(3) 동작시 가동코아(3)을 안내하는 요크 플레이트(6)와, 상기 가동코아(3) 동작시 개폐기구부(도시하지 않음)를 트립시키는 트립레버(7)와, 상기 가동코아(3) 동작 후 상기 트립레버(7)와 상기 가동코아(3)를 복귀시키는 트립레버 복귀 스프링(8)과, 원방조작 전원을 상기 코일(1)에 전류를 공급 또는 차단 하는 마이크로 스위치(9)와, 개폐 기구부의 투입, 차단 위치에 따라 상기 마이크로 스위치(9)를 온(ON) 또는 오프(OFF) 하는 엑츄에이터(10)와, 조작전류를 제공할 수 있는 리드선(11)과, 상기 구성품을 고정하며 회로차단기에 조립되는 베이스(12)를 포함하여 구성된다.

상기 전압 트립 부속 장치는 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 리셋 상태로 있다가 상기 리드선(11)에 연결된 원방 스위치에 조작 전원을 투입하면 상기 마이크로 스위치(9)에 연결된 상기 코일(1)에 전류를 발생하게 되고 상기 코일(1)로부터의 자속에 의해 상기 고정코아(4)가 자화된다.

이에 의해, 자화된 상기 고정코아(4)는 상기 가동코아(3)를 흡인하게 되고 흡인시 연결된 상기 트립레버(7)가 회전하게 되고 회전 시 상기 개폐 기구부를 트립시키게 된다.

상기 개폐 기구부가 트립되면 개폐기구에 포함되는 크로스 바(cross bar, 미도시)가 회전하면서 상기 액츄에이터(10)를 밀어올려 상기 마이크로 스위치(9)의 버튼(9a)을 해방시키므로서 마이크로 스위치(9)를 오프(OFF) 시켜 상기 코일(1)에 흐르는 전류를 차단하게 된다(도 3 참조).

따라서, 전류가 차단되면서 상기 코일(1)에서 발생하는 자속은 소멸되고 고정코아(4)가 소자되면서 상기 고정코아(4)에 밀착되어 있던 상기 가동코아(3)는 상기 트립레버(7)에 조립되어 있는 상기 트립레버 복귀스프링(8)의 탄성복원력에 의해 리셋위치로 원복하게 된다.

도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 마이크로 스위치(9)의 사시도이다.

상기 마이크로 스위치(9)는 상기 도 4에 도시된 바와 같이, ON/OFF 절환을 위해 내부 스위치와 연결된 버튼(9a)를 구비하고 있다.

상기 전압 트립 부속 장치에 상기 마이크로 스위치(9)를 별도로 사용하는 이유는 부속장치 조작을 위한 전원은 회로차단기의 전원을 사용하지 않고 별도의 전원을 사용하기 때문에 상기 마이크로 스위치(9)를 사용한다.

즉, 상기 전원 트립 부속 장치의 경우 상기 코일(1)의 특성은 단시간 동작형이기 때문에 연속적으로 전류가 인가되면 상기 코일(1)에 열이 발생된다. 상기 코일(1)에 과도한 열이 발생되면 절연파괴로 확대되어 2차 사고전류가 발생할 수도 있다. 이에 단시간 전류 인가를 위해 별도의 스위치가 필요하며, 이를 위해 상기 마이크로 스위치(9)를 사용한다.

그런데, 상기 구성을 갖는 종래의 회로차단기의 전압 트립 부속 장치는 상기 마이크로 스위치(9)가 상기 전압 트립 장치의 전체 체적에 비해 상당한 부분을 차지하기 때문에 제품의 크기가 작은 소형 회로차단기에서는 적용 할 수 없는 문제점이 있었다. 또한 전압 트립 부속 장치의 가격에 있어 마이크로 스위치(9)의 가격이 차지하는 비중이 높아 저렴한 전압 트립 부속 장치를 사용자에게 제공하는 데 어려운 점이 있었다. 이로 인해, 상기 전압 트립 부속 장치를 필요로 하는 고객들에게는 불편한 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 기존의 마이크로 스위치를 이용하지 않고 소형의 사출물 및 탄성 금속재등으로 간단히 구성되는 전압 트립 부속 장치를 제공하므로서, 소형 회로차단기에도 전압 트립 부속 장치를 설치할 수 있고 종래에 비해 저렴한 가격으로 고객에게 공급할 수 있는 회로차단기의 전압 트립 부속 장치를 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 회로차단기의 전압 트립 부속 장치는,

회로의 차단위치 또는 접속위치로 스위칭 가능한 개폐기구부를 구비하는 회로차단기에 있어서,

전류가 흐르면 자속을 발생시켜 흡인력을 유도하는 코일;

상기 코일을 감아 고정하는 보빈;

상기 흡인력에 의해 이동가능한 가동코아;

상기 코일과 보빈과 가동코아를 지지하고, 상기 코일로부터의 자속에 의해 자화되면 흡인력을 발생시키는 요크;

상기 가동코아에 결합되고, 상기 가동코아의 이동에 따라 함께 이동하여 상기 개폐기구부를 트립시키는 트립 레버;

상기 가동코아의 이동 후 상기 트립레버와 상기 가동코아를 원위치로 복귀시키는 트립 레버 복귀 스프링;

상기 코일에 전류를 공급하는 온(ON) 위치와 차단하는 오프(OFF) 위치로 이동가능한 컨택트 플레이트;

상기 개폐 기구부의 투입 또는 트립 동작에 따라 상기 컨텍트 플레이트를 온(ON) 또는 오프(OFF) 위치로 위치시키는 액츄에이터; 및

상기 액츄에이터를 원위치로 복귀시키기 위한 액츄에이터 복귀스프링을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 컨택트 플레이트는 탄성복원력을 가지도록 소정의 각도로 절곡된 얇은 판상의 도전성을 가진 금속재로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 액츄에이터는 상기 개폐기구부와 접촉하면서 수직상승을 위한 동력을 전달받기 위해 사각형의 작용면을 가진 하단부; 상기 하단부로부터 연장되고 상기 액츄에이터 복귀 스프링의 수용을 위해 길이방향으로 오목하게 홈이 형성되는 몸체부; 상기 액츄에이터 복귀 스프링의 일단부를 지지하기 위해 상기 몸체부의 하부로부터 돌출형성되는 스프링 시트(spring seat)부; 및 소정의 각도로 절곡된 판상의 상기 컨택트 플레이트와의 접촉력을 높히기 위해서 소정 각도로 경사형성된 선단면을 가진 선단부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

이하, 상기한 바와 같은 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명에 의한 회로차단기(200)의 전압 트립 부속 장치(100)의 설치 단면도이다.

상기 회로차단기(200)는 상기 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 회로차단기 내부에 설치된 전압 트립 부속 장치(100)와, 상기 회로차단기(200)의 외함을 이루는 케이스(102) 및 백커버(104)와, 전로로부터 전원을 공급받을 수 있도록 전원측 전선을 고정체결하기 위한 고정접점대(106)와, 전선을 인출하여 부하기기쪽으로 전원을 출력할 수 있도록 전선을 고정체결하여 인출하기 위한 부하측 단자대(112)와, 상기 고정접점대(106)와 부하측 단자대(112)간을 전기적으로 연결하거나 차단시켜주는 전로연결매체로서의 가동접점대(110)와, 상기 고정접점대(106)와 가동접점대(110)간의 단락차단시 발생하는 아크를 소호 및 냉각시켜주는 아크 소호부(108)와, 상기 가동접점대(110)를 개폐 작동시켜주는 개폐기구부(도시되지 않음) 및 핸들(116)과, 이상전류를 검출하여 상기 개폐기구부가 작동되도록 기계적 신호를 전달해주는 과전류검출기구부(114)와, 상기 가동접점대(110)에 의해 상기 전압 트립 부속 장치(100)의 엑츄에이터(도 6의 28)를 작동시키며 상기 개폐기구부에 속하는 크로스바(120)를 포함하여 구성된다.

도 6은 본 발명에 의한 전압 트립 부속 장치(100)의 사시도이다. 그리고, 도 7은 도 6에 도시된 전압 트립 부속 장치의 리셋상태를 나타낸 단면도로서, 도 7a는 도 6에 도시된 A-A선의 절취 단면도이고, 도 7b는 도 6에 도시된 B-B선의 절취 단면도이다. 또한, 도 8은 도 6에 도시된 전압 트립 부속 장치의 트립상태를 나타낸 단면도로서, 도 8a는 도 6에 도시된 A-A선의 절취 단면도이고, 도 8b는 도 6에 도시된 C-C선의 절취 단면도이다.

상기 전압 트립 부속 장치(100)는 상기 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 전류가 흐르면 자속을 발생시켜 흡인력을 유도하는 코일(21)과, 상기 코일(21)을 감아 고정하는 보빈(22)과, 상기 흡인력에 의해 이동가능한 가동코아(23)와, 상기 부품들(21-23)를 지지하고, 상기 코일(21)로부터의 자속에 의해 자화되면 흡인력을 발생시키는 요크(24)와, 상기 가동코아(23)에 결합되고, 상기 가동코아(23)의 이동에 따라 함께 이동하여 상기 개폐기구를 트립시키는 트립 레버(25)와, 상기 가동코아(23)의 이동 후 상기 트립레버(25)와 상기 가동코아(23)를 원위치로 복귀시키는 트립 레버 복귀 스프링(26)와, 상기 코일(21)에 전류를 공급하는 위치(온 위치)와 차단하는 위치(오프 위치)로 이동가능한 컨택트 플레이트(27)와, 상기 개폐 기구의 투입 및 트립 동작에 따라 상기 컨택트 플레이트(27)를 온(ON) 또는 오프(OFF) 위치로 위치시키는 액츄에이터(28)와, 상기 액츄에이터(28)를 원위치로 복귀시키기 위한 액츄에이터 복귀스프링(29)을 포함하여 구성된다. 부호 30은 조작 전원을 투입하는 리드선이고, 부호 31는 상기 구성품을 고정하고 회로차단기에 조립되는 베이스이다.

상기 전압 트립 부속 장치는 상기 도 7에 도시된 바와 같이, 리셋 상태로 있다가 상기 리드선(30)에 연결된 원방 스위치에 조작 전원을 투입하면 상기 컨택트 플레이트(27)를 통해 상기 코일(21)로 전류가 흐르게 된다. 이때, 상기 코일(21)로부터 자속이 발생하며, 발생된 자속은 상기 요크(24)를 자화한다.

따라서, 자화된 상기 요크(24)는 상기 가동코아(23)를 도면상 우측으로 흡인하게 되고 흡인 시 가동코아(23)에 결합된 상기 트립레버(25)가 가동코아(23)와 함께 흡인방향으로 전진하면서 상기 개폐 기구부를 트립시키게 된다.

상기 개폐 기구부 트립 시 상기 크로스바(120)가 수직 상승하게 되어 상기 액츄에이터(28)를 위로 들어올려 상기 코일(21)과 연결되어 있는 상기 컨택트 플레이트(27)를 분리시켜 상기 코일(21)에 흐르는 전류를 차단하게 된다(도 8 참조).

상기 코일(21)에 흐르는 전류가 차단되면 상기 코일(21)에 발생하는 흡인력은 소멸되어 도면상 우측으로 이동하여 있던 상기 가동코아(23)는 상기 트립레버(25)와 상기 가동코아(23)사이에 조립되어 있는 트립레버 복귀스프링(29)의 탄성복원력에 의해 리셋위치(도면상 좌측 위치)로 원복하게 된다.

또한, 수직상승한 액츄에이터(28)는 액츄에이터 복귀스프링(29)의 탄성복원력에 의해 하방으로 내려가 원위치로 복귀한다. 이 때 컨택트 플레이트(27)는 상기 액츄에이터(28)가 하방으로 원복함에 따라 휘어져 있다가 탄성복원되면서 도 7a에 도시된 바와 같은 리셋 위치로 복귀한다.

도 9는 도 6 내지 도 8에 도시된 컨넥트 플레이트(27)의 사시도이다.

상기 컨넥트 플레이트(27)는 상기 도 9에 도시된 바와 같이, 탄성복원력을 가지도록 소정의 각도로 절곡된 얇은 판상의 도전성을 가진 금속재로 구성된다.

도 10은 도 6 내지 도 8에 도시된 엑츄레이터(28)의 사시도이다.

상기 액츄에이터(28)는 상기 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 개폐기구부의 트립시 회동하는 크로스 바(120)와 접촉하면서 수직상승을 위한 동력을 전달받기 위해 사각형의 작용면을 가진 하단부(28a)와, 하단부(28a)로부터 연장되고 액츄에이터 복귀 스프링(29)의 수용을 위해 길이방향으로 오목하게 홈이 형성되는 몸체부(28b)와, 액츄에이터 복귀 스프링(29)의 일단부를 지지하기 위해 상기 몸체부(28b)의 하부로부터 대략 직각방향으로 돌출형성되는 스프링 시트(spring seat)부(28c)와, 소정의 각도로 절곡된 판상의 상기 컨택트 플레이트(27)와의 접촉력을 높히기 위해서 소정 각도로 경사형성된 선단면을 가진 선단부(28d)로 구성된다.

액츄에이터(28)는 합성수지재를 도 10에 도시된 형상으로 사출 또는 주조하여 소형으로 제작될 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 회로차단기의 전압 트립 부속 장치에 의하면, 기존의 마이크로 스위치를 이용하지 않고 소형의 사출물 및 탄성 금속재등으로 간단히 구성되는 전압 트립 부속 장치를 제공하므로서, 소형 회로차단기에도 전압 트립 부속 장치를 설치할 수 있고 종래에 비해 저렴한 가격으로 고객에게 공급할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 의한 회로차단기의 전압 트립 부속 장치의 사시도

도 2는 도 1에 도시된 전압 트립 부속 장치의 리셋상태를 나타낸 단면도

도 3은 도 1에 도시된 전압 트립 부속 장치의 트립상태를 나타낸 단면도

도 4는 도 1 내지 도 3에 도시된 마이크로 스위치(9)의 사시도

도 5는 본 발명에 의한 회로차단기의 전압 트립 부속 장치의 설치 단면도

도 6은 본 발명에 의한 전압 트립 부속 장치의 사시도

도 7은 도 6에 도시된 전압 트립 부속 장치의 리셋상태를 나타낸 단면도로서,

도 7a는 도 6에 도시된 A-A선의 절취 단면도이고,

도 7b는 도 6에 도시된 B-B선의 절취 단면도이다.

도 8은 도 6에 도시된 전압 트립 부속 장치의 트립상태를 나타낸 단면도로서,

도 8a는 도 6에 도시된 A-A선의 절취 단면도이고,

도 8b는 도 6에 도시된 C-C선의 절취 단면도이다.

도 9는 도 6 내지 도 8에 도시된 컨택트 플레이트(27)의 사시도

도 10은 도 6 내지 도 8에 도시된 액츄에이터(28)의 사시도

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

21 : 코일 22 : 보빈

23 : 가동코아 24 : 요크

25 : 트립 레버 26 : 트립 레버 복귀 스프링

27 : 컨택트 플레이트 28 : 액츄에이터

29 : 액츄에이터 복귀 스프링 30 : 리드선

31 : 베이스 100 : 전압 트립 부속 장치

102 : 케이스 104 : 백커버(back cover)

106 : 고정접점대 108 : 아크 소호부

110 : 가동접점대 112 : 부하측 단자대

114 : 과전류 검출 기구부 116 : 핸들

200 : 회로차단기

Claims (3)

1. 회로의 차단위치 또는 접속위치로 스위칭 가능한 개폐기구부를 구비하는 회로차단기에 있어서,

   전류가 흐르면 자속을 발생시켜 흡인력을 유도하는 코일(21);

   상기 코일(21)을 감아 고정하는 보빈(22);

   상기 흡인력에 의해 이동가능한 가동코아(23);

   상기 코일(21)과 보빈(22) 및 가동코아(23)를 지지하고, 상기 코일(21)로부터의 자속에 의해 자화되면 흡인력을 발생시키는 요크(24);

   상기 가동코아(23)에 결합되고, 상기 가동코아(23)의 이동에 따라 함께 이동하여 상기 개폐기구부를 트립시키는 트립 레버(25);

   상기 가동코아(23)의 이동 후 상기 트립레버(25)와 상기 가동코아(23)를 원위치로 복귀시키는 트립 레버 복귀 스프링(26);

   상기 코일(21)에 전류를 공급하는 온(ON) 위치와 차단하는 오프(OFF) 위치로 이동가능한 컨택트 플레이트(27);

   상기 개폐 기구부의 투입 또는 트립 동작에 따라 상기 컨텍트 플레이트(27)를 온 또는 오프 위치로 위치시키는 액츄에이터(28); 및

   상기 액츄에이터(28)를 원위치로 복귀시키기 위한 액츄에이터 복귀 스프링(29)을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 회로 차단기의 전압 트립 부속 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 컨택트 플레이트(27)는 탄성복원력을 가지도록 소정의 각도로 절곡된 얇은 판상의 도전성을 가진 금속재로 구성된 것을 특징으로 하는 회로차단기의 전압 트립 부속 장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 액츄에이터(28)는 상기 개폐기구부와 접촉하면서 수직상승을 위한 동력을 전달받기 위해 사각형의 작용면을 가진 하단부(28a);

   상기 하단부(28a)로부터 연장되고 상기 액츄에이터 복귀 스프링(29)의 수용을 위해 길이방향으로 오목하게 홈이 형성되는 몸체부(28b);

   상기 액츄에이터 복귀 스프링의 일단부를 지지하기 위해 상기 몸체부(28b)의 하부로부터 돌출형성되는 스프링 시트(spring seat)부(28c); 및

   소정의 각도로 절곡된 판상의 상기 컨택트 플레이트(27)와의 접촉력을 높히기 위해서 소정 각도로 경사형성된 선단면을 가진 선단부(28d)를 구비하는 것을 특징으로 하는 회로차단기의 전압 트립 부속 장치.