KR20080062942A

KR20080062942A - 기중차단기의 소호장치

Info

Publication number: KR20080062942A
Application number: KR1020060139140A
Authority: KR
Inventors: 연영명
Original assignee: 엘에스산전 주식회사
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2006-12-29
Publication date: 2008-07-03
Also published as: EP1939904A3; CN101211726A; EP1939904A2; RU2007149300A

Abstract

본 발명은, 기중차단기의 소호장치에 관한 것으로서, 양측 내면에 삽입홈이 형성된 사각틀 형태의 본체와; 상기 삽입홈에 삽입결합되어 상기 본체의 높이 방향을 따라 적층되며 판상체로 형성된 복수의 그리드와; 상기 본체의 삽입홈에 결합된 상기 그리드의 이탈을 방지할 수 있도록 상기 본체의 배면에 결합되는 배기커버와; 적층된 상기 그리드와 상기 배기커버 사이에 개재되어 열가스에 의하여 발생되는 금속용융비산물의 외부 방출을 차폐하는 차폐부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 이상 사고전류 발생시 사고 전류를 차단하는 과정에서 발생된 아크 및 열가스가 아크챔버의 배기공를 통하여 기중차단기의 외부로 방출되는 것을 억제하여 제품의 안전성을 확보할 수 있는 기중차단기의 소호장치가 제공된다.

Description

기중차단기의 소호장치{ARC-SUPPRESSION APPRATUS OF CIRCUIT BREAKER}

도 1은 종래의 기중차단기의 구조를 개략적으로 도시한 개략도,

도 2는 도 1의 소호장치의 구조를 분해하여 도시한 분해사시도,

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기중차단기의 소호장치의 구조를 도시한 사시도,

도 4는 도 3의 메쉬의 구조를 도시한 사시도

도 5는 도 4의 'A'부 확대 측단면도이다.

** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **

141 : 본체 142 : 그리드

143, 144 : 상, 하 아크런너 147 : 배기커버

200 : 차폐부 210 : 제1메시부재

220 : 제2메시부재 230 : 다공부재

본 발명은, 기중차단기의 소호장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 이상 사고전류 발생시 사고 전류를 차단하는 과정에서 발생된 아크 및 열가스가 아크챔 버의 배기공를 통하여 기중차단기의 외부로 방출되는 것을 억제하여 제품의 안전성을 확보할 수 있는 기중차단기의 소호장치에 관한 것이다.

기중차단기는 전기적으로 과부하 상태 또는 단락 사고시 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하를 보호하는 전기기기이다. 일반적으로 전기회로를 흐르는 전류는 크게 전격전류와 단락·접지 등의 고장이 났을 때 흐르는 이상전류로 나뉜다. 이상전류는 전격전류에 비해 매우 크기 때문에 차단하기 어려워서 기중차단기는 전격전류는 물론 이상전류의 차단도 할 수 있도록 설계되어 있으며, 전격전류 정도의 작은 전류만 차단할 수 있는 것을 전격스위치라 하여 기중차단기와 구별하고 있다. 전력계통은 발전기·변압기·송전선 등 여러 기기로 이루어져 있다. 이들의 일부를 정지시키고 싶을 때는 정지시키고 싶은 발전기나 송전선의 전류를 차단기로 차단하여 전력계통으로부터 분리시켜야 한다. 또 전력계통에 단락·접지 등의 고장이 발생하면 큰 이상전류가 흐르게 되는데 이것을 그대로 두면 고장난 부분의 피해가 커지고 나머지 부분도 대전류로 고장날 수 있기 때문에 고장 부분을 차단하기 위하여 기중차단기가 사용된다. 일반적으로 기중차단기는 소호 능력이 우수하고 전류를 차단하는데 걸리는 시간이 짧을수록 우수한 한류 성능을 나타낸다.

도 1은 종래의 기중차단기의 구조를 개략적으로 도시한 개략도이고, 도 2는 도 1의 소호장치의 구조를 분해하여 도시한 분해사시도이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 종래의 기중차단기(100)는 전류가 내측으로 유도되어 흐를 수 있도록 도체로 이루어진 제 1 고정자(110)와, 상기 제 1 고정자(110)를 통해서 흐르는 전류를 개폐 기구부(120)의 기구적 작동으로 상기 제 1 고정 자(110)와 선택적으로 접점을 이루는 가동자(130)와, 상기 가동자(130)와 제 1 고정자(110)의 접점간에 발생하는 아크(arc)를 소멸시켜주는 소호장치(140)와, 상기 가동자(130)의 일단이 결합되어 있는 연결 접촉자(150)와, 상기 연결 접촉자(150)에 연결되어 흐르는 전류를 외부로 유도하여 흐를 수 있도록 도체로 이루어진 제 2 고정자(160)와, 이상 전류 및 사고 전류의 발생시 이를 검출하여 상기 개폐 기구부(120)를 작동시키는 트립부(170) 및 상기 개폐 기구부(120)를 수동으로 작동시키는 핸들(180)로 구성된다.

도 2에 도시한 바와 같이, 종래의 기중차단기(100)의 소호장치(140)는, 상측과 하측이 개방되고 양측면에 삽입홈(141a)이 형성된 사각틀 형태의 본체(141)와, 차단과정에서 발생된 아크를 분할 및 냉각시켜주는 역할을 하는 복수의 그리드(142)와 아크를 유도하는 상, 하부 런너(143, 144)가 본체(141)에 형성된 삽입홈(141a)에 삽입되어 장착되며, 그리드(142) 상부에는 분할된 아크를 분산시키기 위해 다수의 구멍이 있는 절연물로 만들어진 분배판(145) 및 금속재질의 냉각판(146)이 본체 상부에 결합되고, 분배판(145)과 냉각판(146)의 이탈 방지와 발생된 아크를 기중차단기(100) 외부로 배출하는 역할을 하는 절연체의 배기공(147a)가 형성되어 본체(141)의 결합공(141b)에 고정 결합되는 배기커버(147)를 포함하여 구성되어 있다.

본체(141)는 사각틀 형태로 형성되어 그 높이 방향을 따라 양측 내면에는 소정의 깊이를 갖는 삽입홈(141a)이 형성되어 있으며, 그 일측 단부면의 상측과 하측에는 결합공(141b)이 관통 형성되어 있다.

그리드(142)는 대략 'ㄷ' 형태를 갖는 판상체로 형성되며, 복수의 그리드(142)가 본체(141)의 높이 방향을 따라 적층되도록 삽입홈(141a)에 삽입 결합되고 그 최상단과 최하단에는 각각 상, 하부 런너(143, 144)가 결합되어 있다.

적층된 복수의 그리드(142)의 배면에는 다수의 분배공(145a)이 관통 형성된 분배판(145)이 설치되고, 그 분배판(145)의 배면에는 다수의 냉각공(146a)이 관통 형성된 냉각판(146)이 설치되어 있다.

냉각판(146)의 배면에는 그리드(142)의 배면에서 분배판(145)과 냉각판(146)이 이탈됨을 방지할 수 있도록 다수의 배기공(147a)이 관통 형성된 배기커버(147)가 본체(141)의 결합공(141b)에 결합되어 있다.

이러한 구성에 의하여, 종래의 기중차단기의 소호장치는 다음과 같이 동작한다.

정격전류에서는 고정접점(미도시)과 가동접점(미도시)이 접촉된 상태를 유지하고 있다가 과전류나 단락전류와 같은 이상전류가 발생하게 되면, 상기 고정접점으로부터 상기 가동접좀이 개리되면서 전류를 차단하게 된다. 상기 고정접점과 가동접점이 개리될 때 접점 사이에서 아크가 발생하게 되고, 이때 발생된 아크는 소호장치(140)로 유도된다. 유도된 아크는 소호장치(140)의 상, 하 런너(143, 144) 및 복수의 그리드(142)에 의하여 분할 및 냉각과정을 거치게 되고, 소호되지 않은 아크 및 열가스는 분할판(145)의 분할공(145a)을 통하여 분할되고 분할된 아크 및 열가스는 다시 냉각판(146)의 냉각공(146a)을 거치면서 대기와 접촉하여 냉각되며, 최종적으로 배기커버(147)의 배기공(147a)을 통하여 외부로 방출되면서 아크 소호 가 이루어지게 된다.

그런데, 이러한 종래의 기중차단기의 소호장치에 있어서는, 부하측의 단락사고 등으로 인하여 기구적으로 트립되어 접점이 오프될 때 순간적으로 발생된 아크가 아크소호장치를 통하여 소호되는 과정에서, 아크소호장치에 설치된 분배판(145) 및 냉각판(146)에 형성된 다수의 분배공(145a)과 냉각공(146a)의 개구율이 너무 크기 때문에 차단과정에서 발생된 고온, 고압의 아크 및 열가스의 방출과 아크열에 의해 복수의 그리드(142)가 용융되면서 발생된 금속비산물 등이 여과없이 직접적으로 배기공(147a)을 통하여 기중차단기의 외부로 방출되기 때문에 제품의 신뢰성 및 안전성이 저하된다고 하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 이상 사고전류 발생시 사고 전류를 차단하는 과정에서 발생된 아크 및 열가스가 아크챔버의 배기공를 통하여 기중차단기의 외부로 방출되는 것을 억제하여 제품의 안전성을 확보할 수 있는 기중차단기의 소호장치를 제공하는 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 양측 내면에 삽입홈이 형성된 사각틀 형태의 본체와; 상기 삽입홈에 삽입결합되어 상기 본체의 높이 방향을 따라 적층되며 판상체로 형성된 복수의 그리드와; 상기 본체의 삽입홈에 결합된 상기 그리드의 이탈을 방지할 수 있도록 상기 본체의 배면에 결합되는 배기커버와; 적층된 상기 그리드와 상기 배기커버 사이에 개재되어 열가스에 의하여 발생되는 금속용융비산물의 외 부 방출을 차폐하는 차폐부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기중차단기의 소호장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 차폐부는 다공성 메시 구조를 갖는 판상으로 형성된 제1메시부재와, 상기 제1메시부재와 중첩되게 설치되며 상기 제1메시부재와 동일한 다공성 메시 구조를 갖는 판상의 제2메시부재로 구성되는 것이 바람직하다.

이는, 금속용융비산물의 외부 방출을 더욱 효과적으로 차폐하기 위함이다.

상기 차폐부는 상기 제1메시부재와 상기 제2메시부재 사이에는 상기 제1메시부재의 변형을 방지함과 동시에 상기 열가스를 냉각 및 배기할 수 있도록 그 판면에 복수의 관통공이 형성된 판상의 다공부재를 더 포함하여 구성되는 것이 효과적이다.

아울러, 상기 제1메시부재와 상기 제2메시부재는 복수의 와이어가 상호 직각을 이루며 교번하여 다공성 메시구조를 형성하는 직물로 형성되어 있다.

또한, 상기 제1메시부재, 상기 제2메시부재 및 상기 다공부재는 금속재질로 형성되는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기중차단기의 소호장치의 구조를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 메쉬의 구조를 도시한 사시도이며, 도 5는 도 4의 'A'부 확대 측단면도이다.

다만, 종래의 구성과 동일한 부분에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하고, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

이들 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 기중차단기의 소호장치는, 양측 내면에 삽입홈(141a)이 형성된 사각틀 형태의 본체(141)와, 삽입홈(141a)에 삽입 결합되어 본체(141)의 높이 방향을 따라 적층되며 판상체로 형성된 복수의 그리드(142)와, 본체(141)의 삽입홈(141a)에 결합된 그리드(142)의 이탈을 방지할 수 있도록 본체(141)의 배면에 결합되는 배기커버(147)와, 적층된 그리드(142)와 배기커버(147) 사이에 개재되어 열가스에 의하여 발생되는 금속용융비산물의 외부 방출을 차폐하는 차폐부(200)를 포함하여 구성되어 있다.

차폐부(200)는 다공성 메시 구조를 갖는 판상으로 형성된 제1메시부재(210)와, 제1메시부재(210)와 중첩되게 설치되며 제1메시부재(210)와 동일한 다공성 메시 구조를 갖는 판상의 제2메시부재(220)로 구성되어 있다.

제1메시부재(210)와 제2메시부재(220)는 복수의 금속 와이어가 상호 직각을 이루며 교번하여 다공성 메시를 형성하는 직물로 형성되는데, 상기 금속 와이어를 직물할 때는 종횡각선이 서로 2본식 순차로 상하 교차시켜 제작된다.

제1메시부재(210)와 제2메시부재(220)의 사이에는 제1메시부재(210)의 변형을 방지함과 동시에 상기 열가스를 냉각 및 배기할 수 있도록 그 판면에 복수의 관통공(231)이 형성된 판상의 다공부재(230)가 구비되어 있다.

다공부재(230)는 금속으로 형성되며 제1메시부재(210)를 통과한 아크와 열가스가 그 판면에 형성된 관통공(231)을 통과하면서 냉각되도록 하며 냉각된 아크와 열가스를 제2메시부재(220) 측으로 배기하는 역할을 한다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 기중차단기의 소호장치 는, 전류차단시 발생된 아크는 소호부(140)로 유도되며 유도된 아크는 소호부(140)의 상, 하 런너(143, 144) 및 복수개의 그리드(142)에 의해 분할 및 냉각과정을 거치게 되고, 소호되지 않은 아크 및 열가스는 그리드(142)의 배면에 설치된 제1메시부재(210)에 형성된 다수의 기공을 통과하면서 분할 및 냉각작용을 하게 된다. 아크 및 열가스의 여과특성은 금속 와이어 직물시 형성되는 기공의 크기와 상기 금속 와이어의 직경에 따라 조절이 가능하다. 아크열에 의해 용융된 그리드(142)의 금속 용융물과 같은 비산물은 제1메시부재(210)에 형성된 기공을 통하여 여과되며, 순차적으로 제1메시부재(210)의 배면에 설치된 다공부재(230)에 형성된 다수의 관통공(231)을 거치면서 과도한 아크 압력에 의한 제1메시부재(210)의 변형을 방지함과 동시에 냉각효과 및 다공부재(230)에 형성된 관통공(231)에 의하여 배기 압력의 완충효과로 압력이 감소된다. 또한, 다공부재(230)의 배면에 설치된 제2메시부재(220)를 최종적으로 거치면서 아크 및 금속용융비산물의 외부 방출이 최대한 억제되는 효과가 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 양측 내면에 삽입홈이 형성된 사각틀 형태의 본체와; 상기 삽입홈에 삽입결합되어 상기 본체의 높이 방향을 따라 적층되며 판상체로 형성된 복수의 그리드와; 상기 본체의 삽입홈에 결합된 상기 그리드의 이탈을 방지할 수 있도록 상기 본체의 배면에 결합되는 배기커버와; 적층된 상기 그리드와 상기 배기커버 사이에 개재되어 열가스에 의하여 발생되는 금속용융비산물의 외부 방출을 차폐하는 차폐부를 구비하도록 함으로써, 이상 사고전류 발 생시 사고 전류를 차단하는 과정에서 발생된 아크 및 열가스가 아크챔버의 배기공를 통하여 기중차단기의 외부로 방출되는 것을 억제하여 제품의 안전성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

Claims

양측 내면에 삽입홈이 형성된 사각틀 형태의 본체와;

상기 삽입홈에 삽입결합되어 상기 본체의 높이 방향을 따라 적층되며 판상체로 형성된 복수의 그리드와;

상기 본체의 삽입홈에 결합된 상기 그리드의 이탈을 방지할 수 있도록 상기 본체의 배면에 결합되는 배기커버와;

적층된 상기 그리드와 상기 배기커버 사이에 개재되어 열가스에 의하여 발생되는 금속용융비산물의 외부 방출을 차폐하는 차폐부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기중차단기의 소호장치.
제1항에 있어서,

상기 차폐부는, 다공성 메시 구조를 갖는 판상으로 형성된 제1메시부재와, 상기 제1메시부재와 중첩되게 설치되며 상기 제1메시부재와 동일한 다공성 메시 구조를 갖는 판상의 제2메시부재로 구성되는 것을 특징으로 하는 기중차단기의 소호장치.
제2항에 있어서,

상기 차폐부는, 상기 제1메시부재와 상기 제2메시부재 사이에는 상기 제1메시부재의 변형을 방지함과 동시에 상기 열가스를 냉각 및 배기할 수 있도록 그 판 면에 복수의 관통공이 형성된 판상의 다공부재를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기중차단기의 소호장치.
제2항에 있어서,

상기 제1메시부재와 상기 제2메시부재는 복수의 와이어가 상호 직각을 이루며 교번하여 다공성 메시구조를 형성하는 직물인 것을 특징으로 하는 기중차단기의 소호장치.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1메시부재, 상기 제2메시부재 및 상기 다공부재는 금속재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 기중차단기의 소호장치.