KR20090115185A - 전선 및/또는 소모장치들을 보호하기 위한 전기기계 스위칭 장치 그리고 전기기계 스위칭 장치에서의 열전대의 사용 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전선들 및/또는 소모장치들을 보호하기 위한 전기기계 스위칭 장치(10)에 관한 것으로, 상기 장치는 적어도 하나의 열 트리거링 소자(102) 그리고 적어도 하나의 스위칭 장치-내부 열원(101, 104, 108, 109)을 포함한다. 상기 적어도 하나의 열 트리거링 소자(102)를 위해, 상기 전기기계 스위칭 장치(10)는 상기 스위칭 장치-내부 열원들(101, 104, 108, 109) 중에서 적어도 하나의 열전대(106, 107, 110)를 포함한다. 본 발명은 또한 열전대의 사용에 관한 것이다.

Description

전선 및/또는 소모장치들을 보호하기 위한 전기기계 스위칭 장치 그리고 전기기계 스위칭 장치에서의 열전대의 사용{ELECTROMECHANICAL SWITCHING DEVICE FOR PROTECTING ELECTRICAL WIRES AND／OR CONSUMERS AND USE OF A THERMAL COUPLING IN AN ELECTROMECHANICAL SWITCHING DEVICE}
본 발명은 전선 및/또는 소모장치들을 보호하기 위한 전기기계 스위칭 장치 그리고 전기기계 스위칭 장치에서의 열전대의 사용에 관한 것이다.
전선들 및/또는 소모장치들을 보호하기 위하여 전기기계 스위칭 장치들이 사용된다. 과부하 형태의 결함이 발생하면, 전선들 내에 흐르는 전류에 의해 와이어들 및 소모장치들이 상당히 가열된다. 화재들 뿐만 아니라 화재들로 인해 일어나는 소모장치들 및 와이어들에 대한 손해를 방지하기 위하여, 많은 애플리케이션들에서는, 과부하로부터 보호를 제공하는 전기기계 스위칭 장치들을 사용할 필요가 있다. 이를 위해, 열 트리거링 소자가 종종 사용되는데, 상기 트리거링 소자는 과부하로부터 보호를 생성하는 검증된 가능성을 제공한다.
적어도 하나의 열 트리거링 소자를 포함하는 전기기계 스위칭 장치들에는, 트리거링을 야기하는 원인 제한 전류를 기술하는 트리거 특성 곡선이 존재한다.
주위 온도는 상기 열 트리거링 소자의 기능성으로 인한 상기 트리거 특성 곡 선에 막대한 영향력을 갖는다. 따라서, 보상 스트립이 상기 주위 온도에 능동적으로 반응한다. 상기 보상 스트립은, 주변물들의 온도를 가정하고 온도 보상을 통해 상기 트리거 동작에 영향을 끼치도록 의도된다. 상기 제한 전류가 상이한 주위 온도들의 경우에서 안정적으로 유지되는 것이 목적이다.
상기 제한 전류는 상기 스위칭 장치의 수명 동안에 가능한 한 일정하고 안정적으로 유지된다. 상이한 연결 타입들 또는 콘택의 손상과 같은 외란 변수들은 상기 스위칭 장치 내의 열 조건들을 변화시킨다. 그러므로, 상기 외란 변수들 또는 상기 손상은 제한 전류 안정성에도 영향을 끼친다.
상기 열 트리거링 소자의 제한 전류 안정성을 외란시키는 영향들은 이전에, 전기기계 스위칭 장치들의 개발 동안에, 콘택들 및 연결부들이 가능하다면 상기 열 트리거링 소자들로부터 제거됨으로써 최소화되었다. 따라서, 상기 전기기계 스위칭 장치들이 각자의 물리적 사이즈에 있어서 더 작게 구성된다면, 필요한 거리를 생성하는 것은 더 어려워진다.
본 발명의 목적은 전선들 또는 소모장치들을 보호하기 위한 더 작은 전기기계 스위칭 장치의 개발을 가능하게 하는 것으로, 상기 전기기계 스위칭 장치는 여전히 적당한 제한 전류 안정성을 나타낸다.
상기 목적은 청구항 제1항에 특정된 방식으로 적어도 하나의 열 트리거링 소자 및 적어도 하나의 스위칭 장치-내부 열원을 포함하는 전기기계 스위칭 장치에 의해 달성될 수 있다, 즉 상기 전기기계 스위칭 장치가 상기 적어도 하나의 열 트리거링 소자를 위하여 상기 스위칭 장치-내부 열원들 중 적어도 하나의 열전대를 포함한다면 달성될 수 있다. 외란 변수의 열 이미지는 상기 열 트리거링 소자에 능동적으로 전달되고, 상기 열 이미지는 상기 열 트리거링 소자의 트리거링 소자 동작에 영향을 끼치기 위하여 외란 변수들에 반응할 수 있다.
이는 제한 전류 동작의 안정화에 기여한다. 또한, 예컨대 접촉 구역의 추가적 냉각의 가능성을 제공하는데, 그 이유는 열이 열전대를 통해 열원 밖으로 운반되기 때문이다. 따라서, 전력 밀도가 증가될 수 있다.
본 발명의 목적은 또한, 전선들 또는 소모장치들을 보호하고, 상기 전기기계 스위칭 장치 내의 외란 변수들을 방지하기 위해, 상기 전기기계 스위칭 장치 내에서 열전대를 이용함으로써 달성될 수 있다.
종속항들은 본 발명의 상이한 유용한 실시예 가능성들을 기술한다.
상기 외란 변수들의 열전대가 열 트리거링 소자의 보상 스트립 사이에 부착되는 것이 특히 유용하다. 이는, 전기기계 스위칭 장치의 특히 콤팩트한 설계를 허용하는데, 그 이유는 동일한 위상 또는 어쩌면 동일한 위상들을 위해 어떠한 추가의 보상 스트립들도 요구되지 않기 때문이다. 보상 스트립이 전기기계 스위칭 장치의 주위의 온도를 가정하고 한 개 또는 여러 개의 외란 변수들에 의해 유발되는, 열 트리거링 소자들 중 적어도 하나에 의한 트리거링 소자 동작에 영향을 끼치도록 구현된다면, 동일한 보상 스트립이 주위 온도 및 외란 변수 또는 외란 변수들의 효과를 동시에 또한 즉시 보상할 수 있다.
상기 전기기계 스위칭 장치가 3-위상 전류 애플리케이션들을 위한 다상 스위칭 장치이고, 상기 열전대가 세 개의 위상들 중에서 적어도 두 개의 위상들의 스위칭 장치-내부 열원들을 연결시킨다면, 단 한 개의 열 보상 스트립으로 스위칭 장치가 구성될 수 있다. 예컨대 외란 변수들 접촉을 위해 보상 스트립을 사용할 때, 모든 세 개의 위상들이 열적으로 연결될 수 있다. 따라서, 외란 변수들의 열 보상은 상기 세 개의 위상들 사이에서 일어나고, 이는 단순화된 구조를 허용할 수 있다. 그런 다음에, 이러한 보상 스트립은, 주위 온도 뿐만 아니라 모든 세 개의 위상들에서 콘택들의 외란 변수 저항의 증가 둘다를 보상하기 위해 사용된다.
상기 열전대는 적어도 하나의 열-전도성 중합체, 공중합체, 세라믹들 및/또는 전기 절연 유효 열-전도성 물질로 바람직하게 구성될 수 있다.
본 발명은 도면을 참조하여 하기에서 더욱 상세하게 기술된다.
도 1은 전기기계 스위칭 장치의 도면이다.
전기기계 스위칭 장치(10)의 한 개의 위상이 두 개의 전선들(11), 예컨대 케이블들에 연결된다. 두 개 또는 세 개의 위상들이 3개의 위상 전류 애플리케이션들을 위해 필수적으로 필요하다. 이를 위해, 상기 스위칭 장치(10)는 두 개 또는 그 이상의 연결부들(104)을 갖고, 상기 연결부들(104)은 도면에서 나사 단자들로서 구현된다.
상기 연결부들(104)은 각각의 예시에서 고정 스위칭 소자들(108)에 연결된다. 이동 가능 스위칭 소자들(109) 중 한 개 또는 여러 개를 이동시킴으로써, 위 상이 스위칭된다. 상기 이동 가능 스위칭 소자(109)가 이동되면, 상기 이동 가능 스위칭 소자(109)의 콘택들(101)은 상기 고정 스위칭 소자들(104, 108)의 콘택들(101)을 향하여 또는 상기 고정 스위칭 소자들(104, 108)의 콘택들(101)로부터 멀어지도록 이동된다.
상기 이동 가능 스위칭 소자(109)의 콘택들(101)이 상기 고정 스위칭 소자(108)의 콘택들(101)을 터치하면, 상기 연결부들(104)은 양쪽 모두에서 연결되고, 상기 전기기계 스위칭 장치(10)는 위상이 연결된다.
상기 이동 가능 스위칭 소자(109)의 상기 콘택들(101)이 상기 고정 스위칭 소자들(108)의 상기 콘택들(101)로부터 제거된다면, 상기 전기기계 스위칭 장치(10)는 위상이 분리된다.
외란 변수는 추가의 열원을 갖는다. 한 개 또는 여러 개의 외란 변수들로부터 발생하는 열원에 대하여 하기에서는 열원이란 용어가 사용된다.
가능한 추가의 열원으로서, 상기 연결부(104) 내의 케이블(11)이 과도하게 작은 록킹 토크에 의해 고정될 수 있다. 또한, 상기 케이블(11)의 단부상에 먼지, 기름 또는 부식이 존재할 수도 있음으로써, 상기 케이블(11) 및 상기 고정 스위칭 소자(108) 사이에서 유효한 전도성 접촉을 방해한다. 이는, 새로운 조건에서 및 적절하게 만들어진 연결들의 경우에서 발생하는 경우보다 더 커다란 전력 손실을 연결 영역에서 일으킬 수 있다.
콘택들(101)은 또한 콘택 마모 또는 오염의 결과로서 각자의 기능성을 또한 열 손실이 존재하도록, 즉 새로운 상태에서 보다 접촉 영역에서 전력 손실의 커다 란 상승이 존재하도록 변경할 수도 있다. 상기 연결부들(104)은 따라서 장치-내부 열원들로서 기능할 수 있다.
이동 가능 스위칭 소자(109), 고정 스위칭 소자(108) 또는 연결부(104)의 온도는 한 개 또는 여러 개의 열전대들(106, 107, 110)을 이용하여 열 전달을 통해 보상 스트립(105)에 운반될 수 있다. 상기 외란 변수들의 열 이미지를 콘택 또는 연결부에 매핑시키는 보상 스트립(105)은 예컨대 열 트리거링 소자(102)의 트리거 동작에 영향을 끼치기 위하여 외란 변수에 대하여 능동적으로 반응할 수 있다. 이를 위해, 상기 열 트리거링 소자(102)에서는, 열전대가 소위 바이메탈 형태의 보상 스트립으로서 구현될 수 있다. 보상 스트립들은 그런 다음에 각각의 간섭원에 반응해야 한다.
본 발명의 특징들은 외란 변수들을 보상 스트립들(10)에 열적으로 커플링한 결과로서 상기 외란 변수들에 대하여 능동적 영향력을 가질 수 있다.
전기기계 스위칭 장치(10)는 회로 차단기, 제한기 또는 콤팩트한 브랜치일 수 있다. 그러나, 상기 전기기계 스위칭 장치(10)가 회로 차단기 또는 제한기 또는 콤팩트한 브랜치만을 포함하는 장치인 것도 가능하다.
추가의 소모장치 이점은, 스위칭 장치(10)의 트리거 지점 및/또는 제한 전류가 예컨대 콘택(101) 또는 연결부들(104)의 전송 저항에 대한 단락 또는 다른 영향들에 따라서 재조절될 필요가 없다는 것이다. 상기 트리거 지점의 재조절이 또한 방지될 수 있다.

Claims (9)

  1. 전선들 및/또는 소모장치들을 보호하기 위한 전기기계 스위칭 장치(10)로서,
    ⅰ) 적어도 하나의 열 트리거링 소자(102); 및
    ⅱ) 적어도 하나의 스위칭 장치-내부 열원(101, 104, 108, 109)
    을 포함하고,
    상기 적어도 하나의 열 트리거링 소자(102)를 위한 상기 전기기계 스위칭 장치(10)는 상기 스위칭 장치-내부 열원들(101, 104, 108, 109) 중에서 적어도 하나의 열전대(thermal coupling)(106, 107, 110)를 갖는,
    전선들 및/또는 소모장치들을 보호하기 위한 전기기계 스위칭 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열전대(106, 107, 110)는 상기 열 트리거링 소자(102)의 보상 스트립(105) 사이에 부착되는,
    전선들 및/또는 소모장치들을 보호하기 위한 전기기계 스위칭 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 보상 스트립(105)은 상기 전기기계 스위칭 장치(10)의 주변물들의 온도를 가정하고 상기 열 트리거링 소자들(102) 중에서 적어도 하나의 트리거 동작에 영향을 끼치도록 구현되는,
    전선들 및/또는 소모장치들을 보호하기 위한 전기기계 스위칭 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전대(106, 107, 110)는 상기 스위칭 장치-내부 열원들(106, 107, 110) 중에서 적어도 두 개를 열적으로 연결하는,
    전선들 및/또는 소모장치들을 보호하기 위한 전기기계 스위칭 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기기계 스위칭 장치(10)는 3 위상 전류 애플리케이션들을 위한 다상 스위칭 장치이고, 상기 열전대(106, 107, 110)는 상기 위상들 중 적어도 두 개의 위상들로부터 상기 스위칭 장치-내부 열원들(101, 104, 108, 109)을 열적으로 커플링하는,
    전선들 및/또는 소모장치들을 보호하기 위한 전기기계 스위칭 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 열전대(106, 107, 110)는 적어도 하나의 열-전도성 중합체(polymer), 공중합체(copolymer), 세라믹 금속 및/또는 전기 절연 유효 열-전도성 물질로 구성되는,
    전선들 및/또는 소모장치들을 보호하기 위한 전기기계 스위칭 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 스위칭 장치-내부 열원(101, 104, 108, 109)은 적어도 하나의 전기 전도체(11), 적어도 하나의 고정 스위칭 피스(108), 적어도 하나의 이동 가능 스위칭 피스(109) 및/또는 적어도 하나의 콘택(101)을 위한 적어도 하나의 연결부(104)를 포함하는,
    전선들 및/또는 소모장치들을 보호하기 위한 전기기계 스위칭 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기기계 스위칭 장치(10)는 회로 차단기, 제한기 또는 콤팩트한 브랜치이거나 또는 회로 차단기, 제한기 또는 콤팩트한 브랜치를 포함하는,
    전선들 및/또는 소모장치들을 보호하기 위한 전기기계 스위칭 장치.
  9. 전선들 또는 소모장치들을 보호하고, 전기기계 스위칭 장치(10)에서 외란 변수들을 방지하기 위한 상기 전기기계 스위칭 장치(10)에서의 열전대(106, 107, 110)의 사용으로서,
    열 트리거링 소자(102)에, 특히 상기 전기기계 스위칭 장치(10)의 주변물들의 온도를 가정하고 상기 열 트리거링 소자(102)의 트리거링 소자 동작에 영향을 끼치도록 구현되는 보상 스트립(105)에, 적어도 하나의 스위칭 장치-내부 열원(101, 104, 108, 109)의 열전대(106, 107, 110)가 배열되는,
    전기기계 스위칭 장치에서의 열전대의 사용.
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