KR20100000180U - 기중차단기의 단자구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 기중 차단기용 단자에 있어서 온도 상승 차이에 따라 상부와 하부의 단자를 서로 일치하지 않게 비대칭적으로 구성한 것이다.

기중 차단기, 단자, 비대칭, 온도 상승 차이

Description

기중차단기의 단자구조{TERMINAL STRUCTURE FOR AIR CIRCUIT BREAKER}

본 고안은 기중차단기의 단자구조에 관한 것으로, 특히 온도 상승에 차이가 있는 상부 및 하부 단자에 대해 클러스터(CLUSTER)를 비대칭적으로 달리 구성한 기중차단기의 단자구조에 관한 것이다.

기중 차단기는 진공 차단기에 대비하여 비교적 저압 차단기로서 주로 공장 또는 빌딩 등의 전원 인입측에 설치되어 전원 공급 회로의 개폐 기능을 수행하는 산업용 차단기이며, 인출형과 고정형의 2가지 형의 것이 있다. 본 고안은 인출형(Drawout type) 차단기(Air Circuit Breaker)에 관한 것이다.

인출형 기중 차단기는 차단기 본체와 크래들(CRADLE)로 구성되어 있으며, 고정형 기중 차단기는 차단기 본체만 구성되어 배전반 내에 설치된다. 여기서, 차단기 본체는 기중 차단기의 주요 부분으로서 가동 접촉자 및 고정 접촉자, 가동 접촉자를 개폐 구동하는 개폐기구, 여러 상(phase)의 개폐기구를 동시 구동하기 위한 개폐 축, 회로 상의 이상 전류를 감지하는 제어부 및 이상 발생시 제어부의 제어신호에 의해 개폐기구를 회로 개방 위치로 동작하도록 트리거(trigger)하는 조작자(actuator) 등을 포함하여 구성되며, 크래들은 차단기 본체를 지지함과 아울러 외부의 전원 및 부하 측 회로와 차단기 본체를 전기적으로 접속하기 위한 단자를 갖는 부분이다.

인출형 기중 차단기에 있어서, 차단기 본체가 크래들 내로 인입(즉, 서로 전기적으로 접속되는 위치로 이동)되면, 차단기 본체의 전기적 단자 부와 크래들의 전기적 단자 부가 클러스터(CLUSTER)라는 기구 부에 의해 전기적으로 접속되어, 회로가 폐 회로가 구성됨으로써 기중 차단기를 통한 회로 상 통전이 가능한 상태가 된다.

기중 차단기의 차단기 본체가 개방 위치 즉, 가동 접촉자와 고정 접촉자가 분리된 위치에서 상기 회로는 개 회로가 되어 회로 상의 전기적 통전이 차단된다. 위의 차단기 본체의 전기적 단자 부와 크래들의 전기적 단자 부가 서로 접촉하고 접촉된 상태에서 접촉압력을 유지하기 위해서, 클러스터는 판 스프링 또는 인장 스프링 또는 압축 스프링과, 다수의 동편(銅片)의 접촉자로 구성된 손가락 형상을 가진 핑거 어셈블리(finger assembly)가 다수 개 접속되어 구성된다.

상기 클러스터는 선택적으로 차단기 본체에 설치될 수도 있고 크래들에 설치될 수 도 있다. 상기 클러스터를 구성하는 핑거 어셈블리의 수량은 차단기의 통전 용량과 온도상승 정도에 따라 결정된다. 다시 말해서,하나의 클러스터를 구성하는 핑거 어셈블리의 수량은 먼저 해당 핑거 어셈블리를 통해 통전하는 전류용량(단위: Ampere)를 우선기준으로 결정(전류용량이 크면 핑거 어셈블리의 수량을 증가시켜 구성하고 전류용량이 작으면 핑거 어셈블리의 수량을 감소하여 구성)하고, 다음으로 온도 상승 정도를 고려하여 결정한다.

그러나 종래기술에 따른 기중차단기의 단자구조에서는 상부 클러스터(회로의 전원 측 접속 단자용)와 하부 클러스터(회로의 부하 측 접속 단자용)을 동일한 핑거 어셈블리로 구성하였다. 이것은 도 5를 참조할 수 있는 바와 같이 발열이 많은 아크 소호부(1b)에 하부 클러스터(20b)에 상대적으로 가까운 상부 클러스터의 온도상승 정도가 하부 클러스터보다 많은 데 비해서, 이러한 온도 상승 정도를 고려하지 않은 종래기술의 상부 및 하부 클러스터의 동일(대칭) 구조는 필요 이상의 과설계로 기중차단기의 가격을 상승시키는 요인이 되는 문제점이 있었다.

따라서 본 고안은 상기 종래기술의 문제점을 감안한 것으로, 본 고안의 목적은 상부 및 하부 클러스터의 온도 상승 정도를 고려하여 온도 상승이 많은 측의 클러스터를 다른 측 클러스터보다 용량이 크도록 비대칭으로 구성함으로써, 기중차단기의 원가상승 요인을 배제한 기중차단기의 단자구조를 제공하는 것이다.

상기 본 고안의 목적은, 기중차단기의 단자 구조에 있어서,

기중차단기의 크래들 또는 차단기 본체에 설치되고, 서로 비대칭적인 상부 클러스터(cluster)와 하부 클러스터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 본 고안에 따른 기중차단기의 단자 구조를 제공함으로써 달성될 수 있다.

본 고안에 따른 기중차단기의 단자 구조를 제공함으로써, 온도 상승이 많은 상부 클러스터를 하부 클러스터보다 용량이 크게 구성하고 상대적으로 온도 상승이 적은 하부 클러스터는 용량을 적게 구성함으로써, 과잉설계에 따른 기중차단기의 제작원가 상승을 억제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 고안에 따른 기중차단기의 단자 구조에 있어서, 상기 핑거 어셈블리는 각각, 통전자로서 기능을 수행하는 다수의 핑거와, 상기 다수의 핑거를 지지하는 지지판과, 상기 핑거를 탄성 지지하는 판 스프링을 포함하여 구성함으로써, 효과적으로 통전경로를 제공하고 스프링에 의한 접촉력 강화로 차단기 본체와 크래들 사이 의 단자 접속이 접촉불량 발생이 방지되게 확실하게 이루어질 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 고안에 따른 기중차단기의 단자 구조는, 외부 전원 또는 외부 부하 측에 접속되는 하나의 외부연결 도체 및 상기 상부 클러스터 또는 하부 클러스터와 상기 외부연결 도체의 사이에 접속되는 중간연결 도체를 추가로 포함하여 구성되므로, 차단기 본체 측 단자와 크래들 측 단자 간의 전기적 접속 뿐 아니라 외부 전원 또는 외부 부하 측 전로와도 효과적으로 접속될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

상기 본 고안의 목적과 이를 달성하는 본 고안의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도면을 참조한 본 고안의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.

먼저, 도 1과 도 2를 참조하여 인출형 기중차단기의 본체와 크래들에 있어서 단자부의 설치구조에 대해 간단히 설명한다.

도 1은 본 고안에 따른 기중차단기의 본체를 후방으로부터 본 사시 도이고, 도 2는 본 고안에 따른 기중차단기의 크래들을 전방으로부터 본 사시 도이다.

도 1에 도시된 바와 같이 인출형 기중차단기에 있어서 차단기 본체(1)의 도면상 좌측 부분이 전면부이고 우측부분이 후면부인 바, 후면부에 도 2의 크래들 측 단자(20)에 전기적 및 기계적으로 접속하기 위한 상(phase) 별 본체 측 단자(1a)가 마련된다. 본체 측 단자(1a)는 전원 측 3 상용의 3개의 전기적 도체로 형성된 단자와 부하 측 3 상용의 3개의 전기적 도체로 형성된 단자가 상하에 각각 설치된다. 도 1에 도시된 바와 같은 차단기 본체(1)는 미도시의 인입출 장치에 의해서 도 2에 도시된 바와 같은 크래들(2)의 내부로 인입되거나 크래들(2)의 내부로부터 인출될 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이 크래들(2)은 차단기 본체(1)를 지지하며, 또한 크래들(2)은 상기 차단기 본체(1)의 본체 측 단자(1a)에 대응하게 마련되고 본체 측 단자(1a)에 전기적 및 기계적으로 접속될 수 있는 전기적 도체로 구성되는 크래들 측 단자(20)를 가진다.

도 1에 도시된 본체 측 단자(1a)는 전기적 도체로 형성된 부스바(busbar) 형태의 단자로 구성되고, 크래들 측 단자(20)는 다수의 핑거(finger) 어셈블리로 형성되는 소위 클러스터(cluster) 형태의 단자로 구성되는 것으로 도시되었으나, 본체 측 단자(1a)를 클러스터 형태의 단자로 구성하고 크래들 측 단자(20)를 부스바 형태의 단자로 구성하는 변형 실시 예도 구성할 수 있다.

한편 도 5와 도 6을 참조하여 본 고안에 따른 기중차단기 단자 구조의 특징적 구성을 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 고안에 따른 기중차단기 단자 구조가 설치된 기중차단기의 종 단면도이고, 도 6은 본 고안에 따른 기중차단기의 단자 구조에 따른 상부 클러스터와 하부 클러스터의 비대칭 구성을 보여주는 사시 도이다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 기중차단기의 단자 구조는, 기중차단기의 크래들(2) 또는 차단기 본체(1)에 설치되고, 서로 비대칭적인 상부 클러스터(20a)와 하부 클러스터(20b)를 포함하여 구성된다. 여기서, 도 5에 도 시된 실시 예에서, 상부 클러스터(20a)와 하부 클러스터(20b)는 크래들(2) 측에 설치되었으나, 도 1과 도 2를 참조하여 기 설명한 바와 같이 상부 클러스터(20a)와 하부 클러스터(20b)가 차단기 본체(1) 측에 설치될 수 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 상부 클러스터(20a)를 구성하는 핑거 어셈블리(20a-1 내지 20a-4)의 개수가 4개로서, 하부 클러스터(20b)를 구성하는 핑거 어셈블리(20b-1 내지 20b-3)의 개수 즉 3개보다 많다. 본 고안에 따라서, 도 5를 참조할 수 있는 바와 같이 발열이 많은 아크 소호부(1b)에 상대적으로 가까운 상부 클러스터(20a)의 온도상승 정도가 하부 클러스터(20b)보다 많게 구성한 것이다.

도 5에 있어서 미 설명 부호 1a는 본체 측 단자이고, 1b는 아크 소호 기구이다.

상기 상부 및 하부 클러스터(20a) 및 (20b)를 구성하는 핑거 어셈블리의 수량은 차단기의 통전 용량과 온도상승 정도에 따라 결정되며, 따라서 통전 용량과 온도 상승 정도에 따라서 도시한 실시 예와 다른 개수로 구성하는 변형 실시 예가 가능함은 예측 가능하다.

한편, 본 고안에 따른 기중차단기 단자 구조의 더욱 상세한 구성을 도 3 및 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 고안에 따른 기중차단기 단자 구조의 구성을 보여주는 기중차단기 단자 구조의 조립 상태 사시 도이고, 도 4는 본 고안에 따른 기중차단기 단자 구조의 구성을 보여주는 기중차단기 단자 구조의 분해 사시 도이다.

도 3 및 도 4에 있어서, 크래들 측 단자(20)를 구성하는 핑거 어셈블리는

다수의 핑거(23)와, 지지판(21) 및 판 스프링(22)을 포함하여 구성된다.

다수의 핑거(23)는 전기적 도체로 구성되며 전류를 통전하기 위한 통전로 즉, 통전자로서 기능을 수행한다.

지지판(21)은 하나의 핑거 어셈블리를 구성하는 다수의 핑거(23)를 한데 모으고 지지하기 위한 수단이다.

판 스프링(22)은 다수의 핑거(23)를 탄성 지지하기 위한 수단으로서, 특히 크래들 측 단자(20)과 차단기 본체 측 단자의 접속시 핑거(23)가 벌어지면서 서로 접촉하는 바, 이러한 서로 간의 접촉력을 시간 경과에 대해서도 유지하기 위해 마련된다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 기중차단기의 단자구조를 구성하는 크래들 측 단자(20)는 추가적으로 하나의 외부연결 도체(25) 및 중간연결 도체(24)를 포함하여 구성된다.

여기서, 외부연결 도체(25)는 외부 전원 또는 외부 부하 측에 접속되는 부스 바 형태의 전기적 도체로 구성된다.

중간연결 도체(24)는 상기 핑거 어셈블리로 구성되는 상부 클러스터(도 6의 부호 20a 참조) 또는 하부 클러스터(도 6의 부호 20b 참조)와 외부연결 도체(25)의 사이에 접속되어 전기적 통전 연결로를 제공한다.

상술한 바와 같이 구성되는 본 고안에 따른 기중차단기의 단자구조는 온도 상승이 높은 상부 클러스터를 구성하는 핑거 어셈블리의 수량을 하부 클러스터보다 많게 비대칭으로 구성함으로써 과잉설계에 따른 기중차단기의 제작원가 상승을 억 제할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 고안에 따른 기중차단기의 단자 구조에 있어서, 상기 핑거 어셈블리는 각각, 통전자로서 기능을 수행하는 다수의 핑거와, 상기 다수의 핑거를 지지하는 지지판과, 상기 핑거를 탄성 지지하는 판 스프링을 포함하여 구성함으로써, 효과적으로 통전경로를 제공하고 스프링에 의한 접촉력 강화로 차단기 본체와 크래들 사이의 단자 접속이 접촉불량 발생이 방지되게 확실하게 이루어질 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

본 고안에 따른 기중차단기의 단자 구조는, 외부 전원 또는 외부 부하 측에 접속되는 하나의 외부연결 도체 및 상기 상부 클러스터 또는 하부 클러스터와 상기 외부연결 도체의 사이에 접속되는 중간연결 도체를 추가로 포함하여 구성되므로, 차단기 본체 측 단자와 크래들 측 단자 간의 전기적 접속 뿐 아니라 외부 전원 또는 외부 부하 측 전로와도 효과적으로 접속될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 본 고안에 따른 기중차단기의 본체를 후방으로부터 본 사시 도이고,

도 2는 본 고안에 따른 기중차단기의 크래들을 전방으로부터 본 사시 도이며,

도 3은 본 고안에 따른 기중차단기 단자 구조의 구성을 보여주는 기중차단기 단자 구조의 조립 상태 사시 도이고,

도 4는 본 고안에 따른 기중차단기 단자 구조의 구성을 보여주는 기중차단기 단자 구조의 분해 사시 도이며,

도 5는 본 고안에 따른 기중차단기 단자 구조가 설치된 기중차단기의 종 단면도이고,

도 6은 본 고안에 따른 기중차단기의 단자 구조에 따른 상부 클러스터와 하부 클러스터의 비대칭 구성을 보여주는 사시 도이다.

*도면의 주요부에 대한 부호의 설명

1: 차단기 본체 1a: 본체 측 단자

1b: 아크 소호 기구 2: 크래들

20: 크래들 측 단자 20a: 상부 클러스터

20b: 하부 클러스터 21: 지지판

22: 판 스프링 23: 핑거

24: 중간연결 도체 25: 외부연결 도체

Claims (4)

1. 아크 소호 부를 갖는 기중 차단기용으로서 기중차단기의 단자 구조에 있어서,

   기중차단기의 크래들 또는 차단기 본체에 설치되고, 서로 비대칭적인 상부 클러스터(cluster)와 하부 클러스터를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기중차단기의 단자 구조.
2. 제1항에 있어서,

   상부 클러스터와 하부 클러스터 중 상기 기중 차단기의 아크 소호 부에 인접한 클러스터를 구성하는 핑거 어셈블리의 개수가 나머지 클러스터를 구성하는 핑거 어셈블리의 개수보다 많은 것을 특징으로 하는 기중 차단기의 단자 구조.
3. 제2항에 있어서,

   상기 핑거 어셈블리는 각각,

   통전자로서 기능을 수행하는 다수의 핑거;

   상기 다수의 핑거를 지지하는 지지판;

   상기 핑거를 탄성 지지하는 판 스프링을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기중차단기의 단자구조.
4. 제1항에 있어서,

   외부 전원 또는 외부 부하 측에 접속되는 하나의 외부연결 도체; 및

   상기 상부 클러스터 또는 하부 클러스터와 상기 외부연결 도체의 사이에 접속되는 중간연결 도체를 추가로 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 기중차단기의 단자구조.

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