KR20100033352A - 개선된 아크 퀀칭을 갖는 회로 차단기 - Google Patents

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KR20100033352A
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탱가벨루 아소칸
란짓 마노하르 데쉬무크
랑가나쓰 구루라즈
카말 팬데이
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제너럴 일렉트릭 캄파니
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Abstract

아크 퀀칭 시스템을 갖는 회로 차단기(20)가 제공된다. 이 퀀칭 시스템은 채널(44) 내에 위치된 어블레이티브 장치(50)를 구비한다. 어블레이티브 장치(50)의 단부는 고정 접점(22)을 수용하는 개구(58)를 구비한다. 가동성 접촉 아암(26)이 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 채널(54) 내에서 이동한다. 비정상 상태가 검출될 때, 회로 차단기(20)는 트립해서 접촉 아암(26)을 이동시킨다. 이것은 플라즈마 아크를 발생시키며, 이 플라즈마 아크는 어블레이티브 장치(50)로부터 재료를 증발시킨다. 증발된 재료는 플라즈마 아크를 냉각 및 퀀칭하는 압축 가스를 발생시켜서, 단락과 같은 소망하지 않는 작동 상태 중에 회로 차단기(20)의 성능을 개선한다.

Description

개선된 아크 퀀칭을 갖는 회로 차단기{CIRCUIT BREAKER WITH IMPROVED ARC QUENCHING}
본 발명은 회로 차단기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 어블레이티브 아크 퀀칭 구조(ablative arc quenching arrangement)를 갖는 회로 차단기에 관한 것이다.
회로 차단기(circuit breaker)는 소망하지 않는 작동 상태가 검출될 때 회로 차단기로의 전류 흐름을 제어하기 위해서 다양한 분야에서 사용되고 있다. 회로 차단기는 3개의 주요 서브어셈블리, 즉 작동 메카니즘, 트립 회로 및 인터럽터(interrupter)를 전형적으로 포함하고 있다. 이 트립 회로 및 작동 메카니즘은 소망하지 않는 상태가 검출되었을 때 서로 협동해서 인터럽터를 작동시킨다.
인터럽터는 가동 접점을 달고 있는 가동성 접촉 아암을 구비하는 것이 전형적이다. 가동 접점은 접촉 아암이 폐쇄 위치에 있을 때 가동 접점과 접촉 상태에 있도록 배열된다. 흔히 아크 슈트라 불리는 어셈블리가 가동 접점의 경로 근방에 위치된다. 상기 아크 슈트는 가동 접점의 경로를 따라 이격되어 있는 복수의 강제 박판(thin steel plates)으로 구성된다. 전형적으로, 이 박판은 제거된 부분(removed portion)을 구비하여서, 이 제거된 부분에 의하여 아크 슈트 내에 형성된 슬롯 내에서 가동 접점이 이동할 수 있도록 한다. 아크 슈트의 성능 요건으로 인하여, 많은 판재들이 열경화성 측판(thermoset side plates)으로 조립되어야 하며, 이것은 시간 및 비용이 많이 소모되는 공정이다.
비정상 작동 상태가 검출될 때에는 인터럽터가 작동해서 가동 접점을 고정 접점으로부터 분리해서 멀리 이동시킨다. 이 분리 공정 중에, 접점들 사이에서는 플라즈마 아크가 생성되며, 이 아크가 소멸될 때까지 회로 차단기를 통해서 계속하여 전류가 흐른다. 일반적으로, 회로 차단기는 접점들이 분리될 때 플라즈마 아크를 아크 슈트로 이동시키도록 설계된다. 아크 슈트는 에너지를 흡수하고 아크를 신장시키며(stretch)하며 아크 저항을 증가시켜서, 아크가 궁극적으로는 소멸되도록 한다. 그러나, 이러한 과정 중에 플라즈마 아크로부터 생성되는 고온 가스와 함께, 회로 차단기로부터 기화 금속이 생성되어 배출된다(exhausted).
따라서 당해 분야에 있어서는, 회로 차단기 시스템의 의도된 목적에 적합하면서도, 성능이 개선되고 제조비가 감소된 회로 차단기 아크 구조가 필요하다.
챔버를 갖는 회로 차단기가 제공된다. 상기 챔버 내에는 어블레이티브 장치가 위치된다. 상기 어블레이티브 장치는 일 단부에 제 1 개구를 갖고, 측면을 따라서는 복수의 벤트 개구를 갖는다. 상기 챔버 내에는 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동가등한 접촉 아암이 배치된다. 상기 접촉 아암에는 가동 접점이 결합되는데, 이 가동 접점은 상기 접촉 아암이 폐쇄 위치에 있을 때 상기 복수의 벤트 개구에 인접해 배치되며, 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에 있을 때에는 중간 위치에 있다. 상기 어블레이티브 장치의 제 1 개구 내에는 고정 접점이 위치되는데, 상기 고정 접점은 상기 접촉 아암이 폐쇄 위치에 있을 때 상기 가동 접점이 상기 고정 접점과 전기 접촉하고 있도록 위치된다.
다른 실시예에 있어서, 회로 차단기는 고정 접점을 구비한다. 접촉 아암이 폐쇄 상태에 있을 때에는 가동 접점이 고정 접점과 접촉 상태에 있고, 접촉 아암이 개방 위치에 있을 때에는 가동 접점과 고정 접점이 제 1 거리로 분리되어 있도록, 가동 접점을 갖는 접촉 아암이 배치된다. 상기 고정 접점 주위에 제 1 개구가 배치되어 있는 어블레이티브 부재가 제공된다. 상기 어블레이티브 부재는 제 1 측면을 따라 연장하는 채널을 구비하고 제 2 측면으로부터 연장하는 복수의 벤트 개구 를 구비하는데, 상기 접촉 아암이 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동할 때 상기 가동 접점은 상기 채널 내에 위치된다. 상기 복수의 벤트 개구와 유체 연통하는 벤트 채널이 배치되는데, 이 벤트 채널은 부하 단자 근방에 일 단부를 갖는다.
또한 소망되지 않는 전기 상태를 검출하기 위한 단계들을 포함하는 회로 차단기의 작동 방법이 제공된다. 소망되지 않는 전기 상태의 검출에 반응해서 가동 접점이 고정 접점으로부터 분리된다. 가동 접점이 고정 접점으로부터 분리되는 것에 반응해서 가스가 어블레이트된다(ablated). 고정 접점으로부터 가동 접점을 분리하는 것에 의해 발생된 아크는 어블레이티브 가스에 의해 냉각된다. 어블레이티브 가스는 고정 접점 근방에 위치된 제 1 벤트 개구를 통해 벤트된다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 회로 차단기(20)는 회로로의 전류 흐름을 제어하도록 사용되는 전기 분배 장치이다. 회로 차단기(20)는 예를 들면 단락과 같은 비정상 작동 상태 하에서 개방하도록 구성되는 것이 일반적이다. 때로는 차단(interruption)이라 불리기도 하는 비정상 작동 상태 하에서 개방될 때에는, 회로 차단기(20) 내의 고정 접점(22)과 가동 접점(24)이 분리된다. 접점(22, 24) 간의 분리는 전류의 흐름이 중단되기 전에 냉각 및 퀀칭(quenching)될 필요가 있는 플라즈마 아크를 발생시킨다.
가동 점점(24)이 고정 접점(22)으로부터 분리되는데 도움을 주기 위해서, 회로 차단기(20)가 도 3 및 도 4에 도시된 폐쇄 상태-전원으로부터 부하(load)(도시 되지 않음)로 전류가 흐름-와 도 1 및 도 2에 도시된 개방 상태-전기력(electrical power)의 흐름이 차단됨- 사이에서 이동하도록 구성된 하나 또는 그 이상의 접촉 아암(26)을 구비한다. 상기 접촉 아암(26)은 회로 차단기(20)를 전원에 전기 접속시키는 "스태브(stab)" 혹은 입구 단자(28)에 전기적으로 결합된다. 상기 접촉 아암(26)은 스프링(도시되지 않음) 및 링키지(linkage)(32)와 같은 구성요소를 구비하는 메카니즘(30)에도 추가로 결합되는데, 상기 메카니즘은 예를 들면 조작자(operator)가 개방 스위치 또는 핸들(34)을 통하여 작동시킬 때, 접촉 아암(26)을 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시킨다. 상기 메카니즘(30)은 래치(latch)(38)를 통하여 트립 조립체(36)에 결합된다. 트립 조립체(36)는 예를 들면 바이메탈 장치(도시되지 않음)와 같은 열반응 장치 또는 자석(40)과 같은 부재들을 포함한다. 트립 조립체는 소망하지 않은 비정상 작동 상태에 반응해서 래치(38)를 해제시키며, 그러면 메카니즘(30)이 접촉 아암(26)을 폐쇄 상태로부터 개방 상태로 이동시킨다. 부하 단자(load terminal)(42)가, 접촉 아암(26)에 전기 접속되어서 회로 차단기(20)를 전기 회로에 접속시킨다.
대안적으로 메카니즘(30)이 전자 트립 유닛(도시되지 않음)에 결합될 수도 있다. 전자 트립 유닛은 회로 차단기(20)의 작동을 제어하기 위한 컴퓨터 지령을 수행하는 처리장치를 갖는 제어기를 구비하는 것이 전형적이다. 한 세트의 변류기(current transformer)(도시되지 않음)가 회로 차단기를 통하여 전기 회로로 흐르는 전류 레벨을 나타내는 신호를 전자 트립 유닛에 제공한다.
접촉 아암(26)이 때로는 아크 챔버라 불리기도 하는 수납 챔버(44) 내로 이 동한다. 본 명세서에서 보다 상세히 토론하겠지만, 챔버(44)는 전류 차단 중 발생된 가스를 수용하고 있다. 이 가스는 벤트 채널(46)로 유동하고, 이 벤트 채널은 가스를 회로 차단기(20)로부터 부하 단자(42) 근방으로 이동시킨다. 벤트 채널(48)의 단부는 가스-이온화되어 있을 수도 있고 기화 금속을 포함하고 있을 수도 있음-를 부하 단자로부터 멀어지는 방향으로 반송하도록 구성되어, 부하 단자에 접속된 도전체들과 가스의 사이에 전기 아크가 형성되는 것을 방지한다.
예시적인 실시예에 있어서, 챔버(44) 내에는 어블레이티브 장치(ablative device)(50)가 위치된다. 이 어블레이티브 장치(50)는 고온에서 기화하는 재료로 제조되어서, 챔버(44)를 가압하는 가스를 생성한다. 그 때문에, 어블레이티브 장치는 폴리머일 수도 있는데, 폴리옥시메틸렌[예를 들면 이아이 듀퐁 드 네모아즈 앤드 캄파니(E.I. du Pont de Nemours and Company)에 의해 제조된 Delrin® 등], 페놀계-직물 복합재[예를 들면 베이크라이트 하이램 리미티드(Bakelite Hylam Ltd.)에 의해 제조된 Hylam® 등], 에폭시 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(예를 들면 이아이 듀퐁 드 네모아즈 앤드 캄파니에 의해 제조된 Teflon® 등)를 포함하지만 이것에 제한되지는 않는다.
도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 어블레이티브 장치(50)는 측벽(52)을 구비한다. 어블레이티브 장치(50)는 명료함을 위하여 단면으로 도시되는데, 추가의 측벽(52)을 더욱 구비하고 있다. 이 측벽들(52)은 서로 협동하여서, 폐쇄 위치로부터 개방 위치로의 회로 차단기의 전환 중 접촉 아암(26) 및 가동 접점(24)이 이동하는 채널(54)의 측면을 형성한다. 채널(54)의 일 단부를 따라서는 단부 벽(56) 이 위치된다. 단부 벽(56) 내에는 고정 접점(22)을 끼워맞춤할 수 있는 크기의 개구(56)가 배치된다. 어블레이티브 장치(50)가 챔버(44) 내에 위치될 때, 단부 벽(56)은 고정 접점(22)이 개구(58) 내에 수납된 상태에서 도체(62)의 상면(60) 위에 안착된다. 도체(62)는 고정 접점을 입구 단자(28)와 전기 접속시킨다.
어블레이티브 장치는 복수의 벤트 개구(64)를 더욱 구비한다. 예시적인 실시예에 있어서는 복수의 벤트 개구(64)가 제 1 벤트 개구(66), 제 2 벤트 개구(68) 및 제 3 벤트 개구(70)를 구비한다. 복수의 벤트 개구(64)는 가스들-어블레이티브 가스 및 아킹 가스(arcing gases)의 양자-을 위한 경로를 제공하여서 가스가 챔버(44)로부터 벤트 채널(46)로 흐르게 한다. 제 1 벤트 개구(66)는 고정 접점(22)의 상면(74) 및 에지(78)로부터 제 1 거리(72) 및 반경방향 갭(76)으로 각기 위치된다. 제 1 벤트 개구(66)는 폭(80)을 갖는다. 예시적인 실시예에 있어서, 제 1 거리(72)는 1mm 내지 5mm이며, 바람직하게는 1mm이다. 반경방향 갭(76)은 1mm 내지 2mm이며, 바람직하게는 2mm이다. 폭(80)은 2mm 내지 4mm이며, 바람직하게는 4mm이다. 예시적인 실시예에 있어서는, 제 2 벤트 개구(68)와 제 3 벤트 개구(70)가 제 1 벤트 개구(66)와 동일한 크기이거나 또는 그보다 크다. 일 실시예에 있어서는, 제 3 벤트 개구(70)도 또한 제 2 벤트 개구(68)보다 크다.
일 실시예에 있어서는 어블레이티브 장치(50)가 복수의 벤트 개구(64)의 입구에 내측 표면(86)을 구비한다. 내측 표면(86)은 접촉 아암(26)의 회전 중심과 동축으로 위치된 축선을 갖는 원통형상 표면일 수도 있다. 다른 실시예에 있어서는, 접촉 아암(26)이 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동할 때 가동 접점(24)과 내 측 표면(86) 사이의 반경방향 갭이 증가하도록 내측 표면(86)의 축선이 접촉 아암(26)의 회전 중심으로부터 편위될 수도 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 내측 표면(86)과 복수의 벤트 개구(64) 사이의 전이부는 반경(88)을 갖는다. 게다가, 복수의 벤트 개구(64)의 각각의 측면은 만곡 표면(90)을 더 구비할 수도 있다. 반경(88)과 만곡 표면(90)은 채널(54)로부터 벤트 채널(46)로의 가스의 유동을 촉진하여 가스의 유동이 억제되지 않도록 한다. 채널(54)로부터 벤트 채널(46)로의 가스의 유동을 억제함으로써, 챔버(44) 내의 압력이 소망하는 레벨로 제어될 수도 있다. 하기에서 기술하겠지만, 이것은 플라즈마 아크를 퀀칭하는데 있어서의 차단 성능을 최대화시킴과 아울러 하우징(84)의 손상 위험을 최소화시키는 데 있어서 이점을 제공한다.
어블레이티브 장치(50)에 의해 생성된 가스는 플라즈마 아크에 대한 냉각 및 구속 효과를 갖는다. 이것은 플라즈마 아크의 퀀칭에 도움을 주는 아크 저항을 증가시킴에 의해서 이점을 제공한다. 추가로, 벤트 채널(46)을 경유하여 존재하는 가스는 주위 장비에 대한 충격을 감소시키는 냉각기이기도 하다. 일반적으로 어블레이티브 가스가 많이 발생할수록 플라즈마 아크가 더 빠르게 냉각 및 퀀칭된다. 그러나 어블레이티브 가스의 양이 많을수록 챔버(44) 내의 압력이 높아진다. 이 압력은 회로 차단기(20)의 하우징(84)에 응력을 발생시킨다. 따라서 어블레이티브 장치(50)의 유리한 장점은 하우징(84)의 강도와 균형을 맞출 필요가 있는데, 그렇지 않으면 하우징(84)이 손상될 수도 있다. 결과적으로, 복수의 벤트 개구(64)의 위치 및 구조는 전류의 차단중 회로 차단기(20)의 성능에 영향을 미친다. 네번째 변수, 즉 회로 차단기가 개방 위치에 있을 때 고정 접점(22)과 가동 접점(24) 사이의 거리(82)도 또한 회로 차단기(20)의 성능에 영향을 미친다. 일반적으로, 거리(82)가 길수록 아크가 길어지며, 아크 저항이 클수록 차단 성능이 좋아진다. 예시적인 실시예에 있어서, 거리(82)는 20mm이다.
작동중, 회로 차단기(20)는 폐쇄 위치에 있는데, 이 위치에서는 전류가 입구 단자(28)로부터 접촉 아암(26)을 통과하고 부하 단자(42)를 거쳐서 나온다. 예를 들어 전기 누전(electrical fault)과 같은 사전결정된 상태의 검출시, 트립 조립체(36)는 래치(38)를 해제해서, 메카니즘(30)이 접촉 아암(26)을 폐쇄 위치로부터 개방 위치로 이동시키게 한다. 가동 접점(24)이 고정 접점(22)으로부터 분리되기 시작할 때, 접점들(22, 24) 사이에 플라즈마 아크가 형성된다. 플라즈마 아크의 성질 중 하나는 전류가 입구 단자(28)로부터 부하 단자(42)로 계속해서 흐르게 한다는 것이다. 예를 들면 단락과 같은 비정상 상태의 경우에, 회로 차단기(20)를 통해서 흐르는 전류는 정상 작동 상태의 레벨의 수배일 수도 있다. 하류 배선 및 장비의 손상을 회피하기 위해서는, 플라즈마 아크를 퀀칭하여 하류로 흐르는 전류의 양을 최소화시키는 것이 바람직할 것이다.
접점들(22, 24)이 분리될 때, 플라즈마 아크는 어블레이티브 장치(50)로부터 재료를 증발시킨다. 접점들(22, 24)이 분리될 때, 접점들(22, 24)에 가장 가까이 있는 측벽(52)의 단부(56)로부터의 재료가 가장 먼저 증발한다. 접촉 아암(26)이 개방 위치로 계속해서 이동할 때에는, 측벽(52) 및 표면(86)으로부터의 재료가 증발해서, 아크를 냉각하고 아크의 크기를 구속하는 가스를 생성한다. 예시적인 실 시예에 있어서는, 어블레이티브 가스의 대부분이 측벽(52)에 의해서 발생된다. 추가로, 어블레이티브 가스(50)로부터의 재료의 증발이 챔버(44) 내의 압력을 증가시킨다는 것은 이해되어야 한다. 가스가 고압 영역으로부터 저압 영역으로 정상적으로 유동할 것이기 때문에, 발생된 가스는 복수의 벤트 개구(64)를 통하여 벤트 채널(54)로 흐른다.
전술한 바와 같이, 복수의 벤트 개구(64)의 크기 및 위치는 회로 차단기(20)의 차단 성능에 영향을 미친다. 이 성능의 하나의 측정법은 단위 kA2 Sec를 갖는 "렛-쓰루(let-through)" 에너지라 불리기도 하는 계량(metric)이다. 이 렛-쓰루 에너지는 예를 들면 단락과 같은 비정상 상태의 경우에 회로 차단기(20)의 하류에서 받는 에너지의 양을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 본 명세서에 개시된 발명에 따라서 표준 아크 슈트 어셈블리를 제거하고 그것을 어블레이티브 장치(50)로 대체하도록 변경된 상업적으로 유용한 회로 차단기에 기초해서 회로 차단기(20)에 대해 일련의 테스트를 수행하였다. 참조로서, 측정된 렛-쓰루 에너지 및 255volt에서 6kA 제곱평균제곱근(root mean square: RMS) 전류의 단락 상태 하에서 아크 슈트를 갖는 표준 회로 차단기가 테스트되었다. 표준 회로 차단기의 렛-쓰루 에너지는 막대(bar)(92)로 표시한 바와 같이 218kA2 Sec였다. 다음으로, 거리(82)가 표준 회로 차단기의 13mm로부터 20mm로 증가된 시료를 준비하였다. 이 것은 막대(94)로 표시한 바와 같이 렛-쓰루 에너지가 183kA2 Sec로 강하되는 결과로 이어졌다.
거리(82)를 82mm로 유지하면서, 어블레이티브 장치(50)에 대하여 일련의 테스트가 수행되었는데, 제 1 거리(72)는 5mm로부터 1mm로 변경되었다. 이들 테스트에 있어서, 렛-쓰루 에너지가 5mm의 거리(72)를 갖는 어블레이티브 장치에 대한 171kA2 Sec로 시작해서, 1mm의 거리(72)를 갖는 어블레이티브 장치(50)에 대한 136kA2 Sec-막대(96)로 표시됨-까지 점차로 강하하였다. 1mm의 거리(72)를 갖는 시료는 제 1 벤트(66)의 배치가 고정 접점(22)에 가까워질수록 가스 압력의 보다 빠른 해제가 가능해지기 때문에, 보다 낮은 렛-쓰루 에너지에 부가하여, 어블레이티브 장치(50)로부터 재료의 증발에 의해 발생된 압력으로부터 보다 적은 응력의 징후(sign)을 보였다.
다음으로, 제 1 벤트 개구(66)에 대한 벤트 폭(80)이 2mm와 4mm 사이에서 변화되는 동안 반경방향 갭(76)을 1mm 내지 2mm로 변화시킨 상태에서 일련의 테스트를 수행하였다. 이들 테스트에 있어서는 거리(72)가 1mm로 유지되었고, 개구 거리(82)가 20mm로 유지되었다. 이들 테스트에 있어서는 벤트 폭이 증가되고 반경방향 갭(76)이 아울러 증가되었을 때 렛-쓰루 에너지가 강하되었다. 2mm의 반경방향 갭(76)을 4mm 벤트 개구 폭(80)과 조합한 경우에는, 렛-쓰루 에너지가 막대(98)로 나타낸 바와 같이 84kA2 Sec로 강하되었다. 따라서, 적절히 크기 및 위치된 제 1 벤트 개구(66)를 갖는 어블레이티브 장치(50)를 사용하면 상업적으로 유용한 회로 차단기에 비추어 렛-쓰루 에너지가 대략 62% 강하되는 결과로 나타났다. 가스의 증가된 유동은 성능을 개선하지만, 어블레이티브 가스에 의해서 발생된 압력은 아크의 크기를 구속하기 때문에 이러한 개선점에 있어서의 제약이 있다. 따라서 복수의 벤트 개구(64)가 제거되었다면, 아크를 냉각 및 구속하는 데 있어서의 가스 압력이 불충분하기 때문에 성능에 대한 저해 효과가 있을 것이다.
어블레이티브 장치(50)를 갖는 회로 차단기(20)는 하나 또는 그 이상의 이점을 가질 수도 있다. 전형적인 아크 슈트 어셈블리를 어블레이티브 장치로 대체함에 의해서, 회로 차단기를 제조하는데 필요한 부품 수 및 노동량을 대폭 감소시킬 수도 있다. 어블레이티브 장치로부터 증발된 가스는 회로 차단기 벤트를 통해서 배기되는 가스를 냉각시킬 수도 있는데, 이것은 주변 환경 또는 장비를 손상시키거나 또는 그것에 나쁜 영향을 줄 가능성을 감소시킬 수도 있다. 게다가, 챔버로부터의 가스의 유동을 제어하기 위한 복수의 벤트를 갖는 어블레이티브 장치는 렛-쓰루 에너지를 감소시킬 수도 있다.
본 발명을 예시적인 실시예와 관련하여 기술하였지만, 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 변경이 만들어지고 그 구성요소들이 균등물로 대체될 수도 있다. 아울러, 본 발명의 본질적인 범위로부터 벗어남이 없이 본 발명의 개시사항에 특정 상황이나 재료를 채용하도록 많은 변경예가 만들어질 수도 있다. 따라서 본 발명은 최선의 것으로서 개시된 특정 실시예 또는 본 발명을 수행하기 위해 예측되는 모드(mode)에만 제한되지는 않으며, 첨부된 특허청구범위의 범위 내에 속하는 모든 실시예를 포함하도록 의도된다. 또한 도면 및 설명에 있어서는 본 발명의 예시적인 실시예가 개시되었고, 구체적인 용어들이 사용되었지만, 그들은 일반적인 설명의 의미로만 기재된 것이고, 제한의 목적은 아니며, 따라서 본 발명의 범위가 그것에 의해 제한되지는 않는다. 게다가, "제 1", "제 2" 등의 용어의 사용은 어떤 순서 또는 중요성을 나타내는 것이 아니며, 오히려 일 요소를 다른 요소로부터 구분하기 위해 사용되는 것이다. 또한 "하나의" 등과 같은 용어는 양의 제한을 나타내는 것이 아니며, 오히려 기재된 아이템(item)이 적어도 하나 존재하는 것을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 회로 차단기의 개방 위치 측면도,
도 2는 도 1의 회로 차단기의 일부 측면도,
도 3은 도 1의 회로 차단기의 폐쇄 위치 측면도,
도 4는 도 3의 회로 차단기의 일부 측면도,
도 5는 도 1의 접촉 아암 구조체와 어블레이티브 장치를 도시하는 일부 사시도,
도 6은 도 1의 어블레이티브 장치를 도시하는 사시 단면도,
도 7은 회로 차단기에 대해 수행된 일련의 테스트를 도시하는 도면.

Claims (10)

  1. 회로 차단기(20)에 있어서,
    챔버(44)와;
    상기 챔버(44) 내의 어블레이티브 장치(50)로서, 일 단부에는 제 1 개구(58)를 갖고, 상기 어블레이티브 장치(50)의 측면을 따라서는 복수의 벤트 개구(64)를 갖는 상기 어블레이티브 장치(50)와;
    상기 챔버(44) 내의 접촉 아암(26)으로서, 폐쇄 위치와 개방 위치 사이에서 이동가능한 상기 접촉 아암(26)과;
    상기 접촉 아암(26)에 결합되고 상기 복수의 벤트 개구(64)에 인접해 배치되는 가동 접점(24)과;
    상기 어블레이티브 장치(50)의 제 1 개구(58) 내에 위치되는 고정 접점(22)을 포함하는
    회로 차단기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 어블레이티브 장치(50)는 상기 접촉 아암(26)의 근방에 채널(54)을 구비하고, 상기 복수의 벤트 개구(64)는 채널 개방측에 대향해서 상기 채널(54)로부터 연장되는
    회로 차단기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 복수의 벤트 개구(64)는 상기 고정 접점(22)에 가장 가까이 배열된 제 1 벤트 개구(66)를 구비하고, 상기 제 1 벤트 개구(66)는 상기 고정 접점(22)의 상면(74)으로부터 제 1 거리(72)에 그리고 상기 고정 접점(22)의 에지(78)로부터 제 2 거리에 위치되며, 상기 제 1 벤트 개구(66)는 그것과 관련된 폭(80)을 더 포함하는
    회로 차단기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 거리(72)는 약 1mm 내지 5mm이고, 상기 제 2 거리(76)는 1mm 내지 2mm이며, 상기 폭(80)은 2mm 내지 4mm인
    회로 차단기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 거리(72)는 1mm이고, 상기 제 2 거리(76)는 2mm이며, 상기 폭(80)은 4mm인
    회로 차단기.
  6. 회로 차단기(20)에 있어서,
    고정 접점(22)과;
    가동 접점(24)이 결합되어 있는 접촉 아암(26)으로서, 상기 접촉 아암(26)은 상기 접촉 아암(26)이 폐쇄 상태에 있을 때에는 상기 가동 접점(24)이 상기 고정 접점(22)과 접촉 상태에 있도록 위치되고, 상기 접촉 아암이 개방 위치에 있을 때에는 상기 가동 접점(24)과 상기 고정 접점(22)이 제 1 거리(82)로 분리되도록 하는 상기 접촉 아암(26)과;
    상기 고정 접점(22) 주위에 배치되는 제 1 개구(58)를 갖는 어블레이티브 부재(50)로서, 상기 어블레이티브 부재(50)는 제 1 측면(52)을 따라 연장하는 채널(54)을 구비하며, 상기 채널(54)은 제 2 측면으로부터 연장하는 복수의 벤트 개구(64)를 가지며, 상기 가동 접점(24)은 상기 접촉 아암(26)이 상기 폐쇄 위치로부터 상기 개방 위치로 이동할 때 상기 채널(54) 내에 위치되는 상기 어블레이티브 부재(50)와;
    상기 복수의 벤트 개구(64)와 유체 연통하고 부하 단자(42) 근방에 일 단부(48)를 갖는 벤트 채널(46)을 포함하는
    회로 차단기.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 벤트 채널(46)은 상기 채널(54)에 대향하여 위치되고, 상기 복수의 벤트 개구(64)는 상기 고정 접점(22)의 근방에 위치된 제 1 벤트 개구(66)를 구비하는
    회로 차단기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제 1 벤트 개구(66)는 상기 고정 접점(22)의 상부(74)로부터 제 1 거리(72)에 배치되고;
    상기 고정 접점(22)의 에지와 상기 제 1 벤트 개구(66) 사이에는 반경방향 갭(76)이 제공되며;
    상기 제 1 벤트 개구(66)는 제 1 폭(80)을 갖는
    회로 차단기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 1 거리(72)는 20mm와 동일하거나 또는 그보다 길고, 상기 반경방향 갭(76)은 2mm이며, 상기 폭(80)은 4mm인
    회로 차단기.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 어블레이티브 부재(50)는 폴리옥시메틸렌, 페놀계-직물 복합재, 에폭시 및 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 군으로부터 선택된 재료로 제조되는
    회로 차단기.
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