KR20130089541A - 배선용 차단기의 소호장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 배선용 차단기의 소호장치에 관한 것으로, 단락사고 발생시 차단기가 단락전류를 차단하는 과정에서 발생되는 아크를 신속하게 냉각시켜 차단기의 차단 성능을 향상시킬 수 있도록 구성된 배선용 차단기의 소호장치에 관하여 개시한다.
본 발명은 절연성 재질로 형성된 케이스; 상기 케이스의 내측 하단에 고정되며 전류가 내측으로 유도되어 흐를 수 있도록 도체로 형성된 고정자; 상기 고정자의 상부에 적층되어 아크를 소호하는 소호공간을 형성하는 그리드; 상기 그리드를 적층 고정하는 절연판으로 구성된 아크슈트; 및 상기 케이스에 일측부가 회동가능하게 결합되고 상기 그리드의 소호공간에 타측부가 수용되며 상기 고정자와 선택적으로 접점을 이루어 한류기능을 갖는 가동자;를 포함하며,
상기 아크슈트는 아크배기공간이 역배기공간보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 소호장치를 제공한다.

Description

배선용 차단기의 소호장치{ARC EXTINGUISH OF THE MOLDED CASE CIRCUIT BREAKER}
본 발명은 배선용 차단기의 소호장치에 관한 것으로, 단락사고 발생시 차단기가 단락전류를 차단하는 과정에서 발생되는 아크를 신속하게 냉각시켜 차단기의 차단 성능을 향상시킬 수 있도록 구성된 배선용 차단기의 소호장치에 관한 것이다.
일반적으로, 배선용 차단기는 사용자의 조작 핸들 온/오프(on/off) 수동 조작에 의해 배선용 차단기가 접속된 전기적 선로를 개로(off) 또는 폐로(on) 상태로 전환할 수 있다.
따라서, 상기 배선용 차단기는 상기 전기적 선로에 과부하 또는 단락사고가 발생했을 때 이를 검출하여 자동으로 회로를 차단시켜 부하기기 및 전기적 선로를 보호할 수 있다.
이러한 배선용 차단기는 전기적 절연물로 만들어진 외함 내에 상기 차단시 발생하는 아크(arc)를 소호하는 소호 장치, 가동 접촉자를 고정 접촉자에 접촉시키는 폐로 위치와 고정 접촉자로부터 분리시키는 개로 위치로 개폐 구동하는 개폐기구 및 상기 전기적 선로 상의 과전류 또는 단락전류 발생을 검출하여 상기 개폐기구를 개로 위치로 동작하게 트리거(trigger) 하는 검출 기구를 조립하여 구성된다.
배선용 차단기의 소호장치는 전류를 차단시 아크가 상부의 그리드까지 전달되지 못하고 또한 아크 에너지에 의한 소호성 가스의 발생이 충분하지 못하였고 단락시 발생되는 열가스가 가동접촉자 쪽으로 역배기하여 아크의 재발호 현상으로 인한 부품의 손상이 발생하는 문제점을 가지고 있었다.
본 발명과 관련된 문헌으로는 대한민국 공개특허 10-2006-0035194호 (2006년 04월 26일)이 있으며, 상기 문헌에는 배선용 차단기의 소호장치가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 단락사고 발생시 차단기가 단락 전류를 차단하는 과정에서 발생되는 아크를 신속하게 냉각하고, 발생되는 열가스가 가동접촉자 쪽으로 역배기되는 현상을 감소시켜 한류성능을 향상시킬 수 있는 배선용 차단기의 소호장치를 제공함에 있다.
본 발명은 절연성 재질로 형성된 케이스; 상기 케이스의 내측 하단에 고정되며 전류가 내측으로 유도되어 흐를 수 있도록 도체로 형성된 고정자; 상기 고정자의 상부에 적층되어 아크를 소호하는 소호공간을 형성하는 그리드; 상기 그리드를 적층 고정하는 절연판으로 구성된 아크슈트; 및 상기 케이스에 일측부가 회동가능하게 결합되고 상기 그리드의 소호공간에 타측부가 수용되며 상기 고정자와 선택적으로 접점을 이루어 한류기능을 갖는 가동자;를 포함하며,
상기 아크슈트는 아크배기공간이 역배기공간보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 소호장치를 제공한다.
상기 아크슈트는 상기 소호공간의 양측면을 구획하는 것이 바람직하다.
이 때, 상기 소호공간의 양측면 사이의 간격은 아크배기공간으로 향할수록 넓게 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 그리드는 상기 소호공간을 향하는 측면의 중앙에 요입홈을 구비하며, 상기 그리드의 상기 소호공간을 향하는 측면은 상기 요입홈에서 멀어질수록 아크와 근접하는 형상을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 배선용 차단기의 소호장치는 전류 차단시에 아크에 의해 발생된 압력이 아크슈트에 의하여 아크배기공간과 역배기공간 사이에서 압력차가 발생하도록 함으로써, 가동자가 배치된 방향의 반대 방향으로 아크를 신장 배출시키는 효과를 가져온다.
따라서, 본 발명에 따른 배선용 차단기의 소호장치는 아크의 역배기 현상을 억제하여 접점 및 가동대의 손상을 방지함으로써 배선용 차단기의 한류성능을 향상시키는 효과를 가져온다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배선용 차단기의 구조를 나타낸 단면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따란 배선용 차단기의 소호장치를 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배선용 차단기의 소호장치에서 아크의 방출 방향을 나타낸 평면도임.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하게 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우, 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명은 배선용 차단기의 소호장치의 아크슈트의 형상을 변경하여, 상기 소호장치 내부에서 발생하는 압력의 차이로 인해 아크를 신속하게 소호하고 아크의 유동이 가동접촉자 방향으로 역배기되는 현상을 억제함으로써, 가동접촉자의 손상을 방지하고 단락후 차단기의 온도특성 향상과 절연파괴를 방지하는 배선용 차단기의 소호장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 배선용 차단기의 소호 장치의 구조를 나타낸 단면도이다.
본 발명에 따른 배선용 차단기의 소호장치는 절연성 재질로 형성된 케이스(110)와, 케이스(110)의 내측 하단에 고정되며 전류가 내측으로 유도되어 흐를 수 있도록 도체로 형성된 고정자(120)와, 고정자(120)의 상부에 적층되어 아크를 소호하는 소호공간을 형성하는 그리드(130)와, 그리드(130)를 적층 고정하는 절연판으로 구성된 아크슈트(140)와, 상기 케이스(110)에 일측부가 회동가능하게 결합되고 상기 그리드(130)의 소호공간에 타측부가 수용되며 상기 고정자(120)와 선택적으로 접점을 이루어 한류기능을 갖는 가동자(150)를 포함한다.
상기 그리드(130)와 상기 아크슈트(140)의 고정은 서로 대응하는 돌기와 홈에 의하여 이루어 진다. 그리드(130)는 대략 ㄷ자 형상으로 이루어지고, 그 양측 가장자리에 돌기를 구비하고 있으며, 아크슈트(140)는 그 돌기에 대응하는 홈을 구비하고 그리드(130)의 외측을 감쌈으로써 그리드(130)가 적층된 형태로 아크슈트(140)에 고정된다.
고정자(120)는 가동자(150)와 접촉하는 접촉면에 접점을 구비하고, 고정자(120)의 접점과 인접한 위치에 한류시 발생되는 아크를 유도하는 아크런너(160)를 장착한다.
아크슈트(140)에는 복수개의 그리드(130)가 적층되며, 아크슈트(140)와 그리드(130)는 아크가 발생하여 배출되는 공간인 소호공간을 구획한다.
소호공간은 아크슈트(140)의 양측내벽면과 그리드의 측면에 의하여 구획된다.
본 발명에 따른 배선용 차단기의 소호장치는 아크의 유동이 그리드(130)를 향하여 원활하게 이루어질 수 있도록 하기 위하여, 상기 아크슈트(140)는 아크배기공간이 역배기공간보다 넓게 형성된다. 여기서, 아크배기공간이라 함은 그리드(130)측 공간을 의미하며, 역배기공간이라 함음 가동자(150)측 공간을 의미한다.
배선용 차단기는 전격전류에서 고정자(120)의 접점과 가동자(150)의 접점이 접촉된 상태를 유지하고 있다가, 과전류나 단락전류와 같은 이상전류가 발생하였을 때는 상기 고정자(120)의 접점과 가동자의 접점 사이에서 발생하는 전자반발력에 의해 상기 가동자(150)가 개리되면서 전류를 차단하게 된다.
상기 가동자(150)가 개리 될 때 상기 고정자(120)의 접점 및 가동자의 접점 사이에서 아크가 발생되고, 발생된 아크는 상기 아크런너(160)로 유도되어 아크슈트(140)로 이동한다. 아크는 상기 아크슈트(140)의 그리드(130)에 의해 분할되어 아크전압을 전원전압보다 높게 상승시켜 단락전류를 제한시켜 아크를 소멸하게 된다. 상기 아크슈트(140)의 그리드(130)를 고정하는 절연판에서 발생되는 소호성 가스에 의해서도 아크의 소호 효과가 발생된다.
그런데, 아크는 전방향으로 확산되는 것으로, 역배기공간 측으로도 이동하게 된다. 본 발명은 아크배기공간을 역배기공간보다 넓게 형성함으로써, 아크 발생시 아크배기공간이 역배기공간에 비하여 낮은 압력을 가지도록 함으로써 아크의 유동을 아크배기공간을 유도하게 된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따란 배선용 차단기의 소호장치를 나타낸 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 배선용 차단기의 소호장치에서 아크의 방출 방향을 나타낸 평면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 배선용 차단기의 소호장치의 상기 아크슈트(140)는 소호공간의 양측면을 구획하도록 형성된다. 이 때, 소호공간의 양측면 사이의 간격은 배기공간으로 향할수록 넓게 형성되는 것이 바람직하다.
이렇게 소호공간의 수평 단면이 배기공간측을 향하여 넓어지는 역삼각형의 형태로 형성하게 되면, 아크에 의해 발생되는 압력에 차이가 발생하게 된다.
다시말해, 상대적으로 넓은 공간을 가지는 아크배기공간의 압력이 상대적으로 좁은 공간을 가지는 역배기공간의 압력보다 낮아지게 되므로, 아크가 역배기공간보다는 아크배기공간을 향하여 신장하게 된다.
따라서, 역배기공간에 위치하는 접점 및 가동대의 손상을 감소시킬 수 있다. 또한 아크가 원활하게 배출됨으로써 아크를 신속하게 냉각할 수 있고, 재발호 현상을 방지할 수 있다.
또한, 그리드(130)는 상기 소호공간의 전면을 구획하는 면의 중앙에 요입홈(132)을 구비하여, 아크배기공간으로 아크를 유도한다. 아울러, 그리드의 상기 요입홈(132)의 양측은 상기 요입홈(132)에서 멀이질수록 아크와 근접하는 대략 八 자 형상을 가지는 것이 바람직하다. 이는 아크가 그리드의 중앙부를 통하여 원활하게 배출될 수 있도록 하기 위함이다.
도 3을 참조하면, 가동자(150)가 개리 될 때 상기 고정자(120)의 접점 및 가동자(150)의 접점 사이에서 아크가 발생되고, 발생된 아크는 전방향으로 방출된다.
그런데, 본 발명은 소호공간의 수평단면 형상이 도시한 바와 같이 아크배기공간측이 넓고 역배기공긴측이 좁게 형성되어 있어서, 아크가 역배기공간측 보다는 아크배기공간측으로 유도되어 방출된다.
즉, 본 발명은 소호장치 내부의 소호공간에서 압력의 차이를 발생시켜 아크를 원하는 방향으로 배출하여 아크의 유동이 가동접촉자 방향으로 역배기되는 현상을 억제함으로써, 가동접촉자의 손상을 방지하고 단락후 차단기의 온도특성 향상과 절연파괴를 방지하는 배선용 차단기의 소호장치를 제공한다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
110 : 케이스
120 : 고정자
130 : 그리드
140 : 아크슈트
150 : 가동자
160 : 아크런너

Claims (7)

  1. 절연성 재질로 형성된 케이스;
    상기 케이스의 내측 하단에 고정되며 전류가 내측으로 유도되어 흐를 수 있도록 도체로 형성된 고정자;
    상기 고정자의 상부에 적층되어 아크를 소호하는 소호공간을 형성하는 그리드;
    상기 그리드를 적층 고정하는 절연판으로 구성된 아크슈트; 및
    상기 케이스에 일측부가 회동가능하게 결합되고 상기 그리드의 소호공간에 타측부가 수용되며 상기 고정자와 선택적으로 접점을 이루어 한류기능을 갖는 가동자;를 포함하며,
    상기 아크슈트는 아크배기공간이 역배기공간보다 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 소호장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 아크슈트는
    상기 소호공간의 양측면을 형성하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 소호장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 소호공간의 양측면 사이의 간격은 아크배기공간으로 향할수록 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 소호장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리드는 상기 소호공간을 향하는 측면의 중앙에 요입홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 소호장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 그리드의 상기 소호공간을 향하는 측면은
    상기 요입홈에서 멀어질수록 아크와 근접하는 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 소호장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 그리드와 상기 아크슈트의 고정은 서로 대응하는 돌기와 홈에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기의 소호장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 하나의 항의 소호장치를 포함하는 배선용 차단기.
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