KR20130098049A - Dc sensor for dc circuit breaker - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A direct current (DC) sensor for a DC circuit breaker is provided to obtain current measurement output by improving magnetic flux density. CONSTITUTION: A DC sensor (20) includes an external box (23), a hall sensor (21), and a hall sensor output controller (22). The external box has a terminal penetrating pipe bigger than a load-sided terminal for pushing the terminal and installs the load-sided to push it through the pipe. The hall sensor outputs a voltage signal proportional to a magnetic flux quantity according to the amount of DC flowing through the load-sided terminal. The hall sensor output controller is composed of a printed circuit board fixed with the external box, connected to the hall sensor, supports the sensor, and processes and outputs a voltage signal from the sensor.

Description

직류 회로차단기용 직류 전류 센서{DC SENSOR FOR DC CIRCUIT BREAKER}DC current sensor for DC circuit breaker {DC SENSOR FOR DC CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 직류 회로차단기에 관한 것으로 특히, 자기 포화 현상이 발생하지 않고 큰 사고전류의 검출이 가능하며 낮은 정격 전류에 대한 검출 감도도 향상시킬 수 있는 직류 회로차단기용 직류 전류 센서에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a DC circuit breaker, and more particularly, to a DC current sensor for a DC circuit breaker capable of detecting a large fault current without generating a magnetic saturation phenomenon and improving a detection sensitivity to a low rated current.

기중 회로차단기와 같은 회로차단기 용 전류 센서는 회로차단기에서 제어기의 역할을 수행하는 과전류 계전기(Over Current Relay)에 계전동작 즉, 과전류나 단락전류와 같은 사고전류의 발생을 결정하고 트립(회로차단)을 위한 제어명령신호를 트립기구에 송신하는 것과 같은 동작을 하기 위한 1차 전류(회로 상 흐르는 전류에 비례한 검출되는 검출전류)의 검출을 위해서 사용된다. Current sensors for circuit breakers such as air circuit breakers determine over-current relays acting as controllers in circuit breakers, and relay tripping, that is, occurrence of fault currents such as over current or short circuit current, and trips. It is used for the detection of the primary current (detected detection current in proportion to the current flowing in the circuit) for an operation such as transmitting a control command signal for the trip mechanism.

예컨대 변류기(current transformer)와 같은 교류 전류 센서는 자기유도 현상을 이용하기 때문에 회로가 관통하도록 회로의 주위에 설치한 코어(core)에 의한 자기회로와 코일(coil)로 쉽게 구성가능하고 성능도 우수하며 크기도 작아 크기의 문제도 없다. For example, an AC current sensor such as a current transformer uses a magnetic induction phenomenon, and thus it is easily configurable by a magnetic circuit and a coil by a core installed around the circuit to penetrate the circuit, and has excellent performance. It is small in size and does not have any size problem.

그러나 직류전류는 주파수가 없기 때문에 종래기술의 일 예에 따라서 미소 저항 성분을 가진 션트(shunt) 저항을 이용하여 1차 전류에 비례하는 전압을 측정하여 2차 전류(회로 상에 실제 흐르는 전류)를 환산하는 방법을 이용하였다. However, since DC current has no frequency, a secondary current (current flowing in a circuit) is measured by measuring a voltage proportional to the primary current using a shunt resistor having a micro resistance component according to an example of the related art. The conversion method was used.

이러한 션트 저항을 이용한 종래기술의 일 예에 따른 직류 전류 센서의 구성과 작용을 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The configuration and operation of a DC current sensor according to an example of the prior art using such a shunt resistor will be described with reference to FIGS. 1 and 2.

도 1은 종래기술에 따른 직류 회로차단기용 직류 전류 센서의 구성 예를 보여주는 사시 도이고, 도 2는 종래기술에 따른 직류 회로차단기용 직류 전류 센서가 회로차단기 외함에 설치된 상태를 보여주는 설치상태 사시 도이다.1 is a perspective view showing a configuration example of a DC current sensor for a DC circuit breaker according to the prior art, Figure 2 is a perspective view showing an installation state of the DC current sensor for a DC circuit breaker according to the prior art installed in the circuit breaker enclosure. to be.

도 1을 참조할 수 있는 바와 같이, 종래기술의 일 예에 따른 직류 전류 센서(10)는 중앙의 션트 저항(11)과, 션트 저항(11)을 사이에 두고 양 측에 배치되는 제 1 션트 단자(12a) 및 제 2 션트 단자(12b)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a DC current sensor 10 according to an example of the related art may include a first shunt disposed at both sides with a central shunt resistor 11 and a shunt resistor 11 interposed therebetween. Terminal 12a and second shunt terminal 12b.

제 1 션트 단자(12a)는 부하 측 선로(회로) 또는 전원 측 선로(회로)가 접속되는 단자 부를 제공하고, 제 2 션트 단자(12b)는 직류 회로 차단을 직접 수행하는 가동접촉자 및 고정접촉자를 포함한 차단기 본체 측과 접속되는 단자 부를 제공한다.The first shunt terminal 12a provides a terminal portion to which a load side line (circuit) or a power supply side line (circuit) is connected, and the second shunt terminal 12b has a movable contact and a fixed contactor which directly performs DC circuit breaking. It provides a terminal portion connected to the breaker body side included.

중앙의 션트 저항(11)은 예컨대 수십 마이크로 오옴(μΩ) 정도의 미소 저항을 가지고 회로 상에 흐르는 전류량에 비례하는 전압신호를 출력할 수 있다.The center shunt resistor 11 may output a voltage signal proportional to the amount of current flowing on the circuit, for example, with a micro resistance of about several tens of micro ohms (μΩ).

또한 도 2를 참조할 수 있는 바와 같이 종래기술의 일 예에 따른 직류 전류 센서(10)는 차단기 본체(100), 특히 차단기 본체(100)의 외형을 형성하는 외함 내의 상부 및 하부에 설치되고, 종래기술의 일 예에 따른 직류 전류 센서(10)는 중앙의 션트 저항(11)에 접속하여 직류 전류 센서(10)가 검출한 직류 전류량에 비례한 전압신호를 받아 미 도시의 상기 과전류계전기에 전달하는 검출신호 단자 및 신호 선(13)을 포함할 수 있다.Also, as can refer to FIG. 2, the DC current sensor 10 according to an example of the related art is installed at an upper part and a lower part of an enclosure forming an outer shape of the breaker body 100, in particular, the breaker body 100. The DC current sensor 10 according to an example of the prior art receives a voltage signal proportional to the DC current amount detected by the DC current sensor 10 by connecting to a shunt resistor 11 in the center and transmitting the voltage signal to the overcurrent relay in the figure. The detection signal terminal and the signal line 13 may be included.

상기와 같이 구성되는 종래기술의 일 예에 따른 직류 전류 센서(10)의 동작을 간략히 설명한다.The operation of the DC current sensor 10 according to an example of the related art configured as described above will be briefly described.

상술한 바와 같이 직류 통전 선로인 부하 측 선로(회로) 또는 전원 측 선로(회로)에 직접 접속되는 직류 전류 센서(10)에 있어서, 회로 상에 흐르는 직류 전류량에 따라서 션트 저항(11)의 양단에는 비례하는 수십 밀리볼트(mV)의 검출 전압 신호가 발생한다.In the DC current sensor 10 which is directly connected to the load side line (circuit) or the power supply side line (circuit) which is a direct current carrying line as mentioned above, in both ends of the shunt resistor 11 according to the amount of DC current flowing on a circuit. A proportional tens of millivolts (mV) of detected voltage signal are generated.

그러면 해당 검출 전압 신호는 검출신호 단자 및 신호 선(13)을 통해 상기 과전류계전기에 전달되며, 상기 과전류계전기는 미리 저장된 처리프로그램에 의해서 검출 전압신호가 나타내는 전압 값을 비례하는 전류 값으로 환산하는 것으로 직류 전류 센서(10)에 의한 직류 전류 검출 동작이 완료된다.Then, the detected voltage signal is transmitted to the overcurrent relay through the detection signal terminal and the signal line 13, and the overcurrent relay converts the voltage value indicated by the detection voltage signal into a proportional current value by a pre-stored processing program. The DC current detection operation by the DC current sensor 10 is completed.

그러나 상술한 종래기술에 따른 직류 전류 센서(10)는, 대용량 직류 회로차단기에 적용할 경우, 예컨대 2000암페어(A)이상의 통전전류에 의한 션트 저항(11)의 저항값에 의한 열 손실은 수 백 와트(W) 정도로 매우 커서 해당 전력손실로 인한 발열이 과전류계전기에서 전류검출시 오차를 발생시키는 문제가 있다. 따라서 정격전류를 크게 초과하는 전류의 검출용 예컨대, 정격전류의 1500 퍼센트(%)에 달하는 단락전류와 같은 사고전류를 검출해야 하는 회로차단기의 직류 전류 센서로서 상기 검출오차 문제로 인해 사용이 곤란한 문제가 있다.However, when the DC current sensor 10 according to the related art described above is applied to a large-capacity DC circuit breaker, the heat loss due to the resistance value of the shunt resistor 11 due to the energizing current of 2000 amps (A) or more, for example, is several hundreds. Wattage (W) is so large that there is a problem that the heat generated by the corresponding power loss generates an error in the current detection in the overcurrent relay. Therefore, it is difficult to use due to the above detection error problem as a DC current sensor for circuit breaker that needs to detect an accident current such as a short circuit current reaching 1500 percent (%) of the rated current, for example, for the detection of a current exceeding the rated current. There is.

또한 이러한 문제 때문에 션트 저항(11)의 저항값을 더욱 미소하게 수 마이크로 오옴으로 구성하면, 션트 저항(11)의 양단에 형성되는 전압은 수 밀리볼트(mV) 정도로 너무 작아서 해당 전압신호를 근거로 전류 값을 환산하기까지의 처리에 문제가 된다. 특히 정격전류 이하의 전류가 회로 상에 통전하는 경우, 이를 검출하는 것이 불가능하거나 검출 정밀도가 저하되는 문제점이 있다.In addition, if the resistance value of the shunt resistor 11 is configured to several micro ohms even more minutely due to this problem, the voltage formed at both ends of the shunt resistor 11 is too small, such as several millivolts (mV), based on the voltage signal. It becomes a problem in the process until converting a current value. In particular, when a current of less than the rated current is energized on the circuit, it is impossible to detect it or there is a problem that the detection accuracy is lowered.

또한 직류 전류 센서(10)는 통전 전력회로에 직접 접속하는 접촉식 검출 구성이므로, 통전 전력회로에 유입되는 서지(surge)에 의한 전압신호가 그대로 검출신호 단자 및 신호 선(13)을 통해 상기 과전류계전기에 전달되므로, 상기 과전류계전기에 높은 내전압의 절연회로가 요구되는 문제점도 발생한다.
In addition, since the DC current sensor 10 is a contact detection configuration for directly connecting to the energized power circuit, the overcurrent is transmitted through the detection signal terminal and the signal line 13 as a voltage signal due to a surge flowing into the energized power circuit is intact. Since the relay is transmitted to the relay, a problem arises in that the overcurrent relay requires a high withstand voltage isolation circuit.

따라서 본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해소하는 것으로서, 본 발명의 제 1 목적은 자기포화 현상발생이 없이 정격전류의 1500 퍼센트(%)에 달하는 큰 사고전류를 검출할 수 있고 자기밀도가 높고 주변 자성체에 의한 자속 왜곡이 최소화될 수 있는 정격전류 이하의 전류도 직류 회로차단기 용 직류 전류 센서를 제공하는 것이다.Therefore, the present invention solves the problems of the prior art, the first object of the present invention can detect a large fault current up to 1500 percent (%) of the rated current without the occurrence of magnetic saturation phenomenon, high magnetic density and ambient It is to provide a DC current sensor for a DC circuit breaker even a current below the rated current, which can minimize the magnetic flux distortion by the magnetic material.

본 발명의 제 2 목적은, 정격전류 이하의 전류 검출시에도 정확한 전류 검출 출력을 발생시킬 수 있는 직류 회로차단기 용 직류 전류 센서를 제공하는 것이다.A second object of the present invention is to provide a DC current sensor for a DC circuit breaker that can generate an accurate current detection output even when detecting a current below the rated current.

상기 본 발명의 제 1 목적은, 상부에 설치되는 전원 측 단자와, 하부에 설치되는 부하 측 단자와, 상부에 설치되고 회로를 개폐하는 개폐기구를 포함하는 철로 만들어진 자성체 부품들을 갖는 직류 회로차단기 용으로서, 직류 회로차단기 용 직류 전류 센서에 있어서,The first object of the present invention is for a DC circuit breaker having magnetic body parts made of iron including a power supply side terminal installed at the top, a load side terminal installed at the bottom, and an opening and closing mechanism installed at the top. As a DC current sensor for a DC circuit breaker,

상기 부하 측 단자가 관통하게 허용하도록 상기 부하 측 단자보다 큰 직경의 단자 관통 관 부를 가지고, 상기 단자 관통 관 부를 관통하도록 상기 부하 측 단자를 끼워 설치되는 전기적 절연재 외함;An electrical insulator enclosure having a terminal through tube portion having a diameter larger than that of the load side terminal to allow the load side terminal to pass therethrough, and having the load side terminal inserted to penetrate the terminal through tube portion;

상기 단자 관통 관 부와 인접한 상기 외함 내의 위치에 설치되어, 상기 부하 측 단자를 통해 흐르는 직류 전류량에 따른 자속량에 비례하는 전압신호를 출력하는 홀 센서(HALL SENSOR); 및 A Hall sensor installed at a position in the enclosure adjacent to the terminal through tube and outputting a voltage signal proportional to an amount of magnetic flux according to the amount of DC current flowing through the load-side terminal; And

상기 외함에 고정 설치되는 인쇄회로기판으로 구성되며, 상기 홀 센서와 전기적으로 접속되고 상기 홀 센서를 지지하며, 상기 홀 센서로부터의 상기 전압신호를 처리하여 출력하는 홀 센서 출력 제어기;를 포함하는 본 발명에 따른 직류 회로차단기용 직류 전류 센서를 제공함으로써 달성될 수 있다.A hall sensor output controller configured to include a printed circuit board fixed to the enclosure, the hall sensor output controller electrically connected to the hall sensor, supporting the hall sensor, and processing and outputting the voltage signal from the hall sensor. It can be achieved by providing a DC current sensor for a DC circuit breaker according to the invention.

상기 본 발명의 제 2 목적은, 상기 홀 센서를 사이에 두고 서로 미리 결정된 간격을 두고 대칭적으로 설치되어, 정격 전류 이하의 작은 전류에 대한 검출 감도를 향상시키는 한 쌍의 자기회로 자성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 직류 회로차단기용 직류 전류 센서를 제공함으로써 달성될 수 있다.The second object of the present invention further includes a pair of magnetic circuit magnetic bodies installed symmetrically with a predetermined distance from each other with the Hall sensor interposed therebetween, thereby improving detection sensitivity against a small current below a rated current. It can be achieved by providing a DC current sensor for a DC circuit breaker according to the present invention characterized in that.

본 발명의 바람직한 일 양상에 따라서, 본 발명에 따른 직류 회로차단기용 직류 전류 센서는 상기 홀 센서가 진동과 충격에 의한 영향을 받는 것을 방지하도록, 상기 외함 내 설치된 상기 홀 센서와 상기 홀 센서 출력 제어기의 주위에 충진되는 절연재 주조물을 더 포함한다.According to a preferred aspect of the present invention, a DC current sensor for a DC circuit breaker according to the present invention, the Hall sensor and the Hall sensor output controller installed in the enclosure to prevent the Hall sensor from being affected by vibration and impact. It further includes an insulating material casting filled around.

본 발명의 바람직한 다른 일 양상에 따라서, 본 발명에 따른 직류 회로차단기용 직류 전류 센서는 상기 단자 관통 관 부의 주위를 둘러싸게 고정되며 상기 자기회로 자성체를 지지하는 환형의 자기 회로 홀더를 더 포함한다.According to another preferred aspect of the present invention, the DC current sensor for DC circuit breaker according to the present invention further includes an annular magnetic circuit holder fixed around the terminal through-tube portion and supporting the magnetic circuit magnetic material.

본 발명의 바람직한 다른 일 양상에 따라서, 상기 한 쌍의 자기회로 자성체는 원형 자로의 50 퍼센트(PERCENT) 보다 작거나 같고 10 퍼센트보다 크거나 같게 형성되는 원호형 자성체로 구성된다.According to another preferred aspect of the present invention, the pair of magnetic circuit magnetic bodies are composed of an arc-shaped magnetic body formed less than or equal to 50 percent (PERCENT) and greater than or equal to 10 percent of a circular magnetic path.

본 발명의 바람직한 또 다른 일 양상에 따라서, 상기 한 쌍의 자기회로 자성체간의 간격이 일정하게 유지되도록, 상기 자기 회로 홀더는 상기 한 쌍의 자기회로 자성체의 사이에 위치하는 미리 결정된 두께를 가진 격벽 부를 포함하고, 상기 격벽 부는 상기 홀 센서를 끼워 지지하는 센서 지지 홈 부를 포함한다.
According to still another preferred aspect of the present invention, the magnetic circuit holder may include a partition portion having a predetermined thickness positioned between the pair of magnetic circuit magnetic bodies so that the distance between the pair of magnetic circuit magnetic bodies is kept constant. The partition wall portion includes a sensor support groove portion to which the Hall sensor is fitted.

본 발명에 따른 직류 회로차단기 용 직류 전류 센서는, 상부에 설치되는 전원 측 단자와, 하부에 설치되는 부하 측 단자와, 상부에 설치되고 회로를 개폐하는 개폐기구를 포함하는 철로 만들어진 자성체 부품들을 갖는 직류 회로차단기 용으로서, 홀 센서가 부하 측 단자의 주변에 설치되기 때문에 통전경로에 인접하게 설치되어 자속밀도가 높아서 전류 측정 출력을 크게 얻을 수 있는 효과가 있고, 홀 센서를 전류검출 센서로서 포함하므로 직류전류 검출이 가능한 효과가 있으며, 자기회로가 없는 구성이므로 자기포화 현상이 없어 정격전류의 15배에 달하는 큰 사고전류도 검출이 가능한 효과가 있으며, 홀 센서가 회로차단기의 자성체 부품들로부터 먼 하부의 부하 측 단자에 설치되므로 자성체 부품들로 인한 자속왜곡 현상도 회피할 수 있어 정확한 전류검출이 가능한 효과를 얻을 수 있다. The DC current sensor for a DC circuit breaker according to the present invention has magnetic body parts made of iron including a power supply side terminal installed at an upper portion, a load side terminal installed at a lower portion thereof, and an opening / closing mechanism installed at an upper portion to open and close a circuit. For DC circuit breaker, the Hall sensor is installed near the load-side terminal, so it is installed adjacent to the energization path, and the magnetic flux density is high, so that the current measurement output can be obtained largely, and the Hall sensor is included as the current detection sensor. It is effective to detect DC current, and there is no magnetic circuit, so there is no magnetic saturation phenomenon, so it is possible to detect a large accident current up to 15 times of rated current, and the Hall sensor is far from the magnetic components of the circuit breaker. Because it is installed in the load terminal of the power supply, it is possible to avoid the magnetic flux distortion caused by the magnetic parts. The effect of detecting current can be obtained.

본 발명에 따른 직류 회로차단기 용 직류 전류 센서는, 상기 홀 센서를 사이에 두고 서로 미리 결정된 간격을 두고 대칭적으로 설치되는 한 쌍의 자기회로 자성체를 더 포함하므로, 작은 정격 전류에 대한 검출 감도를 향상시킬 수 있는 효과가 있다. The DC current sensor for a DC circuit breaker according to the present invention further includes a pair of magnetic circuit magnetic bodies that are symmetrically installed with a predetermined distance from each other with the Hall sensor interposed therebetween, thereby detecting detection sensitivity against a small rated current. There is an effect that can be improved.

본 발명에 따른 직류 회로차단기용 직류 전류 센서는 상기 외함 내 설치된 상기 홀 센서와 상기 홀 센서 출력 제어기의 주위에 충진되는 절연재 주조물을 더 포함하므로, 상기 홀 센서가 진동과 충격에 의한 영향을 받는 것이 방지될 수 있는 효과가 있다.Since the DC current sensor for the DC circuit breaker according to the present invention further includes an insulating material casting filled around the Hall sensor and the Hall sensor output controller installed in the enclosure, the Hall sensor is affected by vibration and impact. There is an effect that can be prevented.

본 발명에 따른 직류 회로차단기용 직류 전류 센서는 상기 단자 관통 관 부의 주위를 둘러싸게 고정되며 상기 자기회로 자성체를 지지하는 환형의 자기 회로 홀더를 더 포함하므로, 자기회로 자성체가 안정적으로 지지될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The DC current sensor for the DC circuit breaker according to the present invention is fixed to surround the terminal through-tube part and further includes an annular magnetic circuit holder for supporting the magnetic circuit magnetic material, so that the magnetic circuit magnetic material can be stably supported. The effect can be obtained.

본 발명의 직류 회로차단기용 직류 전류 센서에 있어서, 상기 한 쌍의 자기회로 자성체는 원형 자로의 50 퍼센트(PERCENT) 보다 작거나 같고 10 퍼센트보다 크거나 같게 형성되는 원호형 자성체로 구성되므로, 자기포화를 일으키지 않으면서 홀센서에 인가되는 자속을 증가시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In the DC current sensor for a DC circuit breaker of the present invention, the pair of magnetic circuit magnetic bodies are composed of an arc-shaped magnetic body formed less than or equal to 50 percent (PERCENT) and greater than or equal to 10 percent of a circular magnetic path, and thus magnetic saturation. The effect of increasing the magnetic flux applied to the Hall sensor can be obtained without causing the problem.

본 발명의 직류 회로차단기용 직류 전류 센서에 있어서, 상기 자기 회로 홀더는 상기 한 쌍의 자기회로 자성체의 사이에 위치하는 미리 결정된 두께를 가진 격벽 부를 포함하고, 상기 격벽 부는 상기 홀 센서를 끼워 지지하는 센서 지지 홈 부를 더 포함하여, 상기 한 쌍의 자기회로 자성체와 홀 센서 간의 간격이 일정하게 유지되므로 홀 센서의 출력전압이 자기회로 자성체의 위치에 따라 변동됨이 없이 일정한 특성을 보일 수 있는 효과가 있다.
In the DC current sensor for a DC circuit breaker of the present invention, the magnetic circuit holder includes a partition portion having a predetermined thickness positioned between the pair of magnetic circuit magnetic bodies, and the partition wall portion supports the Hall sensor. Further comprising a sensor support groove, since the distance between the pair of magnetic circuit magnetic material and the Hall sensor is kept constant, the effect that the output voltage of the Hall sensor can exhibit a constant characteristic without changing according to the position of the magnetic circuit magnetic material have.

도 1은 종래기술에 따른 직류 회로차단기용 직류 전류 센서의 구성 예를 보여주는 사시 도이고,
도 2는 종래기술에 따른 직류 회로차단기용 직류 전류 센서가 회로차단기 외함에 설치된 상태를 보여주는 설치상태 사시 도이며,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 직류 전류 센서가 설치된 회로차단기 본체를 보여주는 사시 도이고,
도 4는 본 발명에 따른 직류 전류 센서가 설치되는 부하 측 단자와 연선 및 복수의 핑거형 가동접촉자들의 조립체를 보여주는 사시 도이며,
도 5는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 직류 전류 센서의 구성을 보여주는 외형 사시 도이고,
도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류 전류 센서의 구성을 보여주는 외형 사시 도이며,
도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류 전류 센서의 구성을 보여주는 단면 사시 도이고,
도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류 전류 센서에 있어서 홀 센서와 자기회로 자성체 및 자기회로 홀더의 조립체의 특징적 구성을 보여주는 사시 도이며,
도 9는 본 발명에 따른 직류 전류 센서의 외함에 절연재 주조물이 충진된 상태를 보여주는 사시 도이다.1 is a perspective view showing a configuration example of a DC current sensor for a DC circuit breaker according to the prior art;
2 is a perspective view illustrating an installation state of a DC circuit breaker according to the related art, in which a DC current sensor is installed in a circuit breaker enclosure;
3 is a perspective view showing a circuit breaker main body in which a DC current sensor is installed according to a preferred embodiment of the present invention;
4 is a perspective view showing an assembly of a load-side terminal and a stranded wire and a plurality of finger-type movable contacts in which a direct current sensor is installed according to the present invention;
5 is an external perspective view showing the configuration of a DC current sensor according to a first embodiment of the present invention;
6 is an external perspective view showing the configuration of a DC current sensor according to a second embodiment of the present invention;
7 is a cross-sectional perspective view showing a configuration of a DC current sensor according to a second embodiment of the present invention;
8 is a perspective view showing a characteristic configuration of an assembly of a hall sensor, a magnetic circuit magnetic body, and a magnetic circuit holder in a DC current sensor according to a second embodiment of the present invention;
9 is a perspective view showing a state in which an insulating material casting is filled in an enclosure of a DC current sensor according to the present invention.

상기 본 발명의 목적과 이를 달성하는 본 발명의 구성 및 그의 작용효과는 첨부한 도 3 내지 도 9를 참조한 본 발명의 바람직한 실시 예에 대한 이하의 설명에 의해서 좀 더 명확히 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention, the configuration of the present invention to achieve the same and the effects thereof will be more clearly understood by the following description of the preferred embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings 3 to 9.

먼저, 본 발명에 따른 직류 전류 센서가 설치되는 직류 회로차단기에 대해서 도 3 및 도 4를 참조하여 설명한다.First, a DC circuit breaker provided with a DC current sensor according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 직류 전류 센서가 설치된 회로차단기 본체를 보여주는 사시 도이고, 도 4는 본 발명에 따른 직류 전류 센서가 설치되는 부하 측 단자와 리드 와이어 및 복수의 핑거형 가동접촉자들의 조립체를 보여주는 사시 도이다.3 is a perspective view showing a circuit breaker main body in which a DC current sensor is installed according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a load side terminal and a lead wire and a plurality of finger-type movable parts in which a DC current sensor according to the present invention is installed. A perspective view showing the assembly of contacts.

도 3 또는 도 4를 참조할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 직류 전류 센서가 설치되는 직류 회로차단기는 도 3에 도시된 바와 같은 차단기 본체(100)와 미 도시한 크래들(cradle)을 포함하여 구성된다.3 or 4, a DC circuit breaker in which a DC current sensor is installed according to the present invention includes a circuit breaker main body 100 and a cradle (not shown) as shown in FIG. It is composed.

여기서 크래들은 외부의 전원 측 전력선로와 부하 측 전력선로가 각각 접속될 수 있는 외부회로접속용 단자 부와 내부의 차단기 본체 측 단자 부를 가지고, 내부에 차단기 본체(100)를 접속 위치(connection position), 시험 위치(test position) 또는 분리 위치(disconnection position)로 이동가능하게 지지하는 직류 회로차단기의 외함 부를 제공하는 부분이다. Here, the cradle has an external circuit connection terminal part to which an external power side power line and a load side power line can be connected, and an internal circuit breaker main body side terminal part, and connects the circuit breaker main body 100 to an internal connection position. This is the part that provides the enclosure of a DC circuit breaker that is movably supported in a test position or a disconnection position.

차단기 본체(100)는 상기 크래들에 접속되는 전원 측 단자(50) 및 부하 측 단자(30)와, 부하 측 단자(30)에 전기적으로 접속되는 가동접촉자(70a) 및 전원 측 단자(50)에 전기적으로 접속되는 고정접촉자(미 도시)와, 가동접촉자(70a)를 부하 측 단자(10)에 전기적으로 접속시켜주는 복수의 연선(flexible wire 또는 lead wire로 불림)(40), 아크 배기판(60) 및 상기 부하 측 단자(30)에 설치되는 직류 전류 센서(20)를 포함한다. The circuit breaker main body 100 is connected to a power supply side terminal 50 and a load side terminal 30 connected to the cradle, and a movable contactor 70a and a power supply side terminal 50 electrically connected to the load side terminal 30. A fixed contactor (not shown) that is electrically connected, a plurality of stranded wires (called flexible wires or lead wires) 40 that electrically connect the movable contactor 70a to the load side terminal 10, and an arc exhaust plate 60. ) And a DC current sensor 20 installed at the load side terminal 30.

도 3에 있어서 부호 100a는 차단기 본체(100)의 외함을 지시한다.In FIG. 3, reference numeral 100a designates an enclosure of the circuit breaker main body 100.

전원 측 단자(50)는 상기 크래들의 차단기 본체 측 단자 부에 접속되어 외부의 전원 측 전력선로와 전기적으로 접속되는 단자 부로서, 차단기 본체(100)의 상부에 설치된다. The power supply side terminal 50 is a terminal part connected to the circuit breaker main body side terminal part of the cradle and electrically connected to an external power supply side power line, and is installed on the upper part of the circuit breaker main body 100.

부하 측 단자(30)는 상기 크래들의 차단기 본체 측 단자 부에 접속되어 외부의 부하 측 전력선로와 전기적으로 접속되는 단자 부로서 차단기 본체(100)의 하부에 설치된다. The load side terminal 30 is a terminal portion connected to the breaker body side terminal portion of the cradle and electrically connected to an external load side power line, and is installed at the lower portion of the breaker body 100.

전원 측 단자(50)와 부하 측 단자(30)는 미 도시한 핑거 형(finger shape) 단자 부를 통해서 상기 크래들의 차단기 본체 측 단자 부에 접속될 수 있다.The power supply side terminal 50 and the load side terminal 30 may be connected to the breaker body side terminal portion of the cradle through a finger shape terminal portion (not shown).

가동접촉자(70a)는 도 4를 참조할 수 있다. 도 4는 본 발명에 따른 직류 전류 센서가 설치되는 부하 측 단자와 연선 및 복수의 핑거형 가동접촉자들의 조립체를 보여주는 사시 도로서, 도 4를 참조하여 가동접촉자 조립체의 구성을 설명한다.The movable contact 70a may refer to FIG. 4. 4 is a perspective view showing an assembly of a load-side terminal, a twisted pair, and a plurality of finger-type movable contactors in which a DC current sensor according to the present invention is installed, and describes the configuration of the movable contact assembly with reference to FIG. 4.

가동접촉자 조립체(70)는 부하 측 단자(30), 복수의 가동접촉자(70a), 복수의 연선(40), 브래킷(bracket)(70b), 한 쌍의 측 판(70c), 절연성을 갖는 케이지(cage)(70d)를 포함한다.The movable contact assembly 70 includes a load side terminal 30, a plurality of movable contactors 70a, a plurality of stranded wires 40, a bracket 70b, a pair of side plates 70c, and a cage having insulation (cage) 70d.

복수의 가동접촉자(70a)는 각각 황동과 같은 도전재 금속판으로 핑거형으로 형성되며, 각각의 상부에 접점이 용접에 의해 부착되고 하부에는 연선(40)이 각각 용접에 의해 접속된다.The plurality of movable contactors 70a are each formed in the shape of a finger with a conductive metal plate such as brass, and a contact point is attached to each upper part by welding, and a stranded wire 40 is connected to each lower part by welding.

케이지(70d)는 격벽(미도시)이 형성되어 각각의 가동접촉자(70a)를 구획하여 각각 수납한다.In the cage 70d, a partition wall (not shown) is formed to partition each of the movable contactors 70a and receive each of them.

한 쌍의 측 판(70c)은 복수의 가동접촉자(70a)의 양 외측 면을 각각 지지하고, 한 쌍의 측 판(70c)은 각각 브래킷(70b)에 의해서 회동가능하게 지지되도록 돌출한 축 부를 구비한다. The pair of side plates 70c respectively support both outer surfaces of the plurality of movable contacts 70a, and the pair of side plates 70c each have a shaft portion protruding so as to be rotatably supported by the bracket 70b. Equipped.

복수의 연선(40)은 각각 복수의 가동접촉자(70a)에 대응하게 설치되며, 각각의 연선(40)은 복수 개의 많은 가는 동선 또는 동박의 선을 꼬아서 제작될 수 있고 양 단부는 압착하여 용접이 용이하도록 형성한다.Each of the plurality of stranded wires 40 is installed to correspond to the plurality of movable contactors 70a, and each stranded wire 40 may be manufactured by twisting a plurality of thin copper wires or copper foil wires, and both ends are crimped and welded. It is formed to be easy.

상기 가동접촉자 조립체(70)는 미 도시한 연결 레버에 의해서 개폐 축과 접속되어 시계방향 또는 반 시계방향으로 회동될 수 있다.The movable contact assembly 70 may be connected to the opening and closing shaft by a connecting lever (not shown) and rotated in a clockwise or counterclockwise direction.

본 발명의 발명자가 도 3에 도시된 바와 같은 차단기 본체(100)에 대해서 자속밀도를 측정해본 결과, 전기적 도체 즉 부하 측 단자(30) 또는 전원 측 단자(50) 부위의 자속 밀도가 다른 부위 즉, 가동접촉자(70a)와 연선(40)의 자속 밀도 보다 높았으며, 전원 측 단자(50)의 후위에는 후술하는 개폐기구 및 개폐 축과 같은 철로 만들어진 자성체 부품들이 위치하여 이들 자성체에 의한 자계의 영향이 있었다.As a result of measuring the magnetic flux density with respect to the circuit breaker main body 100 as shown in FIG. 3, the inventors of the present invention have different magnetic flux densities of the electrical conductor, that is, the load-side terminal 30 or the power-side terminal 50. The magnetic flux density of the movable contactor 70a and the stranded wire 40 was higher than that of the movable contact 70a and the stranded wire 40, and magnetic components made of iron such as an opening / closing mechanism and an opening / closing shaft, which are described later, are located at the rear of the power supply terminal 70 so that the influence of the magnetic field caused by these magnetic bodies is increased. There was this.

따라서 본 발명의 바람직한 일 양상에 따라서, 직류 전류 센서(20)는 도 3을 참조할 수 있는 바와 같이 바람직하게 자속 밀도가 높아서 전류량 측정 감도가 우수하고 주위의 자계 영향이 적은 하부의 부하 측 단자(30)의 주위에 설치하였다.Therefore, according to one preferred aspect of the present invention, the DC current sensor 20, as can be seen in Figure 3 preferably has a high magnetic flux density, excellent current measurement sensitivity and the lower load-side terminal (with low ambient magnetic influence) Around 30).

아크 배기판(60)은 회로차단시 접점 간에서 발생하는 아크를 배기하는 판으로서 아크 배기판(60)의 하위에는 아크를 소호(arc extinguishing)하기 위해 복수의 아크 차폐판을 적층하여 구성되는 미 도시의 소호기구가 설치된다.The arc exhaust plate 60 is a plate for exhausting the arc generated between the contacts when the circuit is interrupted. In the lower part of the arc exhaust plate 60, a plurality of arc shielding plates are formed by stacking a plurality of arc shielding plates to arc extinguishing the arc. SOHO mechanisms are installed.

한편, 도 5 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20)의 구성과 작용을 설명한다.On the other hand, with reference to Figures 5 to 8 will be described the configuration and operation of the DC current sensor 20 according to a preferred embodiment of the present invention.

본 발명의 제 1 실시 예에 따른 직류 전류 센서의 구성을 보여주는 외형 사시 도인 도 5를 참조할 수 있는 바와 같이 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20)는 외함(23), 홀 센서(hall sensor)(21), 홀 센서 출력 제어기(22)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 5, which is an external perspective view showing the configuration of the DC current sensor according to the first embodiment of the present invention, the DC current sensor 20 according to the first embodiment of the present invention includes an enclosure 23 and a hole. It comprises a hall sensor 21 and a hall sensor output controller 22.

도 5에 있어서 부호 25는 하기 단자 관통 관 부(24)의 내측 중공(中空) 부를 지시하고, 부호 26은 홀 센서 출력 제어기(22)를 덮는 커버(cover)를 지시한다.In FIG. 5, reference numeral 25 designates an inner hollow portion of the following terminal through tube portion 24, and reference numeral 26 designates a cover covering the hall sensor output controller 22. In FIG.

외함(23)은 전기적 절연성을 갖는 합성수지 재와 같은 전기적 절연재로 만들어지고 상부가 개방된 상자형으로 형성된 부재로서, 중앙부분에 부하 측 단자(도 3의 부호 30 참조)가 관통하게 허용하도록 부하 측 단자(30)보다 큰 직경의 단자 관통 관 부(24)를 가진다.The enclosure 23 is a member made of an electrically insulating material such as a synthetic resin material having electrical insulation and formed in a box shape with an open upper portion, and the load side to allow the load side terminal (see symbol 30 in FIG. 3) to penetrate through the center portion. It has a terminal through pipe portion 24 having a diameter larger than that of the terminal 30.

외함(23)은, 단자 관통 관 부(24)를 관통하도록 부하 측 단자(30)를 단자 관통 관 부(24)의 내측 중공 부(25)에 끼워 설치된다.The enclosure 23 is provided by inserting the load side terminal 30 into the inner hollow portion 25 of the terminal through tube portion 24 so as to pass through the terminal through tube portion 24.

홀 센서(21)는 단자 관통 관 부(24)와 인접한 외함(23) 내의 위치에 설치되어, 부하 측 단자(30)를 통해 흐르는 직류 전류량에 따른 자속량(amount of manetic flux)에 비례하는 전압신호를 출력한다. 다시 말해서, 부하 측 단자(30)를 통해 흐르는 직류 전류에 따라서 전류 주변에 자속이 발생하고, 해당 자속량은 전류량에 비례한다. 홀 센서(21)는 인가되는 자속량에 비례한 전압신호를 출력한다. 홀 센서(21)는 잘 알려진 바와 같이 출력단자로서 인쇄회로기판에 접속될 수 있는 핀 단자(pin terminals)를 구비한다.The hall sensor 21 is installed at a position in the enclosure 23 adjacent to the terminal through pipe portion 24 and is proportional to the amount of manetic flux according to the amount of direct current flowing through the load-side terminal 30. Output the signal. In other words, magnetic flux is generated around the current according to the direct current flowing through the load-side terminal 30, and the amount of magnetic flux is proportional to the amount of current. The hall sensor 21 outputs a voltage signal proportional to the amount of magnetic flux applied. The hall sensor 21 has pin terminals that can be connected to the printed circuit board as output terminals, as is well known.

홀 센서 출력 제어기(22)는 외함(23)에 고정 나사와 같은 고정수단에 의해 고정 설치되는 인쇄회로기판으로 구성된다. The hall sensor output controller 22 is composed of a printed circuit board fixed to the enclosure 23 by fixing means such as fixing screws.

홀 센서 출력 제어기(22)는 홀 센서(21)와 전기적으로 접속되고 홀 센서(21)를 지지하며, 홀 센서(21)로부터의 전압신호를 처리하여 출력한다. 다시 말해서 홀 센서 출력 제어기(22)는 인쇄회로기판으로 구성되므로 홀 센서(21)의 상기 핀 단자를 인쇄회로기판의 해당 접속구에 삽입하고 납땜하는 것에 의해 홀 센서(21)와 홀 센서 출력 제어기(22)가 전기적으로 접속될 수 있다. 또한 홀 센서 출력 제어기(22)는 홀 센서(21)에 전원을 공급하는 전원 회로 부 및 홀 센서의 출력신호를 증폭하는 증폭 회로 부, 온도 보상 회로 부 등 보상회로 부를 포함할 수 있으며, 해당 회로 부에 의해서 홀 센서(21)로부터의 전압신호를 증폭하고 보상처리를 한 후 출력단자를 통해 미 도시의 신호선으로 연결된 회로차단기의 과전류계전기와 같은 제어부로 송신한다.The hall sensor output controller 22 is electrically connected to the hall sensor 21, supports the hall sensor 21, and processes and outputs a voltage signal from the hall sensor 21. In other words, since the hall sensor output controller 22 is formed of a printed circuit board, the hall sensor 21 and the hall sensor output controller (by inserting and soldering the pin terminal of the hall sensor 21 into the corresponding connector of the printed circuit board) ( 22 may be electrically connected. In addition, the hall sensor output controller 22 may include a power supply circuit unit for supplying power to the hall sensor 21, a compensation circuit unit for amplifying an output signal of the hall sensor, a compensation circuit unit such as a temperature compensation circuit unit, and the like circuit. After amplifying and compensating the voltage signal from the Hall sensor 21 by the unit, and transmits to the control unit such as an overcurrent relay of the circuit breaker connected to the signal line of the figure through the output terminal.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20)의 동작을 도 3 또는 도 5를 참조하여 간단히 설명한다.An operation of the DC current sensor 20 according to the first embodiment of the present invention having the configuration as described above will be briefly described with reference to FIG. 3 or 5.

직류 전류 센서(20)가 도 3에 도시된 바와 같이 하부의 부하 측 단자(30)의 주위에 설치된 상태에서, 부하 측 단자(30)를 통해서 직류 전류가 흐르면, 해당 직류 전류에 의해서 주위에 자속이 발생하고 이러한 자속은 직류 전류 센서(20)의 홀 센서(21)에 인가된다.In the state where the DC current sensor 20 is installed around the lower load side terminal 30 as shown in FIG. 3, when a DC current flows through the load side terminal 30, the magnetic flux is caused around by the corresponding DC current. This occurs and this magnetic flux is applied to the Hall sensor 21 of the DC current sensor 20.

그러면 홀 센서(21)는 인가되는 자속량에 비례한 전압신호를 핀 단자를 통해 출력한다. 해당 전압신호는 핀 단자를 통해 접속된 홀 센서 출력 제어기(22)에 의해서 증폭하고 디지털 변환하는 것과 같은 처리를 거친 후, 홀 센서 출력 제어기(22)의 출력단자를 통해 미 도시의 신호선으로 연결된 회로차단기의 과전류계전기와 같은 제어부로 송신된다.The hall sensor 21 then outputs a voltage signal proportional to the amount of magnetic flux applied through the pin terminal. The voltage signal is amplified and digitally converted by the Hall sensor output controller 22 connected through the pin terminal, and then connected to a signal line (not shown) through the output terminal of the Hall sensor output controller 22. Is sent to the same control unit as the breaker's overcurrent relay.

회로차단기의 제어부는 해당 수신신호를 미리 저장된 처리프로그램과 미지 저장된 기준 데이터를 근거로 검출 전류 데이터로 변환하여, 현재 회로차단기를 통해 흐르는 전력회로 상의 전류량이 정격전류 이하인지 과전류나 단락전류와 같은 사고전류로서 회로차단이 필요한 전류인지 결정하며, 이러한 결정의 결과에 따라서 회로차단이 필요한 경우 트립(trip) 제어신호를 트립 조작기에 출력하여 회로차단을 시키거나 정격전류 이하인 정상상태인 경우, 다음 검출 신호의 수신을 대기한다. The control unit of the circuit breaker converts the received signal into the detection current data based on the pre-stored processing program and the unknown stored reference data, so that an accident such as an overcurrent or a short circuit current is present in the power circuit flowing through the circuit breaker. As a current, it is determined whether a circuit break is a required current, and when a circuit break is required according to the result of this determination, a trip control signal is output to a trip manipulator to cause a circuit break or a next detection signal when the circuit is in a steady state below a rated current. Wait for reception.

상술한 본 발명의 제 1 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20)는 자기회로가 없는 구성이므로 자기포화 현상이 없어 정격전류의 15배에 달하는 단락전류와 같은 큰 사고전류도 검출이 가능하다.Since the DC current sensor 20 according to the first embodiment of the present invention does not have a magnetic circuit, there is no magnetic saturation, and thus a large fault current such as a short circuit current reaching 15 times the rated current can be detected.

한편, 도 6 내지 도 8을 참조하여 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20)의 구성과 동작을 설명한다.Meanwhile, the configuration and operation of the DC current sensor 20 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 8.

도 6은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류 전류 센서의 구성을 보여주는 외형 사시 도이며, 도 7은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류 전류 센서의 구성을 보여주는 단면 사시 도이고, 도 8은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류 전류 센서에 있어서 홀 센서와 자기회로 자성체 및 자기회로 홀더의 조립체의 특징적 구성을 보여주는 사시 도이다.6 is an external perspective view illustrating a configuration of a DC current sensor according to a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional perspective view illustrating a configuration of a DC current sensor according to a second embodiment of the present invention. Is a perspective view showing a characteristic configuration of an assembly of a hall sensor, a magnetic circuit magnetic body, and a magnetic circuit holder in a DC current sensor according to a second embodiment of the present invention.

도 6 내지 도 8에 도시한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20)는 도 5에 도시한 제 1 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20)의 구성요소인 외함(23), 홀 센서(21) 및 홀 센서 출력 제어기(22)를 포함하며, 한 쌍의 자기회로 자성체(27a, 27b)를 추가적으로 더 포함하는 것이 특징이다.The DC current sensor 20 according to the second embodiment of the present invention illustrated in FIGS. 6 to 8 includes an enclosure 23, which is a component of the DC current sensor 20 according to the first embodiment illustrated in FIG. 5. Hall sensor 21 and Hall sensor output controller 22, and further comprises a pair of magnetic circuit magnetic material (27a, 27b).

제 1 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20)의 구성요소인 외함(23), 홀 센서(21) 및 홀 센서 출력 제어기(22)의 구성과 작용은 전술한 바와 같으므로 중복 설명은 피하기로 한다.Since the configuration and operation of the enclosure 23, the hall sensor 21, and the hall sensor output controller 22, which are components of the DC current sensor 20 according to the first embodiment, are the same as described above, redundant descriptions will be omitted. .

한 쌍의 자기회로 자성체(27a, 27b)는 도 6을 참조할 수 있는 바와 같이 상기 홀 센서(21)를 사이에 두고 서로 미리 결정된 간격을 두고 대칭적으로 설치된다. As shown in FIG. 6, the pair of magnetic circuit magnetic bodies 27a and 27b are symmetrically installed at predetermined intervals with the Hall sensor 21 therebetween.

한 쌍의 자기회로 자성체(27a, 27b)는 자기회로를 형성하여 정격 전류 이하의 작은 전류에 대한 검출 감도를 향상시키는 기능을 수행한다. The pair of magnetic circuit magnetic bodies 27a and 27b form a magnetic circuit to perform a function of improving the detection sensitivity to a small current below the rated current.

본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20)에 있어서, 정격 전류 이하의 작은 전류에 대한 검출 감도를 향상시키면서도 자기포화 현상발생은 억제해야 하므로, 한 쌍의 자기회로 자성체(27a, 27b)는 원형 자로의 50 퍼센트(PERCENT) 보다 작거나 같고 10 퍼센트보다 크거나 같게 형성되는 원호형 자성체로 구성된다.In the DC current sensor 20 according to the second embodiment of the present invention, the magnetic saturation phenomenon should be suppressed while improving the detection sensitivity of a small current below the rated current, so that a pair of magnetic circuit magnetic bodies 27a and 27b are used. ) Consists of an arc-shaped magnetic body formed less than or equal to 50 percent (PERCENT) and greater than or equal to 10 percent of a circular furnace.

본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20)는 바람직한 실시 예에 따라서 환형의 자기 회로 홀더(26)를 더 포함하여 구성될 수 있다. The DC current sensor 20 according to the second embodiment of the present invention may further include an annular magnetic circuit holder 26 according to a preferred embodiment.

자기 회로 홀더(26)는 외함(23)에서 단자 관통 관 부(24)의 주위를 둘러싸게 고정되며 자기회로 자성체(27a, 27b)를 지지하는 기능을 수행한다.The magnetic circuit holder 26 is fixed to surround the terminal through pipe portion 24 in the enclosure 23 and performs a function of supporting the magnetic circuit magnetic bodies 27a and 27b.

자기 회로 홀더(26)는 플랜지 부(flange portion)(26a), 관 부(pipe portion)(26b) 및 격벽 부(26c)를 포함하여 구성된다. The magnetic circuit holder 26 includes a flange portion 26a, a pipe portion 26b, and a partition wall portion 26c.

플랜지 부(26a)와 관 부(26b)는 한 쌍의 자기회로 자성체(27a, 27b)를 고정 및 지지하는 수단으로서, 관 부(26b)는 외함(23)의 단자 관통 관 부(24)의 주위를 둘러싸게 설치되고, 플랜지 부(26a)는 외함(23)에 자기 회로 홀더(26)를 고정하고 지지시키기 위한 부분이다.The flange portion 26a and the tubular portion 26b are means for fixing and supporting the pair of magnetic circuit magnetic bodies 27a and 27b, and the tubular portion 26b is a portion of the terminal through tube portion 24 of the enclosure 23. It is installed to surround the flange, and the flange portion 26a is a portion for fixing and supporting the magnetic circuit holder 26 to the enclosure 23.

도 8을 참조할 수 있는 바와 같이, 한 쌍의 자기회로 자성체(27a, 27b)간의 간격이 일정하게 유지되도록, 자기 회로 홀더(26)는 한 쌍의 자기회로 자성체(27a, 27b)의 사이에 위치하는 미리 결정된 두께를 가진 격벽 부(26c)를 포함하고, 한 쌍의 자기회로 자성체(27a, 27b)는 격벽 부(26c)의 양 측벽에 밀착하게 설치됨으로써 한 쌍의 자기회로 자성체(27a, 27b)간의 간격이 일정하게 유지될 수 있다.As can be seen in FIG. 8, the magnetic circuit holder 26 is disposed between the pair of magnetic circuit magnetic bodies 27a and 27b so that the distance between the pair of magnetic circuit magnetic bodies 27a and 27b is kept constant. A partition portion 26c having a predetermined thickness positioned therein, and the pair of magnetic circuit magnetic bodies 27a and 27b are installed in close contact with both sidewalls of the partition portion 26c to thereby provide a pair of magnetic circuit magnetic bodies 27a, The interval between 27b) can be kept constant.

한 쌍의 자기회로 자성체(27a, 27b)간의 간격을 일정하게 유지하는 목적은 자기회로 자성체(27a, 27b)의 위치변화에 따라 홀 센서(21)의 출력이 변화하므로, 자기회로 자성체(27a, 27b)와 홀 센서(21) 간의 간격을 일정하게 유지하고자 함이다.The purpose of keeping the distance between the pair of magnetic circuit magnetic bodies 27a and 27b constant is that the output of the Hall sensor 21 changes in accordance with the positional change of the magnetic circuit magnetic bodies 27a and 27b, so that the magnetic circuit magnetic bodies 27a, 27b) and the hall sensor 21 to maintain a constant distance.

격벽 부(26c)는 센서 지지 홈 부(미 도시)를 포함하여 상기 지지 홈 부내에 홀 센서(21)를 끼워 지지한다.The partition wall portion 26c includes a sensor support groove portion (not shown) to support the Hall sensor 21 in the support groove portion.

도 8을 참조할 수 있는 바와 같이 홀 센서(21)와의 접속을 위해서 홀 센서 출력 제어기(22)는 홀 센서(21) 쪽으로 연장하는 연장 기판 부(22a)를 더 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8, the hall sensor output controller 22 may further include an extension substrate portion 22a extending toward the hall sensor 21 for connection with the hall sensor 21.

도 9를 참조할 수 있는 바와 같이, 도 5로 도시한 본 발명의 바람직한 제 1 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20) 또는 도 6 내지 도 8로 도시한 본 발명의 바람직한 제 2 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20)는 절연재 주조물(28)을 더 포함할 수 있다.9, the DC current sensor 20 according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 5 or the second preferred embodiment of the present invention shown in FIGS. 6 to 8 The DC current sensor 20 may further include an insulation casting 28.

절연재 주조물(28)은 가열에 의해서 액화되고 상온에서 냉각시 경화될 수 있는 전기적 절연성을 갖는 절연재를 홀 센서 출력 제어기(22)와 홀 센서(21){또한 제 2 실시 예의 경우 자기회로 자성체(27a, 27b) 및 자기 회로 홀더(26)도 추가로 포함}가 설치된 외함(23) 내에 녹여 부어 경화시키는 주조(molding)에 의해 형성될 수 있다.The insulating material casting 28 includes an insulating material having electrical insulation that can be liquefied by heating and hardened at room temperature, and includes a Hall sensor output controller 22 and a Hall sensor 21 (also, magnetic circuit magnetic body 27a in the second embodiment). , 27b) and the magnetic circuit holder 26 may also be formed by molding to melt and pour into an enclosure 23 provided therein.

절연재 주조물(28)은 외함(23) 내 설치된 홀 센서(21)와 홀 센서 출력 제어기(22)의 주위에 충진되어, 홀 센서(21) 및 홀 센서 출력 제어기(22)를 진동과 충격으로부터 보호하며, 특히 절연재 주조물(28)의 주 기능은 홀 센서(21)가 진동과 충격에 의한 영향을 받는 것을 방지하는 것이다.The insulating material casting 28 is filled around the Hall sensor 21 and the Hall sensor output controller 22 installed in the enclosure 23 to protect the Hall sensor 21 and the Hall sensor output controller 22 from vibration and shock. In particular, the main function of the insulating material casting 28 is to prevent the Hall sensor 21 from being affected by vibration and impact.

상술한 바와 같이 구성되는 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20)의 동작을 도 6 내지 도 8을 참조하여 간단히 설명한다.The operation of the DC current sensor 20 according to the second embodiment of the present invention configured as described above will be briefly described with reference to FIGS. 6 to 8.

직류 전류 센서(20)가 도 3에 도시된 바와 같이 하부의 부하 측 단자(30)의 주위에 설치된 상태에서, 부하 측 단자(30)를 통해서 직류 전류가 흐르면, 해당 직류 전류에 의해서 주위에 자속이 발생하고 이러한 자속은 직류 전류 센서(20)의 홀 센서(21)에 인가된다.In the state where the DC current sensor 20 is installed around the lower load side terminal 30 as shown in FIG. 3, when a DC current flows through the load side terminal 30, the magnetic flux is caused around by the corresponding DC current. This occurs and this magnetic flux is applied to the Hall sensor 21 of the DC current sensor 20.

그러면 홀 센서(21)는 인가되는 자속량에 비례한 전압신호를 핀 단자를 통해 출력한다. The hall sensor 21 then outputs a voltage signal proportional to the amount of magnetic flux applied through the pin terminal.

이때 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20)는 한 쌍의 자기회로 자성체(27a, 27b)를 포함하므로, 부하 측 단자(30)를 통해서 흐르는 직류 전류가 낮은 정격전류인 경우에도 자기회로 자성체(27a, 27b)의 자기회로에 의해 작은 정격 전류에 대한 검출 감도를 향상시킬 수 있다.At this time, since the DC current sensor 20 according to the second embodiment of the present invention includes a pair of magnetic circuit magnetic bodies 27a and 27b, even when the DC current flowing through the load-side terminal 30 is a low rated current. The magnetic circuit of the magnetic circuit magnetic bodies 27a and 27b can improve the detection sensitivity to a small rated current.

해당 전압신호는 핀 단자를 통해 접속된 홀 센서 출력 제어기(22)에 의해서 증폭하고 보상 처리를 거친 후, 홀 센서 출력 제어기(22)의 출력단자를 통해 미 도시의 신호선으로 연결된 회로차단기의 과전류계전기와 같은 제어부로 송신된다.The voltage signal is amplified and compensated by the Hall sensor output controller 22 connected through the pin terminal, and then the overcurrent relay of the circuit breaker connected to the signal line of the figure through the output terminal of the Hall sensor output controller 22. Is sent to the control unit.

회로차단기의 제어부는 해당 수신신호를 미리 저장된 처리프로그램과 미지 저장된 기준 데이터를 근거로 검출 전류 데이터로 변환하여, 현재 회로차단기를 통해 흐르는 전력회로 상의 전류량이 정격전류 이하인지 과전류나 단락전류와 같은 사고전류로서 회로차단이 필요한 전류인지 결정하며, 이러한 결정의 결과에 따라서 회로차단이 필요한 경우 트립(trip) 제어신호를 트립 조작기에 출력하여 회로차단을 시키거나 정격전류 이하인 정상상태인 경우, 다음 검출 신호의 수신을 대기한다. The control unit of the circuit breaker converts the received signal into the detection current data based on the pre-stored processing program and the unknown stored reference data, so that an accident such as an overcurrent or a short circuit current is present in the power circuit flowing through the circuit breaker. As a current, it is determined whether a circuit break is a required current, and when a circuit break is required according to the result of this determination, a trip control signal is output to a trip manipulator to cause a circuit break or a next detection signal when the circuit is in a steady state below a rated current. Wait for reception.

상술한 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 직류 전류 센서(20)는 자기회로가 완전 원형 자기 회로의 50퍼센트 이하의 원호형 자기 회로가 추가되는 구성이므로 자기포화 현상도 없고 선형성을 갖는 전류 검출 특성을 가질 수 있으며, 정격전류의 15배에 달하는 단락전류와 같은 큰 사고전류도 검출이 가능한 효과를 얻을 수 있다.
The DC current sensor 20 according to the second embodiment of the present invention has a linear current detection characteristic without magnetic saturation since the magnetic circuit is configured to add an arc-shaped magnetic circuit of 50 percent or less of a fully circular magnetic circuit. In addition, a large fault current such as a short circuit current reaching 15 times the rated current can be detected.

10: 직류 전류 센서 11: 션트 저항
12a: 제 1 션트 단자 12b: 제 2 션트 단자
13: 검출신호 단자 및 신호 선 20: 직류 전류 센서
21: 홀 센서 22: 홀 센서 출력 제어기
22a: 연장 기판 부 23: 외함
24: 단자 관통 관 부 25: 내측 중공 부
26: 자기 회로 홀더 26a: 플랜지 부
26b: 관 부 26c: 격벽 부
27a, 27b: 자기회로 자성체 28: 절연재 주조물
30: 부하 측 단자 40: 연선
50: 전원 측 단자 60: 아크 배기판
70: 가동접촉자 조립체 70a: 가동접촉자
100: 차단기 본체10: DC current sensor 11: shunt resistor
12a: first shunt terminal 12b: second shunt terminal
13: detection signal terminal and signal line 20: DC current sensor
21: Hall sensor 22: Hall sensor output controller
22a: extension board portion 23: enclosure
24: terminal through tube portion 25: inner hollow portion
26: magnetic circuit holder 26a: flange portion
26b: pipe part 26c: bulkhead part
27a, 27b: magnetic circuit magnetic body 28: insulation material casting
30: load side terminal 40: stranded wire
50: power supply side terminal 60: arc exhaust plate
70: movable contact assembly 70a: movable contactor
100: breaker body

Claims (6)

상부에 설치되는 전원 측 단자와, 하부에 설치되는 부하 측 단자와, 상부에 설치되고 회로를 개폐하는 개폐기구를 포함하는 직류 회로차단기 용으로서, 직류 회로차단기 용 직류 전류 센서에 있어서,
상기 부하 측 단자가 관통하게 허용하도록 상기 부하 측 단자보다 큰 직경의 단자 관통 관 부를 가지고, 상기 단자 관통 관 부를 관통하도록 상기 부하 측 단자를 끼워 설치되는 전기적 절연재 외함;
상기 단자 관통 관 부와 인접한 상기 외함 내의 위치에 설치되어, 상기 부하 측 단자를 통해 흐르는 직류 전류량에 따른 자속량에 비례하는 전압신호를 출력하는 홀 센서(HALL SENSOR); 및
상기 외함에 고정 설치되는 인쇄회로기판으로 구성되며, 상기 홀 센서와 전기적으로 접속되고 상기 홀 센서를 지지하며, 상기 홀 센서로부터의 상기 전압신호를 처리하여 출력하는 홀 센서 출력 제어기;를 포함하는 직류 회로차단기용 직류 전류 센서.In the DC circuit breaker for a DC circuit breaker comprising a power supply side terminal provided in the upper portion, a load side terminal provided in the lower portion, and an opening and closing mechanism provided in the upper portion to open and close the circuit.
An electrical insulator enclosure having a terminal through tube portion having a diameter larger than that of the load side terminal to allow the load side terminal to pass therethrough, and having the load side terminal inserted to penetrate the terminal through tube portion;
A Hall sensor installed at a position in the enclosure adjacent to the terminal through tube and outputting a voltage signal proportional to an amount of magnetic flux according to the amount of DC current flowing through the load-side terminal; And
And a Hall sensor output controller configured to include a printed circuit board fixed to the enclosure, the hall sensor output controller electrically connected to the hall sensor, supporting the hall sensor, and processing and outputting the voltage signal from the hall sensor. DC current sensor for circuit breaker. 제1항에 있어서,
상기 홀 센서가 진동과 충격에 의한 영향을 받는 것을 방지하도록, 상기 외함 내 설치된 상기 홀 센서와 상기 홀 센서 출력 제어기의 주위에 충진되는 절연재 주조물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 회로차단기용 직류 전류 센서. The method of claim 1,
In order to prevent the Hall sensor from being affected by vibration and impact, DC current for the circuit breaker further comprises an insulating material casting filled around the Hall sensor and the Hall sensor output controller installed in the enclosure sensor. 제1항에 있어서,
상기 홀 센서를 사이에 두고 서로 미리 결정된 간격을 두고 대칭적으로 설치되어, 정격 전류 이하의 작은 전류에 대한 검출 감도를 향상시키는 한 쌍의 자기회로 자성체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 회로차단기용 직류 전류 센서. The method of claim 1,
For the DC circuit breaker further comprises a pair of magnetic circuit magnetic material that is installed symmetrically with a predetermined distance from each other with the Hall sensor therebetween, to improve the detection sensitivity for a small current below the rated current. DC current sensor. 제3항에 있어서,
상기 단자 관통 관 부의 주위를 둘러싸게 고정되며 상기 자기회로 자성체를 지지하는 환형의 자기 회로 홀더; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 회로차단기용 직류 전류 센서.The method of claim 3,
An annular magnetic circuit holder fixed to surround the terminal through tube portion and supporting the magnetic circuit magnetic body; DC current sensor for DC circuit breaker further comprising a. 제3항에 있어서,
상기 한 쌍의 자기회로 자성체는 원형 자로의 50 퍼센트(PERCENT) 보다 작거나 같고 10 퍼센트보다 크거나 같게 형성되는 원호형 자성체로 구성되는 것을 특징으로 하는 직류 회로차단기용 직류 전류 센서.The method of claim 3,
The pair of magnetic circuit magnetic bodies DC current sensor for a DC circuit breaker, characterized in that consisting of an arc-shaped magnetic body formed less than or equal to 50 percent (PERCENT) and greater than or equal to 10 percent of the circular magnetic path. 제4항에 있어서,
상기 한 쌍의 자기회로 자성체간의 간격이 일정하게 유지되도록, 상기 자기 회로 홀더는 상기 한 쌍의 자기회로 자성체의 사이에 위치하는 미리 결정된 두께를 가진 격벽 부를 포함하고,
상기 격벽 부는 상기 홀 센서를 끼워 지지하는 센서 지지 홈 부를 포함하는 것을 특징으로 하는 직류 회로차단기용 직류 전류 센서.




5. The method of claim 4,
The magnetic circuit holder includes a partition wall portion having a predetermined thickness positioned between the pair of magnetic circuit magnetic bodies so that the distance between the pair of magnetic circuit magnetic bodies is kept constant,
The partition wall portion includes a sensor support groove portion for supporting the Hall sensor DC current sensor for a DC circuit breaker.




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