KR20160002213U - 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바 - Google Patents

Abstract

본 고안은 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배전함 내부에 설치될 때 점유공간이 감소되고 방열성이 향상되도록 한 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바에 관한 것이다.
본 고안의 일 실시예에 따른 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바는 단자부에 커먼 버스바가 적용되는 직류 배선용 차단기에 있어서, 상기 커먼 버스바는 평판으로 형성되는 수평부와, 상기 수평부의 일측에서 절곡 형성되는 수직부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

직류 배선용 차단기의 커먼 버스바{Common Busbar for DC Modlede Case Circuit Breaker}

본 고안은 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바에 관한 것으로, 보다 상세하게는 배전함 내부에 설치될 때 점유공간이 감소되고 방열성이 향상되도록 한 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바에 관한 것이다.

일반적으로 배선용 차단기(MCCB:Molded Case Circuit Breaker)는 전기적으로 과부하 상태 또는 단락 사고시 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하를 보호하는 전기기기로서, 크게 전원측과 부하측과의 연결을 이룰 수 있는 단자부, 고정단자와 가동단자가 기구적으로 접촉할 수 있도록 개폐를 시켜주는 기구부, 및 전원측에서 과전류 또는 단락전류를 감지하여 기구부의 트립동작을 유도하는 트립부, 이상전류 차단시 발생하는 아크(Arc)를 소호하기 위한 소호부로 구성되어 있다.

이러한 배선용 차단기는 일반적으로 교류용으로 사용되지만 직류용으로 사용되는 경우도 있다.

도 1에 배선용 차단기가 교류용으로 사용될 경우와 직류용으로 사용될 경우의 결선방식의 차이가 나타나 있다.

종래기술의 경우 기존 교류 배선용 차단기(1)에서의 결선은 R,S,T 3상과 N상에 각 상별로 체결하게 되지만, 직류 배선용 차단기(2)에서의 결선은 직렬 연결로 구성하기 위해 전원측 단자(3)와 부하측 단자(4)를 커먼 버스바(Common Busbar, 5)로 연결하여 구성하게 된다.

도 2에는 직류 배선용 차단기에 있어서 결선 방식의 예가 나타나 있다. 직류 배선용 차단기에 취부하는 결선 방식은 전원 및 부하의 결선 위치에 따라 달라지며, 전원측 단자(3)와 부하측 단자(4)에 모두 체결되거나 어느 한 쪽에만 체결될 수 있다.

도 3에는 직류 배선용 차단기에 사용되는 커먼 버스바(1)가 도시되어 있다. 종래기술은 직류 배선용 차단기 정격에 따라 통전 면적이 기준이 되어 커먼 버스바(5)의 크기가 정해진다. 해당 정격에 맞는 통전 면적은 너비(w)와 두께(t)를 곱하여 커먼 버스바(5)의 통전 면적을 산출하고 열용량 및 설치 공간을 고려하여 길이(l)를 결정한다.

요약하면, 종래 직류 배전반에서 사용되는 커먼 버스바(5)는 직류 배선용 차단기(2)의 체결 방식에 따라서 전원측과 부하측 단자를 연결하여 직렬 회로를 구성하며, 해당 직류 배선용 차단기의 정격 정류에 따라 두께(t)와 너비(w)를 결정하며, 방열과 설치 공간에 따라서 길이(l)를 결정한다.

그런데, 직류 배선용 차단기(2)에 있어서는 각 극을 커먼 버스바(5)로 연결하여 직렬 회로를 형성함에 따라 직류 배선용 차단기(2)를 통과하는 회로의 길이가 길어짐에 따라 방열성능이 감소하여 기존 교류 배전용 차단기(1)의 정격 전류보다 낮아진다는 문제점이 있다.

도 4에 종래기술에 따른 직류 배선용 차단기의 전류밀도 시험결과가 도시되어 있다. 직류 배선용 차단기의 내부에서 발생하는 열이 커먼 버스바(5)를 통해 방열됨을 알 수 있다.

종래 기술에 있어서 배선용 차단기의 정격전류에 따라 방열을 위해 커먼 버스바(5)는 충분한 길이(l)로 형성되어야 하지만 설치공간이 제한되어 한계가 있다는 문제점이 있다.

본 고안은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 설치공간이 감소되고 방열성이 우수한 커먼 버스바를 갖는 직류 배선용 차단기를 제공하는 것이다.

본 고안의 일 실시예에 따른 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바는 단자부에 커먼 버스바가 적용되는 직류 배선용 차단기에 있어서, 상기 커먼 버스바는 평판으로 형성되는 수평부와, 상기 수평부의 일측에서 절곡 형성되는 수직부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 커먼 버스바에는 방열홀이 복수 개 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수평부에 형성되는 제1방열홀은 양측면에 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수평부에 형성되는 제1방열홀은 상기 수직부에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바.

그리고, 상기 수직부에 형성되는 제2방열홀은 균등한 거리로 배치되는 것을 특징으로 한다.

본 고안의 일 실시예에 따른 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바에 의하면 수직부가 형성됨에 따라 대류현상에 의한 방열 효과가 증대하고 제1,제2 방열홀이 형성되어 표면적 증가에 의한 방열 효과가 증대하는 등 방열성이 향상된다. 더불어, 수평 방향의 점유면적이 감소되므로 컴팩트한 설계에 있어 효과적이다.

도 1은 종래기술에 따른 배선용 차단기의 교류 및 직류 결선도가 도시되어 있다.
도 2는 종래기술에 따른 직류 배선용 차단기의 결선 방식이 도시되어 있다.
도 3은 종래기술에 따른 직류 배선용 차단기에 적용되는 커먼 버스바의 사시도이다.
도 4는 종래기술에 따른 직류 배선용 차단기의 전류밀도 시험결과가 도시되어 있다.
도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 직류 배선용 차단기의 평면도이다.
도 6은 본 고안의 일 실시예에 따른 직류 배선용 차단기에 적용되는 커먼 버스바의 사시도이다.
도 7은 본 고안의 일 실시예에 따른 직류 배선용 차단기의 전류밀도 시험결과가 도시되어 있다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하되, 이는 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 고안의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는 것이다.

도 5는 본 고안의 일 실시예에 따른 직류 배선용 차단기의 평면도이다. 도 6는 본 고안의 일 실시예에 따른 직류 배선용 차단기에 적용되는 커먼 버스바의 사시도이다. 도 7은 본 고안의 일 실시예에 따른 직류 배선용 차단기의 전류밀도 시험결과가 도시되어 있다. 도면을 참조하여 본 고안의 일 실시예에 따른 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 고안의 일 실시예에 따른 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바는 단자부(11)에 커먼 버스바(20)가 적용되는 직류 배선용 차단기(10)에 있어서, 상기 커먼 버스바(20)는 평판으로 형성되는 수평부(21)와, 상기 수평부(21)의 일측에서 절곡 형성되는 수직부(25)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

직류 배선용 차단기(10)는 교류용으로 쓰이는 배선용 차단기와 동일한 배선용 차단기가 사용될 수 있다.

직류 배선용 차단기(10)의 단자부(11)에는 커먼 버스바(20)가 마련된다. 커먼 버스바(20)는 구리(Cu)와 같은 전기전도성이 우수한 재질로 형성되는 것이 바람직하다.

커먼 버스바(20)는 수평부(21)와 수직부(25)로 구성된다.

수평부(21)에는 단자결합홀(22)이 형성된다. 커먼 버스바(20)는 단자결합홀(22)에 체결되는 나사를 통해 직류 배선용 차단기(10)의 단자부(11)에 결합된다.

수평부(21)에는 단자부(11) 측에 조립홈(23)이 형성된다. 상기 단자결합홀(22)은 조립홈(23)의 좌,우측에 각각 형성될 수 있다.

수평부(21)에는 제1방열홀(24a)이 형성된다. 제1방열홀(24a)은 단자부(11) 측으로부터 먼 위치에 형성된다. 즉, 제1방열홀(24a)은 수직부(25)에 인접하여 형성된다.

또한, 제1방열홀(24a)은 전류밀도가 낮은 곳에 배치된다. 즉, 제1방열홀(24a)은 수평부(21)의 중앙부에는 형성되지 않고 양측면에 형성된다. 이렇게 함으로써 전류의 흐름에 미치는 영향은 최소화하도록 하게 된다.

도 7을 참조하면, 커먼 버스바(20)에 흐르는 전류밀도가 도시되어 있다. 일측 단자결합홀(22a) 측으로부터 수평부(21)의 중앙부를 거쳐 타측 단자결합홀(22b) 측으로 흘러가는 전류의 흐름이 나타나 있다. 수평부(21)의 중앙부에는 전류밀도가 높게 형성되므로 이 곳에는 제1방열홀(24a)을 형성하지 않고 양 측면부에 제1방열홀(24a)을 형성하도록 하여 전류의 흐름에 미치는 영향을 최소로 하고 있다.

수평부(21)에 제1방열홀(24a)이 형성됨에 따라 표면적이 증대하는 효과가 있다. 이에 따라, 방열이 보다 잘 일어나는 효과가 발생한다.

수직부(25)는 수평부(21)의 외측면으로부터 절곡되어 연장 형성된다. 수직부(25)는 수평부(21)와 일체형으로 형성될 수 있다. 수직부(25)는 수평부(21)와 직교하는 방향으로 형성될 수 있다.

수직부(25)가 형성됨에 따라 수평부(21)보다 대류현상에 의한 방열 효과가 증대하는 등 방열성이 향상된다. 더불어, 수평 방향의 점유면적이 감소되므로 컴팩트한 설계에 있어 효과적이다.

수직부(25)에는 제2방열홀(24b)이 복수 개 형성된다. 수직부(25)는 수평부(21)보다 전류의 흐름이 약하므로 제2방열홀(24b)은 제1방열홀(24a)보다 많이 형성될 수 있다.

제2방열홀(24b)은 균등한 거리에 배치될 수 있다. 수평부(21)에 형성된 제1방열홀(24a)과는 달리 제2방열홀(24b)은 전류의 영향이 적은 수직부(25)에 형성되므로 표면적을 증대시키기 위하여 중앙부에도 형성될 수 있다.

표 1에는 종래기술과 대비한 표면적량이 나타나 있다. 종래기술의 커먼 버스바(5)의 너비, 두께, 길이를 동일하게 한 경우 본 고안의 실시예에 따른 커먼 버스바(20)는 표면적이 소량 증대하였음을 알 수 있다. (여기서, 종래기술의 커먼 버스바(5)의 길이(L)는 본 고안의 커먼 버스바(20)의 길이(l)와 높이(h)의 합과 같다.)

	표면적	증감
종래기술	10237㎟	-
본 고안	10531㎟	2.9%

커먼 버스바의 표면적

표 2에는 커먼 버스바의 온도 상승값이 나타나 있다. 본 고안의 커먼 버스바(20)에서는 종래기술의 커먼 버스바(5)에 비하여 대략적으로 9K정도의 온도 개선이 일어난 것이 나타나 있다.

	N상	R상	S상	T상	주위온도
종래기술	73.45	74.95	76.65	76.55	19.65
본 고안	67.05	70.05	64.15	64.25	21.55

커먼 버스바의 온도 상승 시험결과

본 고안의 일 실시예에 따른 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바에 의하면 수직부가 형성됨에 따라 대류현상에 의한 방열 효과가 증대하고 제1,제2 방열홀이 형성되어 표면적 증가에 의한 방열 효과가 증대하는 등 방열성이 향상된다. 더불어, 수평 방향의 점유면적이 감소되므로 컴팩트한 설계에 있어 효과적이다.

비록 본 고안이 상기 언급된 바람직한 실시 예와 관련하여 설명되어졌지만, 고안의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능한 것은 당업자라면 용이하게 인식할 수 있을 것이며, 이러한 수정 및 변형은 모두 첨부된 청구의 범위에 속함은 자명하다.

10 직류 배선용 차단기 11 단자부
20 커먼 버스바 21 수평부
22,22a,22b 단자결합홀 23 조립홈
24a 제1방열홀 24b 제2방열홀
25 수직부

Claims (5)

1. 단자부에 커먼 버스바가 적용되는 직류 배선용 차단기에 있어서,
   상기 커먼 버스바는
   평판으로 형성되는 수평부와, 상기 수평부의 일측에서 절곡 형성되는 수직부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바.
2. 제1항에 있어서, 상기 커먼 버스바에는 방열홀이 복수 개 구비되는 것을 특징으로 하는 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바.
3. 제2항에 있어서, 상기 수평부에 형성되는 제1방열홀은 양측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바.
4. 제2항에 있어서, 상기 수평부에 형성되는 제1방열홀은 상기 수직부에 인접하여 형성되는 것을 특징으로 하는 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바.
5. 제2항에 있어서, 상기 수직부에 형성되는 제2방열홀은 균등한 거리로 배치되는 것을 특징으로 하는 직류 배선용 차단기의 커먼 버스바.

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