KR20180099634A - 회로 차단기와, 그 배플 - Google Patents
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Abstract
회로 차단기(circuit-breaker)와, 그 배플(101)이 개시된다. 배플은 회로 차단기의 쉘(103)의 2개의 측부에 제공되며, 일측부 상의 배플은 정지 접점(static contact)의 아크 각도(102) 내에 위치되고, 상기 배플은 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단하고, 2개의 측부 상의 배플은 대칭 구조를 갖는다. 상기 배플은, 단락 차단 공정 동안에, 고온 가스가 정지 접점의 아크 각도의 측면으로부터 가동 접점과 정지 접점 사이의 위치로 리턴하여, 주행하는 아크들 사이에서 반복적으로 이동하도록 볼타 아크(voltaic arc)를 추진하고, 단부 탭 및 가동/정지 접점에 대한 과도하게 긴 차단 시간 및 심각한 연소를 초래하는 문제점을 해결할 수 있고, 상기 배플은 공기류 및 볼타 아크를 효율적으로 차단할 수 있으므로, 상기 볼타 아크는 아크를 소호하도록 소호실에 더 양호하게 들어갈 수 있고, 그 차단 시간이 단축되어, 차단 효과가 양호하다.
Description
본 발명은 저전압 전기 장치의 분야, 더 구체적으로 회로 차단기 내의 아크 및 공기류를 차단하기 위한 배플에 관한 것이다.
기술 발전으로, 회로 차단기 제품에 대한 용적이 더욱 더 작아지고 있으나, 그 기술적 성능 지표는 더욱 더 높아지고 있다. 회로 차단기의 사이즈가 감소됨에 따라, 단락 차단 공정(short-circuit breaking process) 동안에 아크에 의해 발생되는 고온 팽창가스는 제한된 공간 내에서 아크와 간섭할 것이다. 고온 팽창가스는 아크가 소호실(arc extinguishing chamber) 내에 효율적으로 들어오는 것을 방지하여, 소호실 외부에 아크가 체류하는 시간을 더 길게 할 것이다. 예컨대, 아크 채널 내에 체류하는 소호실 외부에 아크가 장시간 체류하면, 차단 시간을 더 길어지게 하고 성능 지표를 감소시키게 할 것이다. 또한, 장시간 체류하는 아크는 아크방전 플레이트, 가동 접점 및 정지 접점에 대한 심각한 연소를 야기할 것이다.
고온 팽창가스가 아크 역류를 야기하여, 아크가 소호실 외부로 체류하게 하여 소호실 내에 들어갈 수 없음을 실험 결과에서 보여준다. 아크 역류 현상은 정지 접점의 아크 각도 영역에서 주로 발생하고, 이러한 영역에서의 아크 역류 현상은 특히 심각하다. 기존 대부분의 회로 차단기는 정지 접점의 아크 각도 영역에서 아크 역류 현상을 처리하지 않음으로써, 전술한 문제점을 가지고 있다.
중국특허출원 CN103123872A호는 프리-챔버 및 가이드 립을 갖는 마운팅 스위치를 개시한다. 마운팅 스위치는 하우징, 프리-챔버 내의 접점 조립체, 소호실 및 제1, 제2 아크 가이드를 포함한다. 접점 조립체는 정지 접점 및 가동 접점을 포함한다. 제1 및 제2 아크 가이드는 소호실 상으로의 스위칭 시에 접점 조립체에서 발생되는 아크를 안내한다. 제1 아크 가이드는 정지 접점과 관련되며, 프리-챔버는 하우징 내의 적어도 하나의 서브 표면 상에 복수의 돌출 가이드 립을 갖는다. 돌출 가이드 립은 대략 아크의 이동방향을 따라 접점 조립체의 영역으로부터 소호실의 영역까지 배치된다. 프리-챔버는, 하우징 내의 적어도 하나의 서브 표면 상에, 정지 접점의 영역에서 환형의 폐쇄된 주변 윤곽부를 갖는 돌출 탭을 갖는다. 돌출 탭은 제1 아크 가이드와 정지 접점에 인접한 가이드 립 사이에 배치되어, 탭 주위에서 흐르는 가스 순환이 제1 아크 가이드와 정지 접점에 인접한 가이드 립 사이에 구성될 수 있다. CN103123872A호에 개시된 회로 차단기는 정지 접점의 아크 각도 영역에서의 아크 역류 현상을 고려하여, 정지 접점 및 아크 각도 영역 내의 리턴 순환 구조를 설계한다. CN103123872A호의 회로 차단기는 아크 각도 영역 내의 공기류를 안내하고, 아크 각도 영역 내의 공기류의 역류를 감소시키고, 아크 각도 영역 내의 공기류에 의해 야기되는 소호실 내에 들어오는 아크의 방해를 완화시킨다. 그러나, 아크 각도 외부의 영역에서, 아크 각도에 근접한 공기류, 특히 아크 각도 바로 위의 공기류는 아크에 상당한 영향을 가질 것이다. CN103123872A호는 아크 각도 영역 외부의 공기류에 대한 어떠한 처리를 수행하지 않으므로, 아크는 이러한 영역 내의 공기류의 충격 결과로서 장시간 동안 체류할 것이다.
본 발명은 회로 차단기의 배플과, 그 배플을 이용하는 회로 차단기를 제안한다. 상기 배플은 정지 접점의 아크 각도 지대 내외측의 공기류를 차단할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 회로 차단기의 배플이 제공된다. 상기 배플은 상기 회로 차단기의 하우징의 양측부 상에 제공되고, 일측부 상의 상기 배플은 정지 접점(static contact)의 아크 각도(arc angle) 내에 위치되고, 상기 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단한다.
일 실시예에 의하면, 상기 정지 접점이 위치되는 상기 하우징의 일측부 상에는 제1 배플이 제공되고, 상기 제1 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내에 위치되고, 상기 제1 배플은 아크 및/또는 공기류를 차단한다. 그리고, 상기 하우징의 타측부 상에 제공된 제2 배플은 아크 및/또는 공기류를 차단한다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 배플과 상기 제2 배플 중 적어도 하나는 직선형 에지 배플(straight edge baffle)이고, 상기 직선형 에지 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단하도록 상기 정지 접점의 아크 각도를 가로지른다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 배플과 상기 제2 배플 중 적어도 하나는 아크형 배플(arc-shaped baffle)이고, 상기 아크형 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단하도록 상기 정지 접점의 아크 각도를 차지한다.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 회로 차단기가 제공된다. 상기 회로 차단기의 하우징의 양측부 상에는 배플이 제공되고, 일측부 상의 상기 배플은 정지 접점의 아크 각도 내에 위치되고, 상기 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단한다. 양측부 상의 상기 배플은 대칭 구조를 갖는다.
일 실시예에 의하면, 상기 정지 접점이 위치되는 상기 하우징의 일측부 상에는 제1 배플이 제공되고, 상기 제1 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내에 위치되고, 상기 제1 배플은 아크 및/또는 공기류를 차단하고, 상기 하우징의 타측부 상에 제공된 제2 배플은 아크 및/또는 공기류를 차단한다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 배플과 상기 제2 배플 중 적어도 하나는 직선형 에지 배플이고, 상기 직선형 에지 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단하도록 상기 정지 접점의 아크 각도를 가로지른다.
일 실시예에 의하면, 상기 제1 배플과 상기 제2 배플 중 적어도 하나는 아크형 배플이고, 상기 아크형 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단하도록 상기 정지 접점의 아크 각도를 차지한다.
본 발명의 배플은, 단락 차단 공정 동안에, 고온 가스가 정지 접점의 아크 각도의 측부로부터 가동 접점과 정지 접점 사이의 위치로 다시 리턴하여, 아크 채널 내로 반복적으로 이동하도록 아크를 추진함으로써, 가동 접점 및 정지 접점에 대한 긴 차단 시간 및 심각한 연소를 초래하는 문제점을 해결할 수 있다. 상기 배플은 공기류 및 아크를 효율적으로 차단할 수 있으므로, 아크는 소호를 위한 소호실에 효율적으로 들어갈 수 있다. 그 차단 시간이 상당히 단축되어, 차단 효과가 더 양호하다.
도면을 포함하는 실시예에 대한 하기의 설명에 의해 본 발명의 특징, 본질 및 이점이 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 차단기의 배플에 대한 구조도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로 차단기의 배플에 대한 구조도,
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 차단기의 배플에 대한 구조도,
도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로 차단기의 배플에 대한 구조도,
도 5a 및 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회로 차단기의 배플에 대한 구조도.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 차단기의 배플에 대한 구조도,
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로 차단기의 배플에 대한 구조도,
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 차단기의 배플에 대한 구조도,
도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로 차단기의 배플에 대한 구조도,
도 5a 및 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회로 차단기의 배플에 대한 구조도.
단락 차단 공정 동안에 아크에 의해 발생되는 고온 팽창가스에 의해 야기되는 소호실 내로 들어오는 아크의 방해를 효율적으로 감소시키기 위해, 정지 접점의 아크 각도 위치에서의 구조가 최적화될 필요가 있다. 아크 각도 영역 내의 공기류에 대한 영향이 고려될 뿐만 아니라, 아크 각도 영역 외부의 공기류에 대한 영향도 마찬가지로 고려될 것이다. 본 발명에 의하면, 배플은 정지 접점의 아크 각도 영역 내에 배치되고, 배플은 아크 각도 영역 내의 공간을 차단한다. 또한, 대칭 구조를 갖는 또 다른 배플이 아크 각도 영역에 대응하는 위치에서 하우징의 타측부 상에 배치됨으로써, 아크 각도 영역 내측 및 아크 각도 영역 외측의 공기류 양자가 차단될 수 있고, 아크 각도 영역에서의 아크 역류 현상이 감소될 수 있다. 아크는 소호를 위한 소호실 내로 효율적으로 들어갈 수 있다.
회로 차단기는, 회로 차단기의 하우징의 양측부 상의 배플을 구비하고, 일측부 상의 배플은 정지 접점의 아크 각도 내에 위치되고, 배플은 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단한다. 배플은 아크 각도 내의 공간을 차단하는 기능을 구현할 수 있는 각종 형상을 가질 수 있다. 타측부 상의 배플은 대칭 구조를 갖는다. 여기서, 용어 "대칭 구조(symmetrical structure)"는 타측부 상의 다른 배플이 대칭 위치, 즉 하우징의 타측부 상의 대응하는 위치에 배치되어 대응하는 사이즈를 가짐을 의미한다. 또는, 하기와 같이 해석될 수 있는데, 하우징의 타측부 상에 대칭적인 "가상의" 정지 접점이 있다고 가정하면, 타측부 상의 배플은 "가상의" 정지 접점의 아크 각도 내에 정확하게 위치되어 아크 각도 내의 공간을 차단한다. 여기서의 용어 "대칭"은 배플의 대응하는 마운팅 위치 및 사이즈를 지칭하는 한편, 배플의 형상이 정확하게 동일할 필요는 없음에 주목해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 차단기의 배플에 대한 구조도를 도시한다. 도 1에 도시한 실시예에 의하면, 하우징(103) 상에 제공된 배플(101)은 직선형 에지 배플(111)이다. 직선형 에지 배플(111)은 정지 접점의 아크 각도(102) 내의 공간을 차단하도록 정지 접점의 아크 각도(102)를 가로지른다. 도시한 실시예에 의하면, 직선형 에지 배플(111)은 아크 각도(102)를 종방향으로 가로질러서, 아크 각도(102) 내의 공간을 서로 분리되는 2개의 부분으로 분리한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로 차단기의 배플에 대한 구조도를 도시한다. 도 2에 도시한 실시예에 의하면, 하우징(103) 상에 제공된 배플(101)은 아크형 배플(112)이다. 아크형 배플(112)은 정지 접점의 아크 각도(102) 내의 공간을 차단하도록 정지 접점의 아크 각도(102)를 차지한다. 도시한 실시예에 의하면, 아크형 배플(112)은 아크 각도(102)와 매칭하는 형상을 갖고, 아크형 배플(112)은 아크 각도(102) 내의 공간을 차지한다.
도 1 및 도 2에 도시한 배플의 형상을 제외하고, 배플을 위해 다른 형상이 이용될 수도 있다. 배플이 아크 각도 내의 공간을 차단하는 기능을 구현할 수 있는 어떠한 형상일 수 있음에 주목해야 한다.
2개의 배플, 즉 제1 배플과 제2 배플은 회로 차단기의 하우징의 상이한 측부 상에 각각 제공된다. 제1 배플은 정지 접점이 위치되는 하우징의 측부 상에 제공되고, 제1 배플은 정지 접점의 아크 각도 내에 위치된다. 제2 배플은 하우징의 타측부 상에 제공된다. 제1 배플과 제2 배플은 대칭 구조를 갖는다. 즉, 하우징의 타측부 상에 대칭적인 "가상의" 정지 점점이 있음을 가정하면, 제2 배플은 "가상의" 정지 접점의 아크 각도 내에 정확하게 위치되어 아크 각도 내의 공간을 차단한다. 제1 배플과 제2 배플 양자는 아크 및/또는 공기류를 차단하는 기능을 갖는다.
또한, 본 발명은 상술한 배플을 이용하는 회로 차단기를 제공한다. 배플은 회로 차단기의 하우징의 양측부 상에 제공된다. 일측부 상의 배플은 정지 접점의 아크 각도 내에 위치되고, 배플은 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단한다. 양측부 상의 상기 배플은 대칭 구조를 갖는다. 제1 배플은 정지 접점이 위치되는 하우징의 일측부 상에 제공되고, 제1 배플은 정지 접점의 아크 각도 내에 위치된다. 제2 배플은 하우징의 타측부 상에 제공된다. 제1 배플과 제2 배플 양자는 아크 및/또는 공기류를 차단하는 기능을 갖는다. 배플 각각은 도 1에 도시한 바와 같은 직선형 에지 배플, 또는 도 2에 도시한 바와 같은 아크형 배플일 수 있다. 또한, 배플은 아크 각도 내의 공간을 차단하는 기능을 구현할 수 있는 어떠한 형상일 수 있다.
도 3a 및 3b는 본 발명의 일 실시예에 따른 회로 차단기에 대한 구조도를 도시한다. 도시한 실시예에 의하면, 회로 차단기의 하우징의 상이한 측부 상에 제공된 제1 배플와 제2 배플은 동일한 형상을 갖고, 대칭 위치에 위치된다. 제1 배플와 제2 배플 양자는 직선형 에지 배플이다. 도 3a에 도시한 바와 같이, 정지 접점이 위치되는 하우징의 측부 상에 제공된 제1 배플(301)은 직선형 에지 배플이고, 제1 배플(301)은 아크 및/또는 공기류를 차단한다. 도 3a의 화살표는 아크 및/또는 공기류의 경로를 도시한다. 도 3b에 도시한 바와 같이, 하우징의 타측부 상에 제공된 제2 배플(302)은 직선형 에지 배플이다. 제2 배플(302)은 제1 배플(301)과 대칭 위치에 배치된다. 제2 배플(302)은 아크 및/또는 공기류를 차단한다. 도 3b의 화살표는 아크 및/또는 공기류의 경로를 도시한다.
도 4a 및 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 회로 차단기에 대한 구조도를 도시한다. 도시한 실시예에 의하면, 회로 차단기의 하우징의 상이한 측부 상에 제공된 제1 배플와 제2 배플은 동일한 형상을 갖고, 대칭 위치에 위치된다. 제1 배플와 제2 배플 양자는 아크형 배플이다. 도 4a에 도시한 바와 같이, 정지 접점이 위치되는 하우징의 측부 상에 제공된 제1 배플(401)은 아크형 배플이고, 제1 배플(301)은 아크 및/또는 공기류를 차단한다. 도 4a의 화살표는 아크 및/또는 공기류의 경로를 도시한다. 도 4b에 도시한 바와 같이, 하우징의 타측부 상에 제공된 제2 배플(402)은 아크형 배플이다. 제2 배플(402)은 제1 배플(401)과 대칭 위치에 배치된다. 제2 배플(402)은 아크 및/또는 공기류를 차단한다. 도 4b의 화살표는 아크 및/또는 공기류의 경로를 도시한다.
하우징의 상이한 측부 상에 제공된 배플은 상이한 형상을 가질 수 있다. 도 5a 및 5b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 회로 차단기에 대한 구조도를 도시한다. 도시한 실시예에 의하면, 회로 차단기의 하우징의 상이한 측부 상에 제공된 제1 배플와 제2 배플은 상이한 형상을 갖지만, 대칭 위치에 위치되고 대응하는 사이즈를 갖는다. 도 5a에 도시한 바와 같이, 정지 접점이 위치되는 하우징의 측부 상에 제공된 제1 배플(501)은 직선형 에지 배플이고, 직선형 에지 제1 배플(501)은 아크 및/또는 공기류를 차단한다. 도 5a의 화살표는 아크 및/또는 공기류의 경로를 도시한다. 도 5b에 도시한 바와 같이, 하우징의 타측부 상에 제공된 제2 배플(502)은 아크형 배플이다. 아크형 제2 배플(502)은 아크 및/또는 공기류를 차단한다. 도 5b의 화살표는 아크 및/또는 공기류의 경로를 도시한다. 도 5a 및 도 5b는 본 발명의 용어 "대칭 구조"에 대한 의미를 더욱 잘 설명한다. 대칭 구조는 타측부 상의 제2 배플이 제1 배플과 대칭 위치에 배치됨을 의미한다. 즉, 제2 배플은 하우징의 타측부 상의 대응하는 위치에 배치되며 대응하는 사이즈를 갖는다. 또는, 하기와 같이 해석될 수 있는데, 하우징의 타측부 상에 대칭적인 "가상의" 정지 접점이 있다고 가정하면, 제2 배플은 "가상의" 정지 접점의 아크 각도 내에 정확하게 위치되어 아크 각도 내의 공간을 차단한다. 여기서의 용어 "대칭"은 배플의 대응하는 마운팅 위치 및 사이즈를 지칭하는 한편, 배플의 형상이 정확하게 동일할 필요는 없다.
본 발명의 배플은, 단락 차단 공정 동안에, 고온 가스가 정지 접점의 아크 각도의 측부로부터 가동 접점과 정지 접점 사이의 위치로 다시 리턴하여, 아크 채널 내로 반복적으로 이동하도록 아크를 추진함으로써, 가동 접점 및 정지 접점에 대한 긴 차단 시간 및 심각한 연소를 초래하는 문제점을 해결할 수 있다. 상기 배플은 공기류 및 아크를 효율적으로 차단할 수 있으므로, 아크는 소호를 위한 소호실에 효율적으로 들어갈 수 있다. 그 차단 시간이 상당히 단축되어, 차단 효과가 더 양호하다.
상기한 실시예는 본 발명의 사상 및 원리를 벗어나지 않고서 당업자에 의해 각종 수정 및 변경이 이루어지는 조건 하에서 본 발명을 구현 또는 이용하하도록 당업자에게 제공되며, 상기한 실시예를 다양하게 수정 및 변경될 수 있으므로, 본 발명의 보호범위는 상기한 실시예에 제한되는 것이 아니라, 청구범위에 기술된 획기적인 특징의 최대 범위에 따라야 한다.
Claims (8)
- 회로 차단기(circuit-breaker)의 배플(baffle)에 있어서,
상기 배플은 상기 회로 차단기의 하우징의 양측부 상에 제공되고,
일측부 상의 상기 배플은 정지 접점(static contact)의 아크 각도(arc angle) 내에 위치되고, 상기 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단하는,
회로 차단기의 배플.
- 제1항에 있어서,
상기 정지 접점이 위치되는 상기 하우징의 일측부 상에는 제1 배플이 제공되고, 상기 제1 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내에 위치되고, 상기 제1 배플은 아크 및/또는 공기류를 차단하고, 상기 하우징의 타측부 상에 제공된 제2 배플은 아크 및/또는 공기류를 차단하는,
회로 차단기의 배플.
- 제2항에 있어서,
상기 제1 배플과 상기 제2 배플 중 적어도 하나는 직선형 에지 배플이고, 상기 직선형 에지 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단하도록 상기 정지 접점의 아크 각도를 가로지르는,
회로 차단기의 배플.
- 제2항에 있어서,
상기 제1 배플과 상기 제2 배플 중 적어도 하나는 아크형 배플이고, 상기 아크형 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단하도록 상기 정지 접점의 아크 각도를 차지하는,
회로 차단기의 배플.
- 회로 차단기(circuit-breaker)에 있어서,
상기 회로 차단기의 하우징의 양측부 상에는 배플이 제공되고,
일측부 상의 상기 배플은 정지 접점의 아크 각도 내에 위치되고, 상기 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단하고, 양측부 상의 상기 배플은 대칭 구조를 갖는,
회로 차단기.
- 제5항에 있어서,
상기 정지 접점이 위치되는 상기 하우징의 일측부 상에는 제1 배플이 제공되고, 상기 제1 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내에 위치되고, 상기 제1 배플은 아크 및/또는 공기류를 차단하고, 상기 하우징의 타측부 상에 제공된 제2 배플은 아크 및/또는 공기류를 차단하는,
회로 차단기의 배플.
- 제6항에 있어서,
상기 제1 배플과 상기 제2 배플 중 적어도 하나는 직선형 에지 배플이고, 상기 직선형 에지 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단하도록 상기 정지 접점의 아크 각도를 가로지르는,
회로 차단기의 배플.
- 제6항에 있어서,
상기 제1 배플과 상기 제2 배플 중 적어도 하나는 아크형 배플이고, 상기 아크형 배플은 상기 정지 접점의 아크 각도 내의 공간을 차단하도록 상기 정지 접점의 아크 각도를 차지하는,
회로 차단기의 배플.
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