KR20210133637A - 아크 소호용 그리드 및 이를 포함하는 아크 소호용 그리드 어셈블리 - Google Patents

Abstract

아크 소호용 그리드 및 이를 포함하는 아크 소호용 그리드 어셈블리가 개시된다. 본 발명에 따르면, 바디부에 형성되는 천공 주변으로 자속밀도의 값이 증가하게 된다. 그리고, 높아진 자속밀도는 아크의 전류밀도와 벡터곱을 통해 큰 로렌츠힘을 만들게 되어, 아크가 그리드로 빠르게 움직이게 되어 배선용 차단기의 차단 속도가 증가하게 된다.

Description

아크 소호용 그리드 및 이를 포함하는 아크 소호용 그리드 어셈블리{GRID TO REMOVE ARC AND ASSEMBLY HAVING THE SAME}

본 발명은 아크 소호용 그리드 및 이를 포함하는 아크 소호용 그리드 어셈블리에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 자속밀도를 향상시켜 아크를 빠르게 소호할 수 있는 아크 소호용 그리드 및 이를 포함하는 아크 소호용 그리드 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로 배선용 차단기(MCCB:Molded Case Circuit Breaker)는 아크 소호용 그리드는 차단기의 접점이 개극하면서 발생하는 아크를 소호하여 차단 성능을 확보하는 역할을 한다. 즉, 배선용 차단기는 전기적으로 과부하 상태 또는 단락 사고시 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하를 보호하는 전기기기이다.

배선용 차단기는 크게 전원측 또는 부하측에 연결될 수 있는 단자부, 고정접촉자와 이에 접촉 또는 분리되어 회로를 연결 또는 분리하는 가동접촉자를 포함하는 접점부, 상기 가동접촉자를 움직여 회로의 개폐에 필요한 동력을 제공하는 개폐 기구 및 전원측에서 과전류 또는 단락전류를 감지하여 개폐 기구의 트립(trip) 동작을 유도하는 트립부, 이상전류의 차단시 발생하는 아크(Arc)를 소호하기 위한 소호부 등으로 구성되어 있다.

도 1에 종래기술에 따른 배선용 차단기의 종단면도가 도시되어 있다. 종래기술에 따른 배선용 차단기는 절연물로 형성되는 외함(case, 1) 내부에 접점부를 구성하는 고정접촉자(2a)와 가동접촉자(2b), 상기 가동접촉자(2b)를 회전시킬 수 있는 동력을 제공하는 개폐기구부(3), 사고 전류 차단시 접점부에서 발생하는 아크(arc)를 소호하기 위해 마련되는 소호부(4) 및 이상전류를 검출하는 검출기구부(5) 등을 포함하고 있다.

가동접촉자(2b)는 개폐기구부(3)의 힘을 전달받아 회동하는 샤프트(6)에 결합되어 회동하며, 고정접촉자(2a)의 고정접점과 가동접촉자(2b)의 가동접점이 맞닿는 접점부는 소호부(4) 내부에 배치된다.

회로에 사고 전류가 흐를 때 고정접촉자(2a)로부터 가동접촉자(2b)를 분리시켜 전류의 흐름을 차단하는 경우 접촉자 사이에서 아크가 발생하는데 아크의 크기(세기)는 전류의 크기에 비례한다.

아크란 대기중의 기체가 순간적으로 플라즈마 상태에 이르게 되는 것으로서 아크 중심온도는 8,000 ~ 12,000℃에 이르며 폭발적인 팽창압력을 가진다. 이로 인해 접촉자를 용융, 소모시키고 절연물을 열화, 파괴시키는 특징을 지니므로 아크의 지속 여부는 차단기의 성능 저하에 지대한 영향을 미치게 된다. 따라서, 아크는 소호부(4) 내에서 신속하게 차단되고 소호되며 배출되어야 한다.

따라서, 배선용 차단기에 있어서 사고 전류 발생시 트립동작을 일으키고 이에 따라 발생하는 아크를 소호하고 배출하는 일은 사고 전류를 차단하여 제품과 부하 및 선로를 보호하는데 있어서 중심이 되며 차단기의 성능과 직결된다.

도 2에 종래기술에 따른 배선용 차단기의 아크 소호부의 상세도가 나타나 있다. 그리드(4b)는 좌우 측판(4a)에 코킹(caulking) 결합되어 있다. 그리드(4b)는 좌우 대칭형상으로 일정한 간격으로 배열되어 있다.

소호부(아크 소호부, 아크 챔버, 아크 소호장치)의 그리드는 단락사고 발생시 아크 전류를 감소시키는 기능을 한다. 특히 그리드에는 가동접촉자(2b)가 통과될 수 있는 홈이 형성되며, 홈의 안쪽으로 아크를 유도하여 아크를 신장시키는 역할을 한다.

그리드(Grid, 4b)는 적당한 간격으로 아크 발생경로와 수직으로 배치한 형태를 이루며 접촉자(2a,2b)가 개리하여 아크가 발생하면 아크는 측판(4a) 내에서 그리드(4b)로 이동한다. 아크는 그리드(4b)에 의하여 냉각되고 각 그리드(4b) 사이에서 짧은 아크로 분할되어 아크 전압이 높아지고 전류가 작아진다.

또한, 소호부를 구성하고 있는 측판(4a)에서 발생하는 소호성의 가스에 의해 외함 내압이 상승하여 아크를 고압으로 압축시키고 자유전자의 방출을 억제시키므로서 급속히 아크를 소멸시키고 극간 전압을 회복하도록 한다.

이와 같이, 아크를 빠르게 소호하여 단락 사고 발생시 아크에 의한 접촉자간 접점의 소모량을 최소화하고 용융 비산물을 억제하는 것은 배선용 차단기에 있어 중요한 요소이다.

한편, 도 3에는 그리드(4b)의 평면도가 나타나 있다. 그리드(4b)는 몸통부(4b1)와 다리부(4b2)를 포함할 수 있다. 다리부(4b2)와 다리부(4b2) 사이에는 상술한 홈이 형성된다. 홈을 통하여 고정접촉자가 이동되며, 홈의 안쪽으로 아크가 유도되며 신장된다.

그런데, 아크 그리드의 형상에 따라서 아크가 소호되는 차단 성능에 차이가 발생한다. 구체적으로, 아크 소호용 그리드의 형상을 변경함으로써, 아크 소호용 그리드가 갖는 자속밀도가 상승함에 따라 아크 소호용 그리드 및 아크에 작용하는 로렌츠힘이 커질 수 있다. 이와 같은 로렌츠힘이 커지게 되면, 아크의 이동 속도가 빨라지게 되어 배선용 차단기의 차단 성능 및 소호성능이 향상될 수 있다. 이에 따라, 새로운 아크 소호용 그리드의 형상에 대한 연구가 필요하다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결할 수 있는 아크 소호용 그리드 및 이를 포함하는 아크 소호용 그리드 어셈블리를 제공하는데 있다.

구체적으로, 본 발명의 목적은:

바디부; 및

상기 바디부로부터 일측으로 연장되는 연장부를 포함하고,

상기 바디부에는, 상기 바디부에 형성되는 자속밀도를 높이도록 이루어지는 적어도 하나의 천공이 형성되는 아크 소호용 그리드 어셈블리를 제공함을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 바디부, 및 상기 바디부로부터 일측으로 연장되는 연장부를 포함하고, 상기 바디부에는, 상기 바디부에 형성되는 자속밀도를 높이도록 이루어지는 복수의 천공이 형성되는 아크 소호용 그리드를 제공한다.

또한, 상기 천공은 복수로 형성될 수 있다.

또한, 상기 천공은 상기 바디부의 폭 방향의 중심선을 기준으로 양 측으로 대칭되게 형성될 수 있다.

또한, 상기 천공은 장방형으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 장방형 천공은, 상기 바디부의 중심선에 가까울수록 상기 바디부의 상단에 가깝도록 배치되고, 상기 바디부의 중심선에서 멀수록 상기 바디부의 상단에서 멀게 형성될 수 있다.

또한, 상기 바디부의 폭 방향의 중심선을 기준으로 어느 일 측에 형성되는 천공이 복수로 구비될 수 있다.

또한, 상기 복수의 천공은, 상기 바디부의 폭 방향의 중심선을 기준으로 양 측에 각각 복수로 형성되고, 상기 중심선을 기준으로 양 측에 형성되는 복수의 천공은, 상기 바디부의 중심선에 가까울수록 상기 바디부의 상단에 가깝게 배치될 수 있다.

또한, 상기 복수의 천공은, 상기 바디부의 폭 방향의 중심선을 기준으로 서로 대칭되게 배치되는 천공의 지름이 동일하게 형성되고, 상기 중심선을 기준으로 어느 일 측에 형성되는 복수의 천공은 각각 지름이 서로 다르게 형성될 수 있다.

또한, 상기 바디부에는 상기 바디부의 하단에 오목하게 형성되는 오목홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 오목홈은 상기 바디부의 하단을 따라 서로 이격되어 복수로 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수의 오목홈은, 상기 바디부의 중심선을 기준으로 양 측으로 대칭되게 형성될 수 있다.

또한, 상기 연장부는 복수로 구비되고, 상기 바디부의 양 측에서 각각 하부로 연장되도록 이루어질 수 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 그리드 결합돌기가 양단부에 형성되고, 상하로 배치되는 복수의 그리드, 및 상기 복수의 그리드의 양측에 각각 배치되고, 상기 그리드가 적층되며 결합되는 그리드 측판 플레이트를 포함하고, 상기 복수의 그리드 각각은, 상기 그리드 결합돌기가 형성되는 바디부, 및 상기 바디부의 하부로 연장되는 연장부를 포함하고, 상기 복수의 그리드는, 바디부의 면적이 서로 다른 2 이상의 그리드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 복수의 그리드는, 상기 바디부에 형성되는 자속밀도를 높이도록 이루어지는 상기 바디부의 폭 방향의 중심선을 기준으로 양 측으로 대칭되게 형성되는 적어도 하나의 천공이 형성되는 제1 그리드, 및 상기 제1 그리드의 상기 바디부보다 면적이 다른 제2 그리드를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제2 그리드는, 바디부에 적어도 하나의 천공을 포함하고, 상기 제2 그리드의 천공은 상기 제1 그리드의 천공과 지름이 서로 다르게 형성될 수 있다.

또한, 상기 제1 그리드의 천공 및 상기 제2 그리드의 천공 중 적어도 하나는 장방형으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 복수의 그리드는, 상기 바디부에 형성되는 자속밀도를 높이도록 상기 바디부의 중심선을 기준으로 서로 대칭되게 형성되는 천공을 포함하는 제3 그리드를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제3 그리드의 천공은, 상기 제1 그리드 및 제2 그리드 중 어느 하나에 형성된 천공과 서로 지름이 같게 형성될 수 있다.

또한, 상기 제3 그리드의 천공은, 상기 제1 그리드 및 제2 그리드에 형성된 각각의 천공과 서로 지름이 다르게 형성될 수 있다.

본 발명에 따르면, 바디부에 형성되는 천공 주변으로 자속밀도의 값이 증가하게 된다. 그리고, 높아진 자속밀도는 아크의 전류밀도와 벡터곱을 통해 큰 로렌츠힘을 만들게 되어, 아크가 그리드로 빠르게 움직이게 되어 배선용 차단기의 차단 속도가 증가하게 된다.

또한, 상기 복수의 오목홈은 상기 바디부의 중심선을 기준으로 양 측으로 대칭되게 형성될 수 있다. 이를 통해 바디부의 자속밀도를 더 높일 수 있고, 아크 발생시 바디부의 중심선에 아크가 빠르게 인가될 수 있는 장점이 있다.

또한, 복수의 아크 소호용 그리드에는 서로 다른 위치에 천공이 형성되므로, 어느 한 부위에 아크가 집중됨으로써 발생할 수 있는 아크 소호용 그리드의 열화현상을 인접한 아크 소호용 그리드가 보완할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래기술에 따른 배선용 차단기의 종단면도이다.
도 2는 도 1에서 따른 배선용 차단기의 아크 소호부의 상세도이다.
도 3은 도 2의 아크 소호용 그리드를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호용 그리드를 나타낸 도면이다.
도 5는 종래기술에 따른 아크 소호용 그리드 및 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호용 그리드의 자속밀도를 비교한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 아크 소호용 그리드를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 아크 소호용 그리드를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 아크 소호용 그리드를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 아크 소호용 그리드를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 종단면도이다.
도 11은 도 10에서 아크 소호용 그리드 어셈블리의 상세도이다.
도 12는 도 11의 아크 소호용 그리드 어셈블리의 분해사시도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 아크 소호용 그리드를 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호용 그리드를 나타낸 도면이다. 도 5는 종래기술에 따른 아크 소호용 그리드 및 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호용 그리드의 자속밀도를 비교한 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호용 그리드(40)는 바디부(41), 및 연장부(42)를 포함한다.

바디부(41)는 아크 소호용 그리드(40)의 몸체를 이루는 부분이다. 바디부(41)는 아크 발생시 아크가 접촉되는 면을 제공할 수 있다.

연장부(42)는 상기 바디부(41)로부터 일측으로 연장될 수 있다. 구체적으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 연장부(42)는 바디부(41)의 양 측에 복수로 구비되고, 상기 바디부(41)의 양 측에서 각각 하부로 연장되도록 이루어질 수 있다. 연장부(42) 사이로 가동접촉자(20b, 도 10 참조)가 지나갈 수 있다.

상기 바디부(41)에는, 상기 바디부(41)에 형성되는 자속밀도를 높이도록 이루어지는 적어도 하나의 천공(43)이 형성된다. 천공(43)은 바디부(41)에 형성되는 개구로서, 바디부(41)의 면적이 줄어들 수 있다.

이와 같이 바디부(41)의 면적이 줄어듦으로 인하여 면적이 줄어든 부위 근처의 자속밀도가 증가할 수 있다. 구체적으로, 도 4 및 도 5를 참조하면, 바디부(41)의 천공 주변(43a)의 자속밀도는 바디부(41)의 다른 부위의 자속밀도와 비교하였을 때 높게 측정되는 것을 알 수 있다.

아크 소호용 그리드(40)에 천공(43)이 형성됨으로써, 아크 소호용 그리드(40)의 면적이 좁아지면서 자속밀도가 높아질 수 있다. 구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 바디부(41)의 천공(43)이 형성된 영역인 천공 주변(43a)에 자속밀도가 높아진 것을 알 수 있다.

구체적으로, 도 5를 참조하면, 자속밀도는 바디부(41)의 천공 주변(43a), 오목홈(45)의 주변, 및 연장부(42)와 바디부(41)의 절곡점(42a)에서 높게 나타나는 것을 알 수 있다.

특히, 종래의 아크 그리드 및 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호용 그리드(40)의 자속밀도를 비교하면, 본 발명의 아크 소호용 그리드(40)가 종래의 아크 소호용 그리드(40)에 비해 자속밀도가 22% 증가한 것을 알 수 있다.

아크 소호용 그리드(40)의 자속밀도도 높아짐에 따라, 아크가 그리드 쪽으로 받는 로렌츠힘이 강해진다. 강한 로렌츠힘에 따라, 아크 발생시 아크가 아크 소호용 그리드(40) 쪽으로 빠르게 움직이므로 아크가 빠르게 소호될 수 있다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호용 그리드(40)는, 아크가 아크 소호용 그리드(40)에 닿은 후에 아크 전류를 변형시키기 위한 것 보다, 아크가 발생하는 상황에서 아크 소호용 그리드(40)의 자속밀도를 높여서 아크를 신속하게 아크 그리드로 이동시키기 위한 것이다.

상기 천공(43)은 복수로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 천공(43)은 상기 바디부(41)의 폭 방향의 중심선(C)을 기준으로 양 측으로 대칭되게 형성될 수 있다. 즉, 바디부(41)의 중심선(C)을 중심으로 서로 대칭되도록 왼쪽과 오른쪽에 각각 천공(43)이 배치될 수 있다.

아크는 아크 소호용 그리드(40)의 바디부(41)의 중앙 부분에서 소호될 수 있다. 그런데, 아크가 위치하는 아크 소호용 그리드(40)의 바디부(41)의 중앙 부분의 면적이 너무 좁아지게 되면, 고온의 아크로 인하여 아크 소호용 그리드(40)가 녹아서 없어질 수 있다. 이러한 경우 아크 소호의 성능이 오히려 하락될 수 있다.

이를 방지하기 위하여, 바디부(41)의 중심선(C)을 기준으로 천공(43)이 양 측에 배치되도록 할 수 있다. 천공(43)이 바디부(41)의 중심선(C)을 기준으로 양 측에 배치됨으로써, 바디부(41) 전체의 자속밀도가 커지며, 천공 주변(43a)으로 커진 자속밀도가 중심선(C)을 중심으로 양 측에 대칭되어 배치되므로 아크는 바디부(41)의 중심선(C) 쪽으로 유도될 수 있다.

바디부(41)의 양측으로는 그리드 결합돌기(41a)가 돌출될 수 있다. 그리드 결합돌기(41a)는 후술할 그리드 측판 플레이트(40a)에 결합되어 아크 소호용 그리드(40)를 고정시킨다.

상기 바디부(41)에는 상기 바디부(41)의 하단에 오목하게 형성되는 오목홈(45)이 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 오목홈(45)은 바디부(41)의 중심선(C)에 배치될 수 있다. 오목홈(45)이 형성됨으로써 오목홈(45)의 주변부, 예를 들어 오목홈(45)이 시작되는 바디부(41)의 단부인 꼭지점(45a) 및 오목홈(45)의 가장 내측부(45b)에 자속밀도가 밀집될 수 있다. 또한, 오목홈(45)이 형성됨으로써, 바디부(41)의 면적이 줄어든다. 이를 통해 바디부(41)의 전체 자속밀도가 더 높아질 수 있다.

도 6 내지 도 9는 본 발명의 서로 다른 일 실시예에 따른 아크 소호용 그리드를 나타낸 도면들이다.

먼저 도 6에 도시된 아크 소호용 그리드(40)를 참조하면, 상술한 도 4의 실시예와 비교하였을 때, 바디부(41)에 형성되는 천공(43)의 지름이 더 작을 수 있다.

천공(43)의 지름이 더 작음으로써, 바디부(41)의 면적이 도 4의 실시예와 비교하였을 때 바디부(41)의 자속밀도의 증가는 더 작을 수 있다. 다만, 아크가 발생하는 경우 바디부(41)에 아크가 접촉되어 분압되는 과정에서 바디부(41)가 손상을 입을 수 있는데, 바디부(41)의 면적이 넓을수록 손상되는 양이 줄어들 수 있다.

또한, 상술한 도 4의 실시예와 달리, 상기 오목홈(45)은 상기 바디부(41)의 하단을 따라 서로 이격되어 복수로 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 상기 복수의 오목홈(45)은 상기 바디부(41)의 중심선(C)을 기준으로 양 측으로 대칭되게 형성될 수 있다. 이를 통해 바디부(41)의 자속밀도를 더 높일 수 있다. 그리고 아크 발생시 바디부(41)의 중심선(C)에 아크가 빠르게 인가될 수 있는 장점이 있다.

다음으로 도 7에 도시된 아크 소호용 그리드(40)를 참조하면, 바디부(41)의 폭 방향의 중심선(C)을 기준으로 어느 일 측에 형성되는 천공(43)이 복수로 구비된다. 도시된 바와 같이, 중심선(C)을 기준으로 바디부(41)의 한 쪽 부분에 형성되는 천공(43)이 2개씩 형성된다. 이를 통해 바디부(41)의 자속밀도를 더 높일 수 있다.

상기 복수의 천공(43)은 상기 바디부(41)의 폭 방향의 중심선(C)을 기준으로 양 측에 각각 복수로 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이, 중심선(C)을 기준으로 양 측에 각각 2개의 천공(43)이 형성될 수 있다. 이때, 천공(43)의 개수는 더 증가할 수 있다.

그리고, 상기 중심선(C)을 기준으로 양 측에 형성되는 복수의 천공(43)은 상기 바디부(41)의 중심선(C)에 가까울수록 상기 바디부(41)의 상단에 가깝게 배치될 수 있다.

구체적으로 도 7에 도시된 바와 같이, 제1 천공(431)과 제2 천공(432) 중에서 중심선(C)에 가깝게 배치되는 제2 천공(432)이 바디부(41)의 상단에 더 가깝게 형성된다.

이를 통하여 첫 번째로 상술한 바와 같이, 바디부(41)의 자속밀도가 바디부(41)의 중심선(C)에 집중될 수 있다. 구체적으로, 바디부(41)의 중심선(C)을 중심으로 양 측으로 대칭되게 천공(43)이 배치되므로, 바디부(41)의 자속밀도의 합은 바디부(41)의 중심선(C)에 집중될 수 있다.

두 번째로, 바디부(41)의 자속밀도가 바디부(41)의 상측 방향으로 집중될 수 있다. 구체적으로, 중심선(C)에 가깝게 배치된 천공(43)이 상측에 배치됨으로써, 바디부(41) 전체의 자속밀도의 합은 바디부(41)의 상측으로 이동될 수 있다. 이에 따라, 소호부에 아크가 발생하는 경우 아크 소호용 그리드(40)의 바디부(41) 측으로 아크가 전달되기 용이하다.

한편, 상기 복수의 천공(43)은 상기 바디부(41)의 폭 방향의 중심선(C)을 기준으로 서로 대칭되게 배치되는 천공(43)의 지름이 동일하게 형성될 수 있다. 또한, 상기 복수의 천공(43)은 상기 중심선(C)을 기준으로 어느 일 측에 형성되는 복수의 천공(43)은 각각 지름이 서로 다르게 형성될 수 있다.

구체적으로, 중심선(C)을 기준으로 서로 대칭되게 형성되는 2개의 제1 천공(431)은 서로 지름이 동일하게 형성될 수 있다. 그리고 중심선(C)을 기준으로 서로 대칭되게 형성되는 2개의 제2 천공(432) 또한 서로 지름이 동일하게 형성될 수 있다. 그리고, 제1 천공(431) 및 제2 천공(432)의 지름은 서로 다르게 형성될 수 있다.

구체적으로, 제1 천공(431)의 지름이 제2 천공(432)의 지름보다 크게 형성되거나, 그 반대로 형성될 수 있다. 이를 통해 아크 소호용 그리드(40) 바디부(41)의 자속밀도를 더 강화시키거나, 그 위치 등을 조절할 수 있어, 아크를 빠르게 신장시킬 수 있다.

한편, 도 8에 도시된 아크 소호용 그리드(40)를 참조하면, 상기 천공(43)은 장방형으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 장방형 천공(43)은, 상기 바디부(41)의 중심선(C)에 가까울수록 상기 바디부(41)의 상단에 가깝도록 배치되고, 상기 바디부(41)의 중심선(C)에서 멀수록 상기 바디부(41)의 상단에서 멀게 형성될 수 있다.

이러한 구조를 통해, 바디부(41)의 자속밀도의 합이 바디부(41)의 중심선(C)에 위치하도록 할 수 있다. 또한, 바디부(41)의 자속밀도의 합이 바디부(41) 상측에 편중되도록 이루어져 아크를 바디부(41) 측으로 더 강하게 끌어당길 수 있다.

도 9에 도시된 아크 소호용 그리드(40)를 참조하면, 천공(43)은 바디부(41)의 중심선(C)을 기준으로, 바디부(41)의 폭 방향으로 형성될 수 있다. 이때, 천공(43)은 장방형으로 이루어질 수 있다. 다만, 천공(43)은 원형으로 이루어질 수도 있다. 또한, 천공(43) 장방형이나 원형이 아닌, 바디부(41)의 상측으로 휘어진 원형으로 개구될 수도 있다.

한편, 도 9의 아크 소호용 그리드(40)는 상술한 다른 실시예의 아크 소호용 그리드(40)들과 혼합하여 사용될 수 있다. 이에 대해서는 자세하게 후술한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 종단면도이다. 도 11은 도 10에서 아크 소호용 그리드 어셈블리의 상세도이다. 도 12는 도 11의 아크 소호용 그리드 어셈블리의 분해사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기는 케이스(10), 고정접촉자(20a), 가동접촉자(20b), 개폐기구부(30), 소호부(400) 및 검출기구부(50)를 포함할 수 있다.

케이스(10)는 절연물로 형성된다. 케이스(10)의 내부에 전원측으로부터 부하측에 전달되는 회로를 연결 또는 차단하기 위해 마련되는 접점부를 구성하는 고정접촉자(20a)와 가동접촉자(20b)가 구비될 수 있다.

개폐기구부(30)는 상기 가동접촉자(20b)를 회전시킬 수 있는 동력을 제공한다. 소호부(400)는 사고 전류 차단시 접점부에서 발생하는 아크(arc)를 소호할 수 있다. 검출기구부(50)는 이상전류를 검출한다.

가동접촉자(20b)는 개폐기구부(30)의 힘을 전달받아 회동하는 샤프트(60)에 결합되어 회동하며, 고정접촉자(20a)의 고정접점과 가동접촉자(20b)의 가동접점이 맞닿는 접점부는 소호부(400) 내부에 배치된다.

회로에 사고 전류가 흐를 때 고정접촉자(20a)로부터 가동접촉자(20b)를 분리시켜 전류의 흐름을 차단하는 경우 접촉자 사이에서 아크가 발생한다. 이때, 아크의 크기(세기)는 전류의 크기에 비례한다.

도 11을 참조하면, 아크 소호용 그리드 어셈블리(410)는 아크 소호용 그리드(40)가 9개 내지 12개가 서로 간격을 두고 층층이 쌓여서 이루어질 수 있다. 배선용 차단기 내부의 접점 사이에서 아크가 발생하면 아크는 소호실 내부에서 아크챔버의 그리드 사이로 옮겨간다. 아크는 그리드에 의해 냉각되고, 전압의 분압되는 등의 효과로 인해 소호된다.

도 12를 참조하면, 그리드 결합돌기(41a)가 양단부에 형성되고, 상하로 배치되는 복수의 그리드(40), 및 상기 복수의 그리드(40)의 양측에 각각 배치되고, 상기 그리드가 적층되며 결합되는 그리드 측판 플레이트(40a)를 포함할 수 있다.

그리고, 상기 복수의 그리드(40) 각각은, 상기 그리드 결합돌기(41a)가 형성되는 바디부(41), 및 상기 바디부(41)의 하부로 연장되는 연장부(42)를 포함한다. 또한, 상기 복수의 그리드(40)는, 바디부(41)의 면적이 서로 다른 2 이상의 그리드를 포함할 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 서로 다른 종류의 복수의 그리드(40)가 상하로 적층 될 수 있다. 구체적으로, 상기 복수의 그리드(40)는 상기 바디부(41)에 형성되는 자속밀도를 높이도록 이루어지는 상기 바디부(41)의 폭 방향의 중심선(C)을 기준으로 양 측으로 대칭되게 형성되는 적어도 하나의 천공(43)이 형성되는 제1 그리드(401), 및 상기 제1 그리드(401)의 상기 바디부(41)보다 면적이 다른 제2 그리드(402)를 포함할 수 있다.

도 12를 참조하면, 복수의 그리드(40) 상부에서부터 중심선(C)을 중심으로 양측에 원형의 천공(43)이 형성되는 제1 그리드(401), 및 제1 그리드(401) 하부에 배치되는 바디부(41)의 중심선(C)에 걸쳐 장방형의 천공(43)이 형성되는 제2 그리드(402)가 배치된다.

즉, 상기 제2 그리드(402)는, 바디부(41)에 적어도 하나의 천공(43)을 포함하고, 상기 제2 그리드(402)의 천공(43)은 상기 제1 그리드(401)의 천공(43)과 지름이 서로 다르게 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 그리드(401)의 천공(43) 및 상기 제2 그리드(402)의 천공(43) 중 적어도 하나는 장방형으로 형성될 수 있다.

상기 복수의 그리드(40)는 상기 바디부(41)에 형성되는 자속밀도를 높이도록 상기 바디부(41)의 중심선(C)을 기준으로 서로 대칭되게 형성되는 천공(43)을 포함하는 제3 그리드(403)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 12를 참조하면, 제3 그리드(403)는 중심선(C)을 기준으로 서로 대칭되게 형성되는 천공(43)을 포함한다.

그리고, 상기 제3 그리드(403)의 천공(43)은 상기 제1 그리드(401) 및 제2 그리드(402)에 형성된 각각의 천공(43)과 서로 지름이 다르게 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 제3 그리드(403)는 제1 그리드(401) 및 제2 그리드(402)에 형성된 천공(43)들과 서로 다른 지름을 가질 수 있다.

한편, 상기 제3 그리드(403)의 천공(43)은 상기 제1 그리드(401) 및 제2 그리드(402) 중 어느 하나에 형성된 천공(43)과 서로 지름이 같게 형성될 수 있다. 예를 들어, 가장 마지막에 배치된 제4 그리드(404)가 제3 그리드(403)의 위치에 배치되는 경우, 제3 그리드(403)의 천공(43)의 지름이 제1 그리드(401)의 천공(43)의 지름과 같게 형성될 수 있다.

이와 같이 복수의 아크 소호용 그리드(40)는, 인접한 아크 소호용 그리드(40)와 서로 다른 위치에 배치되고, 서로 같거나 다른 지름을 갖는 천공(43)을 갖는 아크 소호용 그리드(40)들이 적층됨으로써, 아크가 신장될 때 다양한 자속밀도를 형성함으로써 아크를 유도할 수 있다.

또한, 아크가 아크 소호용 그리드 어셈블리(410)의 상측에 배치된 아크 소호용 그리드(40)와 최초로 만나고, 그 이후에 아크 소호용 그리드 어셈블리(410)의 하부로 향하면서 복수의 아크 소호용 그리드(40)와 만나는 동안, 복수의 아크 소호용 그리드(40)에는 서로 다른 위치에 천공(43)이 형성되므로, 어느 한 부위에 아크가 집중됨으로써 발생할 수 있는 아크 소호용 그리드(40)의 열화현상을 인접한 아크 소호용 그리드(40)가 보완할 수 있는 장점이 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10 케이스 20a 고정접촉자
20b 가동접촉자 30 개폐기구부
50 검출기구부 60 샤프트
40 아크 소호용 그리드 40a 그리드 측판 플레이트
41 바디부 41a 그리드 결합돌기
42 연장부 42a 절곡점
45 오목홈 45a 꼭지점
45b 오목홈의 최내측부 43 천공
431 제1 천공 432 제2 천공
43a 천공 주변 400 소호부
410 아크 소호용 그리드 어셈블리 401 제1 그리드
402 제2 그리드 403 제3 그리드
404 제4 그리드 C 중심선

Claims (13)

1. 아크 소호용 그리드에 있어서, 상기 그리드는,
   바디부; 및
   상기 바디부로부터 일측으로 연장되는 연장부를 포함하고,
   상기 바디부에는, 상기 바디부에 형성되는 자속밀도를 높이도록 이루어지는 복수의 천공이 형성되는, 아크 소호용 그리드.
2. 제1항에 있어서,
   상기 천공은,
   상기 바디부의 폭 방향의 중심선을 기준으로 양 측으로 대칭되게 형성되는,
   아크 소호용 그리드.
3. 제2항에 있어서,
   상기 천공은 장방형으로 형성되는,
   아크 소호용 그리드.
4. 제3항에 있어서,
   상기 장방형 천공은,
   상기 바디부의 중심선에 가까울수록 상기 바디부의 상단에 가깝도록 배치되고, 상기 바디부의 중심선에서 멀수록 상기 바디부의 상단에서 멀게 형성되는,
   아크 소호용 그리드.
5. 제2항에 있어서,
   상기 바디부의 폭 방향의 중심선을 기준으로 어느 일 측에 형성되는 천공이 복수로 구비되는,
   아크 소호용 그리드.
6. 제5항에 있어서,
   상기 복수의 천공은,
   상기 바디부의 폭 방향의 중심선을 기준으로 양 측에 각각 복수로 형성되고,
   상기 중심선을 기준으로 양 측에 형성되는 복수의 천공은,
   상기 바디부의 중심선에 가까울수록 상기 바디부의 상단에 가깝게 배치되는, 아크 소호용 그리드.
7. 제6항에 있어서,
   상기 복수의 천공은,
   상기 바디부의 폭 방향의 중심선을 기준으로 서로 대칭되게 배치되는 천공의 지름이 동일하게 형성되고,
   상기 중심선을 기준으로 어느 일 측에 형성되는 복수의 천공은 각각 지름이 서로 다르게 형성되는,
   아크 소호용 그리드.
8. 제1항에 있어서,
   상기 바디부에는 상기 바디부의 하단에 오목하게 형성되는 오목홈이 형성되고,
   상기 오목홈은 상기 바디부의 하단을 따라 서로 이격되어 복수로 형성되며,
   상기 복수의 오목홈은 상기 바디부의 중심선을 기준으로 양 측으로 대칭되게 형성되는,
   아크 소호용 그리드.
9. 제1항에 있어서,
   상기 연장부는 복수로 구비되고,
   상기 바디부의 양 측에서 각각 하부로 연장되도록 이루어지는,
   아크 소호용 그리드.
10. 그리드 결합돌기가 양단부에 형성되고, 상하로 배치되는 복수의 그리드; 및
    상기 복수의 그리드의 양측에 각각 배치되고, 상기 그리드가 적층되며 결합되는 그리드 측판 플레이트를 포함하고,
    상기 복수의 그리드 각각은,
    상기 그리드 결합돌기가 형성되는 바디부; 및
    상기 바디부의 하부로 연장되는 연장부를 포함하고,
    상기 복수의 그리드는, 바디부의 면적이 서로 다른 2 이상의 그리드를 포함하고,
    상기 복수의 그리드는,
    상기 바디부에 형성되는 자속밀도를 높이도록 이루어지는 상기 바디부의 폭 방향의 중심선을 기준으로 양 측으로 대칭되게 형성되는 적어도 하나의 천공이 형성되는 제1 그리드; 및
    상기 제1 그리드의 상기 바디부보다 면적이 다른 제2 그리드를 포함하는, 아크 소호용 그리드 어셈블리.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 그리드는, 바디부에 적어도 하나의 천공을 포함하고,
    상기 제2 그리드의 천공은 상기 제1 그리드의 천공과 지름이 서로 다르게 형성되는,
    아크 소호용 그리드 어셈블리.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 그리드의 천공 및 상기 제2 그리드의 천공 중 적어도 하나는 장방형으로 형성되는,
    아크 소호용 그리드 어셈블리.
13. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 그리드는,
    상기 바디부에 형성되는 자속밀도를 높이도록 상기 바디부의 중심선을 기준으로 서로 대칭되게 형성되는 천공을 포함하는 제3 그리드를 더 포함하는,
    아크 소호용 그리드 어셈블리.

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