KR20220151447A - 아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기 - Google Patents

Abstract

아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 아크 소호부는 서로 이격되어, 서로 마주하도록 배치되는 측판, 상기 측판 사이에 배치되며, 복수로 구비되어 서로 이격되며 상기 측판에 각각 결합되는 그리드, 및 고정 접점 및 상기 고정 접점으로부터 이격가능하게 배치되는 가동 접점 사이에서 형성되는 아크의 경로를 변경하기 위한 자기장을 형성하고, 상기 복수의 그리드 중 상기 고정 접점에 인접한 최외곽 그리드와 인접하게 배치되는 자석부를 제공한다.

Description

아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기{Arc extinguish part and air circuit breaker include the same}

본 발명은 아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 전류가 차단되어 발생된 아크를 효과적으로 소호할 수 있는 아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기에 관한 것이다.

차단기는 고정 접점 및 가동 접점의 접촉 및 이격에 의해 외부와의 통전을 허용하거나 차단할 수 있는 기기를 의미한다. 차단기에 구비되는 고정 접점 및 가동 접점은 각각 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결된다.

가동 접점은 차단기에 이동 가능하게 구비된다. 가동 접점은 고정 접점을 향하는 방향 또는 멀어지는 방향으로 이동될 수 있다. 가동 접점과 고정 접점이 접촉되면, 차단기는 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

차단기에 과전류 또는 이상 전류가 흐를 경우, 접촉 상태에 있던 가동 접점과 고정 접점은 서로 이격된다. 이때, 가동 접점과 고정 접점 사이에서 통전되던 전류는 바로 소멸되지 않고, 아크(arc)의 형태로 변화되며 가동 접점을 따라 신장(extend)된다.

아크는 고온 고압의 전자의 흐름으로 정의될 수 있다. 따라서, 발생된 아크가 차단기 내부 공간에서 장시간 체류될 경우, 차단기의 각 구성 요소가 손상될 염려가 있다. 또한, 아크가 별도의 처리 과정 없이 차단기의 외부로 배출될 경우, 사용자가 상해를 입을 염려가 있다.

이에, 차단기에는 아크를 소호(extinguish)하면서 배출하기 위한 소호 장치가 구비됨이 일반적이다. 발생된 아크는 소호 장치를 통과하며 아크 압력이 증가되며 이동 속도가 빨라지고, 동시에 냉각되며 외부로 배출될 수 있다.

따라서, 발생된 아크는 아크 소호 장치로 신속하게 유도되어야 한다.

그런데, 직류 기중 차단기 중 소전류가 흐르는 직류 기중 차단기의 경우, 발생되는 아크의 힘이 상대적으로 약하다. 또한, 직류의 경우 전류에 0점이 존재하지 않으므로, 교류 전류에 비하여 아크 소호가 더 어렵다.

특히, 직류 기중 차단기에 있어서 소전류를 차단하는 경우 내부에서 발생되는 아크의 힘이 상대적으로 약하므로, 차단 후 발생되는 아크가 아크 소호부의 그리드까지 이동되지 못하는 문제가 발생한다. 이와 같이 소호되지 못한 아크는 가동 접점 및 고정 접점에 인접하여 머물면서, 접점을 녹이는 등의 문제가 발생된다.

따라서, 이와 같이 직류 기중 차단기에서 소전류 차단 시 발생되는 아크를 효과적으로 소호시키기 위한 고려가 필요하다.

본 발명의 목적은, 상술한 문제점을 해결할 수 있는 구조의 아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기를 제공하는데 있다.

먼저, 발생된 아크를 신속하게 소호 및 이동시킬 수 있는 구조의 아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 직류 기중 차단기에서 소전류 차단 시 발생되는 아크가 신속하게 그리드로 이동하여 소호될 수 있는 구조의 아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 아크의 이동 경로와 관련된 자기장을 형성하는 자석이, 아크에 의해 손상되지 않을 수 있는 구조의 아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 아크의 이동 경로와 관련된 자기장을 형성하는 자석을 구비하기 위해, 과다한 설계 변경이 요구되지 않는 구조의 아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 아크의 이동 경로와 관련된 자기장을 형성하는 자석이 구비되더라도, 점유하는 공간이 과다하게 증가되지 않는 구조의 아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 아크의 이동 경로와 관련된 자기장을 형성하는 자석이 복수 개 구비되는 경우, 각 자석이 형성하는 자기장이 강화될 수 있는 구조의 아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기를 제공함을 일 목적으로 한다.

또한, 자석이 구비되더라도, 발생된 아크의 소호 경로가 확보될 수 있는 구조의 아크 소호부 및 이를 포함하는 기중 차단기를 제공함을 일 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 서로 이격되어, 서로 마주하도록 배치되는 측판, 상기 측판 사이에 배치되며, 복수로 구비되어 서로 이격되며 상기 측판에 각각 결합되는 그리드, 및 고정 접점 및 상기 고정 접점으로부터 이격가능하게 배치되는 가동 접점 사이에서 형성되는 아크의 경로를 변경하기 위한 자기장을 형성하고, 상기 복수의 그리드 중 상기 고정 접점에 인접한 최외곽 그리드와 인접하게 배치되는 자석부를 포함하는 아크 소호부를 제공한다.

또한, 상기 자석부는, 상기 어느 하나의 측판과 다른 측판 사이에 배치되는 상기 그리드의 중앙부를 중심으로 대칭되도록 배치되는 자석부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 자석부는, 상기 그리드 및 상기 측판 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.

또한, 상기 자석부는, 내부에 수납부를 형성하고, 상기 그리드 또는 상기 측판에 결합 가능하게 형성되는 케이스, 상기 수납부에 수용되고, 자기장을 형성하도록 이루어지는 자성체를 포함할 수 있다.

또한, 상기 자석부는, 상기 수납부에 수용되고, 상기 자성체를 감싸도록 이루어지는 절연체를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 케이스는, 발생되는 아크가 상기 그리드를 향해 유동되도록 아크를 유도할 수 있다.

또한, 상기 자석부는, 상기 측판에 결합되고, 상기 측판에 결합된 복수의 그리드가 나열된 방향으로 연장되는 제1 자석부, 및 상기 제1 자석부가 결합된 측판과 대면하는 측판에 결합되고, 상기 제1 자석부와 대응되는 위치에 배치되는 제2 자석부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 자석부는, 상기 복수의 그리드 중 어느 하나의 그리드에 결합되는 제3 자석부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 제3 자석부는, 내부에 수납부를 형성하고, 상기 그리드 또는 측판에 결합 가능하게 형성되는 케이스, 상기 수납부에 수용되고, 자기장을 형성하도록 이루어지는 자성체, 및 상기 그리드에 형성되는 결합홈에 상기 케이스를 결합하기 위한 결합부재를 포함할 수 있다.

또한, 상기 케이스는, 배면에 상기 자성체를 수용 가능한 수납부가 형성되는 제1 케이스, 상기 제1 케이스의 배면에서, 상기 결합부재를 통해 제1 케이스와 결합되는 제2 케이스를 포함하고, 상기 제1 케이스는, 전면 하단에 그리드의 하단에 접촉 가능하게 형성되는 돌출부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1 케이스의 배면의 양 측으로 상하 방향으로 날개부가 돌출되고, 상기 제2 케이스는 상기 날개부 사이에 삽입되어 고정될 수 있다.

또한, 상기 제1 자석부 및 제2 자석부의 자성체는, N극으로 자화되는 제1 면, 및 S극으로 자화되는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면은, 상기 제1 자석부 및 제2 자석부가 서로 멀어지는 방향을 따라 배치될 수 있다.

또한, 상기 제3 자석부의 자성체는, N극으로 자화되는 제1 면, 및 S극으로 자화되는 제2 면을 포함하고, 상기 제1 면은, 상기 고정 접점 및 가동 접점이 이격되는 경우에, 상기 가동 접점이 지나가는 공간을 향해 배치될 수 있다.

또한, 상기 제3 자석부는, 상기 최외곽 그리드에 결합될 수 있다.

또한, 상기 최외곽 그리드에는, 그리드의 중앙 하단에서 하부로 돌출되는 결합 레그가 형성될 수 있다.

또한, 상기 최외곽 그리드는, 상기 결합 레그의 양 측으로 이격되어 형성되고, 하부로 돌출되는 그리드 레그를 더 포함할 수 있다.

상기 그리드 레그 및 결합 레그 사이에는 오목홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 고정 접점, 상기 고정 접점을 향하는 방향 또는 상기 고정 접점에서 멀어지는 방향으로 이동되는 가동 접점, 및 상기 고정 접점 및 상기 가동 접점에 인접하게 위치되어, 상기 고정 접점과 상기 가동 접점이 이격되어 발생된 아크를 소호하도록 구성되는 아크 소호부를 포함하며, 상기 아크 소호부는, 서로 이격되어, 서로 마주하도록 배치되는 측판, 상기 측판 사이에 배치되며, 복수로 구비되어 서로 이격되며 상기 측판에 각각 결합되는 그리드, 및 고정 접점 및 상기 고정 접점으로부터 이격가능하게 배치되는 가동 접점 사이에서 형성되는 아크의 경로를 변경하기 위한 자기장을 형성하고, 상기 복수의 그리드 중 상기 고정 접점에 인접한 최외곽 그리드와 인접하게 배치되는 자석부를 포함하는 기중 차단기를 제공한다.

또한, 상기 고정 접점의 상측으로 돌출되는 로우 러너, 및 상기 가동 접점의 상측으로 돌출되고, 상기 가동 접점이 상기 고정 접점에 접촉 시 상기 로우 러너에 접촉되는 돌출 접점을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 다음과 같은 효과가 달성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호부의 그리드 하부에 형성되는 소전류에 의한 아크가 제1 자석부 내지 제3 자석부에 의하여 형성되는 자기장 영역(M.F.A)의 자기장(M.F)에 인가되는 자기장 방향에 의하여, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 아크 유도 경로(A.P)가 형성된다.

아크는 아크 유도 경로(A.P)를 따라 이동된다. 아크가 이동됨에 따라, 아크는 그리드에 신속하게 인가되어, 빠르게 소호될 수 있는 효과가 있다.

나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호부에 의하면, 제3 자석부의 자기장에 의하여, 아크의 방향이 지면을 향해 들어가는 방향으로 형성되거나, 지면으로부터 나오는 방향으로 형성되는 각각의 경우 아크가 좌측 또는 우측으로 이동된다.

그런데, 제1 자석부 및 제2 자석부의 자기장이 서로 반대방향으로 형성되므로, 아크 소호부 내에 형성되는 아크의 방향이 지면을 향해 들어가는 방향으로 형성되거나, 지면으로부터 나오는 방향으로 형성되는 두 경우 모두 위쪽 방향으로 아크 유도 경로(A.P)가 형성되는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예는 로우 러너 및 돌출 접점을 구비함으로써, 아크가 발생되는 위치가 위쪽으로 이동되는 효과를 갖는다. 즉, 본 발명의 일 실시예는 돌출 접점이 가동 접점보다 위쪽으로 돌출되는 거리만큼 아크가 발생되는 영역이 위쪽으로 이동되는 효과를 갖는다.

이에 따라, 제1 자석부, 제2 자석부 및 제3 자석부에 의하여 아크에 가해지는 자기장의 세기가 커지므로, 아크가 상측으로 이동되는 전자기력이 더 강하게 인가될 수 있다.

또한, 발생된 아크와 그리드 사이의 거리가 짧아지므로, 아크가 그리드에 인가되는 시간이 더 짧아져, 아크가 빠르게 소호될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 기중 차단기에서 후면 커버가 탈거된 상태를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 1의 기중 차단기에서 후면 커버가 탈거된 상태를 도시하는 정면도이다.
도 4는 도 1의 기중 차단기에서 후면 커버가 탈거된 상태를 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 1의 기중 차단기에서 후면 커버가 탈거된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 6은 도 1의 기중 차단기에 구비되는 아크 소호부의 일 실시예를 도시하는 사시도이다.
도 7은 도 6에 도시된 아크 소호부의 일 실시예를 도시하는 분해 사시도이다.
도 8 및 도 9는 도 6에 도시된 제3 자석부를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 10은 도 6에 도시된 아크 소호부의 일 실시예를 도시하는 정면도이다.
도 11은 도 6에 도시된 아크 소호부의 일 실시예를 도시하는 평면도이다.
도 12는 도 6에 도시된 아크 소호부의 일 실시예를 도시하는 측면도이다.
도 13은 도 6에 도시된 아크 소호부에서 아크 커버부가 탈거된 상태를 도시하는 사시도이다.
도 14는 도 6에 도시된 아크 소호부의 일 실시예를 도시하는 저면도이다.
도 15는 도 6에 도시된 아크 소호부의 측판 및 그리드의 일부를 제거한 상태를 도시하는 사시도이다.
도 16은 도 6에 도시된 아크 소호부의 일 실시예를 도시하는 정면도이다.
도 17은 도 6에 도시된 아크 소호부를 절단한 모습을 나타낸 사시도이다.
도 18은 도 17에 도시된 아크 소호부의 제1 자석부 내지 제3 자석부 의하여 형성되는 자기장을 도시한 사시도이다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호부에 의해 아크가 받는 전자기력을 나타낸 개념도이다.
도 21은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 아크 소호부를 나타내는 분해 사시도이다.
도 22 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 기중 차단기에서 아크가 발생하는 영역 및 자석부에 의하여 자기장이 형성되는 공간을 설명하기 위한 도면이다.
도 25 및 도 26은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 아크 소호부에 의해 아크가 받는 전자기력을 나타낸 개념도이다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차단부 및 이를 포함하는 기중 차단기를 상세하게 설명한다.

이하의 설명에서는 본 발명의 특징을 명확하게 하기 위해, 일부 구성 요소들에 대한 설명이 생략될 수 있다.

1. 용어의 정의

이하의 설명에서 사용되는 "통전 "이라는 용어는 하나 이상의 부재 사이에 전류 또는 전기적 신호가 서로 전달됨을 의미한다.

이하의 설명에서 사용되는 "자석"이라는 용어는 자성체를 자화하거나 자기장을 발생시킬 수 있는 임의의 물체를 의미한다. 일 실시예에서, 자석은 영구 자석(permanent magnet) 또는 전자석(electromagnet)으로 구비될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 "기중 차단기(Air Circuit Breaker)"라는 용어는 공기 또는 압축 공기를 이용하여 아크를 소호하도록 구성되는 차단기를 의미한다. 이하에서 설명되는 각 구성들은 기중 차단기에 적용됨을 전제한다.

다만, 이하에서 설명되는 각 구성들은 공기 차단기, 압축공기 차단기, 가스 차단기, 유 차단기 및 진공 차단기 등에도 적용될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 "자기장(Magnetic Field, M.F)"이라는 용어는, 자석에 의하여 형성되는 자기장을 의미한다. 또는 서로 인접하게 배치되는 복수 개의 자석에 의하여 형성되는 자기장을 의미한다. 즉, 자기장(M.F)은, 하나 또는 복수 개의 자석에서 의하여 형성되는 자기장을 의미한다.

"자기장 영역(Magnetic Field Area, M.F.A)"이라는 용어는, 자석에 의하여 형성되는 자기장의 영역을 의미한다. 특히, 자석에 의하여 형성되는 자기장이 아크가 발생되는 구간에 영향을 미치는 곳을 의미한다.

"아크 발생 영역(Arc-generation Area, A.A)"은 아크가 발생되는 영역을 의미한다. 특히, 가동 접점 및 고정 접점이 이격되며 아크가 발생될 가능성이 높은 영역을 의미한다.

"아크 유도 경로(Arc-guided Path, A.P)"란 본 발명의 일 실시예에 따른 자석부에 의하여 발생된 아크가 로렌츠 힘에 의하여 받는 전자기력의 방향을 의미한다. 아크는 로렌츠 힘에 의하여 발생되는 전자기력에 의하여 아크의 경로가 유도될 수 있다.

이하의 설명에서 사용되는 "상측", "하측", "우측", "좌측", "전방 측" 및 "후방 측"이라는 용어는 도 1에 도시된 좌표계를 통해 이해될 것이다.

2. 본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기(10)의 구성의 설명

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기(10)는 커버부(100), 구동부(200) 및 차단부(300) 및 아크 소호부(600)를 포함한다.

(1) 커버부(100)의 설명

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기(10)는 커버부(100)를 포함한다.

커버부(100)는 기중 차단기(10)의 외형을 형성한다. 또한, 커버부(100)는 내부에 공간이 형성되어, 기중 차단기(10)의 작동을 위한 각 구성 요소들이 실장될 수 있다.

즉, 커버부(100)는 일종의 하우징(housing)으로 기능된다.

커버부(100)는 고내열성, 고강성의 소재로 형성될 수 있다. 내부에 실장된 각 구성 요소들의 손상을 방지하고, 내부에서 발생된 아크에 의해 손상되는 것을 방지하기 위함이다. 일 실시예에서, 커버부(100)는 합성 수지 또는 강화 플라스틱으로 형성될 수 있다.

도시된 실시예에서, 커버부(100)는 상하 방향을 높이로 하는 사각기둥 형상이다. 커버부(100)의 형상은 기중 차단기(10)의 작동을 위한 구성 요소를 내부에 실장할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다.

커버부(100)의 내부 공간은 외부와 통전된다. 커버부(100)의 내부에 실장된 각 구성 요소는 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

도시된 실시예에서, 커버부(100)는 상부 커버(110) 및 하부 커버(120)를 포함한다.

상부 커버(110)는 커버부(100)의 상측을 형성한다. 상부 커버(110)는 하부 커버(120)의 상측에 위치된다. 일 실시예에서, 상부 커버(110)와 하부 커버(120)는 일체로 형성될 수 있다.

상부 커버(110)의 내부에는 공간이 형성된다. 상기 공간에는 기중 차단기(10)에 구비되는 다양한 구성 요소가 실장된다. 일 실시예에서, 상부 커버(110)의 내부 공간에는 차단부(300) 및 아크 소호부(600) 등이 실장될 수 있다.

상부 커버(110)의 내부 공간은 하부 커버(120)의 내부 공간과 연통된다. 차단부(300) 등의 구성 요소는 상부 커버(110)의 내부 공간 및 하부 커버(120)의 내부 공간에 걸쳐 수용될 수 있다.

상부 커버(110)의 일측, 도시된 실시예에서 상측 면에는 아크 소호부(600)가 위치된다. 아크 소호부(600)는 상부 커버(110)의 상측 면에서 부분적으로 노출될 수 있다. 상부 커버(110)의 내부 공간에서 발생된 아크는 아크 소호부(600)를 통과하며 소호되어 기중 차단기(10)의 외부로 배출될 수 있다.

상부 커버(110)의 타측, 도시된 실시예에서 전방 측에는 차단부(300)의 고정 접점대(310)가 노출된다. 고정 접점대(310)는 상기 노출된 부분을 통해 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

도시된 실시예에서, 상부 커버(110)는 제1 상부 커버(111) 및 제2 상부 커버(112)를 포함한다.

제1 상부 커버(111)는 기중 차단기(10)의 상측의 일측, 도시된 실시예에서 전방 측을 덮도록 구성된다. 제1 상부 커버(111)는 임의의 체결 수단에 의해 제2 상부 커버(112)와 결합된다.

제1 상부 커버(111)에는 개구부가 형성된다. 상기 개구부를 통해 고정 접점대(310)가 외부에 노출될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 개구부는 좌우 방향으로 세 개 형성된다.

제2 상부 커버(112)는 기중 차단기(10)의 상측의 타측, 도시된 실시예에서 후방 측을 덮도록 구성된다. 제2 상부 커버(112)는 임의의 체결 수단에 의해 제1 상부 커버(111)와 결합된다.

하부 커버(120)는 커버부(100)의 하측을 형성한다. 하부 커버(120)는 상부 커버(110)의 하측에 위치된다.

하부 커버(120)의 내부에는 공간이 형성된다. 상기 공간에는 기중 차단기(10)에 구비되는 다양한 구성 요소가 실장된다. 일 실시예에서, 하부 커버(120)의 내부 공간에는 구동부(200) 및 차단부(300) 등이 실장될 수 있다.

하부 커버(120)의 내부 공간은 상부 커버(110)의 내부 공간과 연통된다. 차단부(300) 등의 구성 요소는 하부 커버(120)의 내부 공간 및 상부 커버(110)의 내부 공간에 걸쳐 수용될 수 있다.

하부 커버(120)의 일측, 도시된 실시예에서 전방에는 차단부(300)의 가동 접점대(320)가 위치된다. 가동 접점대(320)는 하부 커버(120)에 형성된 개구부를 통해 외부에 노출될 수 있다. 가동 접점대(320)는 상기 노출된 부분을 통해 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

(2) 구동부(200)의 설명

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기(10)는 구동부(200)를 포함한다.

구동부(200)는 차단부(300)의 고정 접점(311)과 가동 접점(321)이 이격됨에 따라 회전되어, 트립 동작(trip mechanism)을 수행한다. 이에 따라, 기중 차단기(10)는 외부와의 통전이 차단될 수 있고, 사용자는 통전을 차단하기 위한 동작이 수행되었음을 인지할 수 있다.

구동부(200)는 기중 차단기(10)의 내부에 수용된다. 구체적으로, 구동부(200)는 커버부(100) 내부의 공간에 부분적으로 수용된다. 또한, 구동부(200)의 나머지 부분은 도면 부호가 부여되지 않은, 커버부(100)의 일측(도시된 실시예에서 후방 측)에 구비되는 케이스의 내부에 수용된다.

구동부(200)는 차단부(300)와 연결된다. 구체적으로, 구동부(200)의 크로스바(220)는 차단부(300)의 가동 접점대(320)의 회전에 따라 함께 회전되도록 구성된다.

따라서, 차단부(300)의 가동 접점대(320)가 회전 이동되면, 구동부(200)가 함께 회전될 수 있다. 구동부(200)는 기중 차단기(10)의 내부에 회전 가능하게 수용된다.

도시된 실시예에서, 구동부(200)는 슈터(210), 크로스바(220) 및 레버(230)를 포함한다.

슈터(210)는 차단부(300)의 가동 접점대(320)가 고정 접점대(310)에서 멀어지는 방향으로 회전됨에 따라 함께 회전된다. 슈터(210)는 크로스바(220) 및 레버(230)와 연결된다.

구체적으로, 슈터(210)는 크로스바(220)에 의해 일측 단부가 구속된다. 슈터(210)의 타측 단부에는 탄성 부재가 구비된다. 이에 따라, 고정 접점(311)과 가동 접점(321)이 접촉된 상태에서, 슈터(210)는 상기 탄성 부재를 가압하며 복원력을 저장한다. 상기 가압을 위한 외력은 크로스바(220)가 고정 접점대(310)를 향해 회전된 상태에 의해 제공될 수 있다.

가동 접점(321)이 고정 접점(311)에서 이격되면, 가동 접점대(320)는 고정 접점대(310)에서 멀어지는 방향으로 회전된다. 이에 따라, 크로스바(220) 또한 회전되며 슈터(210)의 일측 단부가 해방되어 상기 탄성 부재에 의해 제공된 복원력에 의해 회전된다.

슈터(210)는 레버(230)와 연결된다. 슈터(210)가 회전되며 레버(230)를 타격함에 따라, 레버(230) 또한 회전되며 트립 동작이 수행될 수 있다.

크로스바(220)는 가동 접점대(320)와 연결되어, 가동 접점대(320)가 회전됨에 따라 함께 회전된다. 이에 따라, 크로스바(220)에 구속된 슈터(210)가 해방되어 트립 동작이 수행될 수 있다.

크로스바(220)는 복수 개의 차단부(300) 사이에서 연장될 수 있다. 도시된 실시예에서, 차단부(300)의 가동 접점대(320)는 총 세 개 구비되어 좌우 방향으로 배치된다. 크로스바(220)는 좌우 방향으로 배치되는 복수 개의 가동 접점대(320)를 관통하여 연결될 수 있다.

크로스바(220)는 슈터(210)의 상기 일측 단부와 접촉되어, 슈터(210)를 구속한다. 크로스바(220)가 가동 접점대(320)와 함께 회전되면, 크로스바(220)는 슈터(210)의 상기 일측 단부를 해방한다.

레버(230)는 회전되는 슈터(210)에 타격되어 회전될 수 있다. 레버(230)는 기중 차단기(10)의 외측에 부분적으로 노출될 수 있다. 차단부(300)에 의해 트립 동작이 수행되면, 레버(230)는 기 설정된 방향으로 회전된다.

이에 따라, 사용자는 트립 동작이 수행되었음을 용이하게 인지할 수 있다. 또한, 사용자는 레버(230)를 회전 조작하여 기중 차단기(10)가 다시 통전될 수 있는 상태로 조정할 수 있다.

구동부(200)에 의해 트립 동작이 수행되는 과정은 잘 알려진 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

(3) 차단부(300)의 설명

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기(10)는 차단부(300)를 포함한다.

차단부(300)는 서로 이격되거나 접촉되는 고정 접점대(310) 및 가동 접점대(320)를 포함한다. 고정 접점대(310)와 가동 접점대(320)가 서로 접촉되면, 기중 차단기(10)는 외부의 전원 또는 부하와 통전될 수 있다. 고정 접점대(310)와 가동 접점대(320)가 이격되면, 기중 차단기(10)는 외부의 전원 또는 부하와 통전이 차단된다.

차단부(300)는 기중 차단기(10)의 내부에 수용된다. 구체적으로, 차단부(300)는 커버부(100)의 내부 공간에 회전 가능하게 수용된다.

차단부(300)는 외부와 통전될 수 있다. 일 실시예에서, 고정 접점대(310) 및 가동 접점대(320) 중 어느 하나에는 외부의 전원 또는 부하에서 전류가 유입될 수 있다. 또한, 고정 접점대(310) 및 가동 접점대(320) 중 다른 하나에서 외부의 전원 또는 부하로 전류가 유출될 수 있다.

차단부(300)는 기중 차단기(10)의 외부에 부분적으로 노출될 수 있다. 이에 따라, 차단부(300)는 도선(미도시) 등의 부재를 통해 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

차단부(300)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 차단부(300)는 서로 일 방향으로 이격되어 배치될 수 있다. 각 차단부(300) 사이에는, 각 차단부(300)에 통전되는 전류 간의 간섭을 방지하기 위한 격벽이 구비될 수 있다.

도시된 실시예에서, 차단부(300)는 세 개 구비된다. 또한, 세 개의 차단부(300)는 기중 차단기(10)의 좌우 방향으로 서로 이격되어 배치된다. 이는, 본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기(10)에 R상, S상 및 T상 또는 U상, V상 및 W상 등의 3상 전류가 통전됨에 기인한다.

차단부(300)의 개수는 기중 차단기(10)에 통전되는 전류의 상의 개수에 따라 변경될 수 있다.

도시된 실시예에서, 차단부(300)는 고정 접점대(310) 및 가동 접점대(320)를 포함한다.

고정 접점대(310)는 가동 접점대(320)와 접촉 또는 이격될 수 있다. 고정 접점대(310)에 가동 접점대(320)가 접촉되면, 기중 차단기(10)는 외부의 전원 또는 부하와 통전될 수 있다. 고정 접점대(310)와 가동 접점대(320)가 이격되면, 기중 차단기(10)는 외부의 전원 또는 부하와 통전이 차단된다.

명칭에서 알 수 있듯이, 고정 접점대(310)는 커버부(100)에 고정 설치된다. 따라서, 고정 접점대(310)와 가동 접점대(320)의 접촉 및 이격은 가동 접점대(320)의 회전에 의해 달성된다.

도시된 실시예에서, 고정 접점대(310)는 상부 커버(110)의 내부 공간에 수용된다.

고정 접점대(310)는 기중 차단기(10)의 외부에 부분적으로 노출될 수 있다. 상기 노출된 부분을 통해, 고정 접점대(310)는 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

도시된 실시예에서, 고정 접점대(310)는 상부 커버(110)의 전방 측에 형성되는 개구부를 통해 외부에 노출된다.

고정 접점대(310)는 전기 전도성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 고정 접점대(310)는 구리(Cu) 또는 철(Fe) 및 이들을 포함하는 합금 소재로 형성될 수 있다.

도시된 실시예에서, 고정 접점대(310)는 고정 접점(311)을 포함한다.

고정 접점(311)은 가동 접점(321)과 접촉 또는 이격될 수 있다. 고정 접점(311)은 가동 접점대(320)를 향하는 고정 접점대(310)의 일측, 도시된 실시예에서 후방 측에 위치된다.

고정 접점(311)은 고정 접점대(310)와 통전된다. 도시된 실시예에서, 고정 접점(311)은 고정 접점대(310)의 상기 후방 측에 위치된다. 일 실시예에서, 고정 접점(311)은 고정 접점대(310)와 일체로 형성될 수 있다.

고정 접점(311)과 가동 접점(321)이 접촉되면, 기중 차단기(10)는 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결된다. 또한, 고정 접점(311)이 가동 접점(321)과 이격되면, 기중 차단기(10)는 외부의 전원 또는 부하와 통전이 차단된다.

고정 접점(310)의 상측으로 로우 러너(330)가 돌출될 수 있다. 로우 러너(330)는 아크 소호부(600)를 향해 상측으로 연장될 수 있다. 로우 러너(330)는 고정 접점(310) 및 가동 접점(320)이 서로 접촉되는 때에 후술할 돌출 접점(322)과 접촉되어 통전될 수 있다.

로우 러너(330)는 고정 접점(310) 및 가동 접점(320)이 이격될 때 발생하는 아크가 유도되어 그리드(620)로 전달되는 역할을 할 수 있다. 이를 위해 로우 러너(330)는 자성을 갖는 자성체 소재로 형성될 수 있다. 전자의 흐름인 아크에 흡인력(attractive force)을 인가하기 위함이다.

또한, 로우 러너(330)와 돌출 접점(322)은 접촉된 상태에서 이격되면서, 로우 러너(330)와 돌출 접점(322) 사이에 아크가 발생할 수 있다. 이에 대해서는 자세하게 후술한다.

가동 접점대(320)는 고정 접점대(310)와 접촉 또는 이격될 수 있다. 가동 접점대(320)와 고정 접점대(310)의 접촉 및 이격에 의해, 기중 차단기(10)가 외부의 전원 또는 부하와 통전 또는 통전 차단될 수 있음은 상술한 바와 같다.

가동 접점대(320)는 커버부(100)의 내부 공간에 회전 가능하게 설치된다. 가동 접점대(320)는 고정 접점대(310)를 향하는 방향 및 고정 접점대(310)에서 멀어지는 방향으로 회전될 수 있다.

도시된 실시예에서, 가동 접점대(320)는 상부 커버(110) 및 하부 커버(120)의 내부 공간에 수용된다. 상부 커버(110) 및 하부 커버(120)의 각 내부 공간이 서로 연통될 수 있음은 상술한 바와 같다.

가동 접점대(320)는 기중 차단기(10)의 외부에 부분적으로 노출될 수 있다. 상기 노출된 부분을 통해, 가동 접점대(320)는 외부의 전원 또는 부하와 통전 가능하게 연결될 수 있다.

도시된 실시예에서, 가동 접점대(320)는 하부 커버(120)의 전방 측에 형성되는 개구부를 통해 외부에 노출된다.

가동 접점대(320)는 전기 전도성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 가동 접점대(320)는 구리 또는 철 및 이들을 포함하는 합금 소재로 형성될 수 있다.

가동 접점대(320)는 구동부(200)와 연결된다. 구체적으로, 가동 접점대(320)는 구동부(200)의 크로스바(220)와 연결된다. 일 실시예에서, 가동 접점대(320)에는 크로스바(220)가 관통 결합될 수 있다.

가동 접점대(320)가 회전되면, 크로스바(220) 또한 회전될 수 있다. 이에 따라, 구동부(200)가 작동되어 트립 동작이 수행될 수 있음은 상술한 바와 같다.

도시된 실시예에서, 가동 접점대(320)는 가동 접점(321) 및 회전축(328)을 포함한다.

가동 접점(321)은 고정 접점(311)과 접촉 또는 이격될 수 있다. 가동 접점(321)은 고정 접점대(310)를 향하는 가동 접점대(320)의 일측, 도시된 실시예에서 전방 측에 위치된다.

가동 접점(321)은 가동 접점대(320)와 함께 회전될 수 있다. 가동 접점대(320)가 고정 접점대(310)를 향해 회전되면, 가동 접점(321) 또한 고정 접점(311)을 향해 회전되어 고정 접점(311)과 접촉될 수 있다.

또한, 가동 접점대(320)가 고정 접점대(310)에서 멀어지는 방향으로 회전되면, 가동 접점(321) 또한 고정 접점(311)에서 이격될 수 있다.

가동 접점(321)은 가동 접점대(320)와 통전된다. 도시된 실시예에서, 가동 접점(321)은 가동 접점대(320)의 상기 전방 측에 위치된다. 일 실시예에서, 가동 접점(321)은 가동 접점대(320)와 일체로 형성될 수 있다.

가동 접점(321)과 고정 접점(311)의 접촉 및 이격에 의해, 기중 차단기(10)가 외부의 전원 또는 부하와 통전 또는 통전 차단됨은 상술한 바와 같다.

고정 접점(311) 및 가동 접점(321)이 서로 접촉되어 통전되는 상태에서, 고정 접점(311) 및 가동 접점(321)이 이격되면 아크가 발생된다. 본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기(10)는 발생된 아크의 경로를 효과적으로 형성하기 위한 다양한 구성들을 포함한다. 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.

회전축(328)은 가동 접점대(320)가 커버부(100)에 회전 가능하게 결합되는 부분이다. 가동 접점대(320)는 회전축(328)을 중심으로 고정 접점대(310)를 향하는 방향 또는 고정 접점대(310)에서 멀어지는 방향으로 회전될 수 있다.

회전축(328)은 고정 접점대(310)에 반대되는 가동 접점대(320)의 타측, 도시된 실시예에서 후방 측에 위치된다.

(4) 아크 소호부(600)의 설명

도면을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 기중 차단기(10)는 아크 소호부(600)를 포함한다.

아크 소호부(600)는 고정 접점(311)과 가동 접점(321)이 이격되어 발생되는 아크를 소호하도록 구성된다. 발생된 아크는 아크 소호부(600)를 통과하며 소호 및 냉각된 후 기중 차단기(10)의 외부로 배출될 수 있다.

아크 소호부(600)는 커버부(100)에 결합된다. 아크 소호부(600)는 아크가 배출되기 위한 일측이 커버부(100)의 외측에 노출될 수 있다. 도시된 실시예에서, 아크 소호부(600)는 그 상측이 커버부(100)의 외측에 노출된다.

아크 소호부(600)는 커버부(100)에 부분적으로 수용된다. 아크 소호부(600)는 외부로 노출되는 부분을 제외한 나머지 부분이 커버부(100)의 내부 공간에 수용될 수 있다. 도시된 실시예에서, 아크 소호부(600)는 상부 커버(110)의 상측에 부분적으로 수용된다.

상기 배치는, 고정 접점(311) 및 가동 접점(312)의 위치에 따라 변경될 수 있다. 즉, 아크 소호부(600)는 고정 접점(311) 및 가동 접점(312)에 인접하게 위치될 수 있다. 이에 따라, 고정 접점(311)에서 멀어지도록 회전되는 가동 접점(312)을 따라 연장 형성되는 아크가 아크 소호부(600)로 용이하게 진입될 수 있다.

아크 소호부(600)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 아크 소호부(600)는 서로 물리적, 전기적으로 이격되어 배치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 아크 소호부(600)는 세 개 구비된다.

즉, 각 아크 소호부(600)는 각 고정 접점(311) 및 가동 접점(321)에 인접하게 위치된다. 도시된 실시예에서, 각 아크 소호부(600)는 각 고정 접점(311) 및 가동 접점(321)의 상측에 인접하게 위치된다.

각 아크 소호부(600)가 각 차단부(300)에 통전되는 전류가 차단되어 발생되는 아크를 소호하도록 구성됨이 이해될 것이다.

아크 소호부(600)는 서로 인접하게 배치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 세 개의 아크 소호부(600)는 기중 차단기(10)의 좌우 방향으로 나란히 배치된다.

도시된 실시예에서, 아크 소호부(600)는 측판(610), 그리드(620), 그리드 커버(630), 자석부(500) 및 아크 러너(650)를 포함한다.

측판(610)은 아크 소호부(600)의 양측, 도시된 실시예에서 우측 및 좌측을 형성한다. 측판(610)은 아크 소호부(600)의 각 구성 요소와 결합되어, 상기 구성 요소들을 지지한다.

구체적으로, 측판(610)은 그리드(620), 그리드 커버(630), 자석부(500) 및 아크 러너(650)와 결합된다.

측판(610)은 복수 개 구비된다. 복수 개의 측판(610)은 서로 이격되어, 서로 마주하도록 배치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 측판(610)은 두 개 구비되어, 각각 아크 소호부(600)의 우측 및 좌측을 형성한다.

측판(610)은 절연성 소재로 형성될 수 있다. 발생된 아크가 측판(610)을 향해 유동되는 것을 방지하기 위함이다.

측판(610)은 내열성 소재로 형성될 수 있다. 발생된 아크에 의해 손상되거나 형상이 변형되는 것을 방지하기 위함이다.

측판(610)에는 복수 개의 관통공이 형성된다. 상기 관통공 중 일부에는 그리드(620) 및 아크 러너(650)가 삽입 결합될 수 있다. 또한, 상기 관통공 중 다른 일부에는 그리드 커버(630) 및 자석부(500)를 측판(610)에 체결하기 위한 체결 부재가 관통 결합될 수 있다.

도시된 실시예에서, 측판(610)은 꼭지점에 복수 개의 모서리가 형성된 판 형으로 구비된다. 측판(610)은 아크 소호부(600)의 양측을 형성하고, 아크 소호부(600)의 각 구성 요소를 지지할 수 있는 임의의 형태로 구비될 수 있다.

측판(610)은 그리드(620)와 결합된다. 구체적으로, 측판(610)의 상기 관통공 중 일부에는 그리드(620)의 양측, 도시된 실시예에서 우측 단부 및 좌측 단부에 구비되는 삽입 돌기가 삽입 결합된다.

측판(610)은 그리드 커버(630)와 결합된다. 구체적으로, 측판(610)의 상측에는 그리드 커버(630)가 결합된다. 상기 결합은 측판(610)과 그리드 커버(630)의 끼움 결합 또는 별도의 체결 부재에 의해 달성될 수 있다.

측판(610)은 자석부(500)와 결합된다. 구체적으로, 측판(610)의 하측, 즉 그리드 커버(630)에 반대되는 일측에 자석부(500)가 결합된다. 상기 결합은 별도의 체결 부재에 의해 달성될 수 있다.

측판(610)은 아크 러너(650)와 결합된다. 구체적으로, 측판(610)의 후방 측, 즉 고정 접점(311)에 반대되는 일측에 아크 러너(650)가 결합된다. 상기 결합은 별도의 체결 부재에 의해 달성될 수 있다.

그리드(620)는 고정 접점(311)과 가동 접점(321)이 이격되어 발생된 아크를 아크 소호부(600)로 유도한다.

그리드(620)는 자성을 갖는 소재로 형성될 수 있다. 전자의 흐름인 아크에 흡인력(attractive force)을 인가하기 위함이다.

그리드(620)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 그리드(620)는 서로 이격되어 적층될 수 있다. 도시된 실시예에서, 그리드(620)는 아홉 개 구비되어, 전후 방향으로 적층된다.

그리드(620)의 개수는 변경될 수 있다. 구체적으로, 그리드(620)의 개수는 아크 소호부(600)의 크기, 성능 또는 아크 소호부(600)가 구비되는 기중 차단기(10)의 정격 용량 등에 따라 변경될 수 있다.

복수 개의 그리드(620)가 서로 이격되어 형성되는 공간을 통해, 유입된 아크가 소분되어 유동될 수 있다. 이에 따라, 아크의 압력이 증가되며, 아크의 이동 속도 및 소호 속도가 증가될 수 있다.

복수 개의 그리드(620) 중 고정 접점(311)에서 가장 먼 그리드(620), 도시된 실시예에서 후방 측의 그리드(620)에 인접하게 아크 러너(650)가 위치된다.

그리드(620)는 폭 방향, 도시된 실시예에서 좌우 방향의 단부가 고정 접점(311)을 향하는 방향, 즉 하측을 향해 돌출 형성될 수 있다. 즉, 그리드(620)는 좌우 방향의 단부가 하측을 향하는 첨두(peak) 형상으로 형성된다.

이에 따라, 발생된 아크는 그리드(620)의 좌우 방향의 상기 단부를 향해 효과적으로 진행되어, 아크 소호부(600)로 용이하게 유동될 수 있다.

그리드(620)의 상기 좌우 방향의 단부의 외측, 도시된 실시예에서 하측에는 자석부(500)가 위치된다.

그리드(620)는 측판(610)에 결합된다. 구체적으로, 그리드(620)의 폭 방향, 도시된 실시예에서 좌우 방향의 모서리에는 복수 개의 결합 돌기가 그 연장 방향, 도시된 실시예에서 상하 방향으로 복수 개가 형성된다. 그리드(620)의 상기 결합 돌기는 측판(610)에 형성된 관통공에 삽입 결합된다.

최외곽 그리드(625)는 복수의 그리드(620) 중 고정 접점(311)에 가장 가깝게 배치된 그리드이다.

최외곽 그리드(625)에는 그리드(620)의 중앙 하단에서 하부로 돌출되는 결합 레그(628)와, 결합 레그(628)의 양 측으로 이격되어 형성되고, 하부로 돌출되는 그리드 레그(626)를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이, 결합 레그(628)는, 그리드(620)의 중앙에서 하단으로 돌출된다. 이때, 결합 레그(628)가 돌출되는 길이는 그리드(620)의 양 단에서 하측으로 돌출되는 그리드 레그(626)가 돌출되는 길이와 유사할 수 있다. 이에 따라, 결합 레그(628)와 그리드 레그(626)는 서로 유사한 라인(l)에 끝 단이 배치될 수 있다. 또한, 결합 레그(628)의 폭(l2)은 각 그리드 레그(626)의 폭(l1)의 2배 정도가 될 수 있다. 결합 레그(628)의 하부에는 제3 자석부(530)과 결합을 위한 결합홈(628a)가 형성될 수 있다.

그리드 레그(626) 및 결합 레그(628) 사이에는 오목홈(627)이 형성될 수 있다. 오목홈(627)을 따라, 제1 자석부(510) 및 제2 자석부(520)의 경사부가 배치될 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호부(600)는 결합 레그(628)가 하단으로 돌출되는 길이는 그리드 레그(626)가 하단으로 돌출되는 길이와 유사하고, 결합 레그(628)의 폭이 하나의 그리드 레그(626)의 폭의 2배를 이룸으로써, 최외곽 그리드(625)가 그리드(620)의 중앙부의 세로축을 중심으로 대칭을 이룰 수 있다.

최외곽 그리드(625) 및 자석부(500)가 그리드(620)의 중앙부의 세로축을 중심으로 대칭되게 형성됨으로써, 아크가 발생되는 위치와 관계없이 아크가 안정적으로 그리드(620)로 유도되는 효과가 있다.

또한, 최외곽 그리드(625)는 최외곽 그리드(625)의 중앙에서 하단으로 돌출되는 결합 레그(628)를 포함함으로써, 발생되는 아크가 제3 자석부(530)를 통해 결합 레그(628)로 인가될 수 있다.

그리드 커버(630)를 향하는 그리드(620)의 일측, 도시된 실시예에서 상측 단부는 그리드 커버(630)에 인접하게 위치될 수 있다. 그리드(620)를 따라 유동된 아크는, 그리드 커버(630)를 통과하여 외부로 배출될 수 있다.

그리드 커버(630)는 아크 소호부(600)의 상측을 형성한다. 그리드 커버(630)는 그리드(620)의 상측 단부를 덮도록 구성된다. 복수 개의 그리드(620)가 서로 이격되어 형성된 공간을 통과한 아크는 그리드 커버(630)를 통해 기중 차단기(10)의 외부로 배출될 수 있다.

그리드 커버(630)는 측판(610)에 결합된다. 그리드 커버(630)의 폭 방향, 도시된 실시예에서 좌우 방향의 모서리에는 측판(610)의 관통공에 삽입되는 돌기가 형성될 수 있다. 또한, 그리드 커버(630)와 측판(610)은 별도의 체결 부재에 의해 결합될 수 있다.

그리드 커버(630)는 일 방향, 도시된 실시예에서 전후 방향으로 연장 형성된다. 상기 방향은 복수 개의 그리드(620)가 적층되는 방향과 같음이 이해될 것이다.

그리드 커버(630)의 타 방향, 도시된 실시예에서 폭 방향의 길이는 복수 개의 그리드(620)의 폭 방향의 길이에 따라 결정될 수 있다.

도시된 실시예에서, 그리드 커버(630)는 커버 본체(631), 상부 프레임(632), 메시부(633), 및 차단 판(미도시)을 포함한다.

커버 본체(631)는 그리드 커버(630)의 외형을 형성한다. 커버 본체(631)는 측판(610)에 결합된다. 또한, 커버 본체(631)에는 상부 프레임(632)이 결합된다.

커버 본체(631)의 내부에는 소정의 공간이 형성된다. 상기 공간은 상부 프레임(632)에 의해 덮일 수 있다. 상기 공간에는 메시부(633) 및 차단 판이 수용된다. 이에, 상기 공간은 "수용 공간"이라고 지칭될 수 있다.

상기 수용 공간은 그리드(620)가 이격되어 형성되는 공간과 연통된다. 결과적으로, 상기 수용 공간은 커버부(100)의 내부 공간과 연통된다. 이에 따라, 발생된 아크는 그리드(620)가 이격되어 형성되는 공간을 통과하여, 커버 본체(631)의 상기 수용 공간으로 유동될 수 있다.

그리드(620)를 향하는 커버 본체(631)의 일측, 도시된 실시예에서 하측에는 그리드(620)의 상측 단부가 접촉될 수 있다. 일 실시예에서, 커버 본체(631)는 그리드(620)의 상측 단부를 지지할 수 있다.

커버 본체(631)는 절연성 소재로 형성될 수 있다. 아크 유도 경로(A.P)를 형성하기 위한 자기장이 왜곡되는 것을 방지하기 위함이다.

커버 본체(631)는 내열성 소재로 형성될 수 있다. 발생된 아크에 의해 손상되거나 형상이 변형되는 것을 방지하기 위함이다.

도시된 실시예에서, 커버 본체(631)는 전후 방향의 길이가 좌우 방향의 길이보다 길게 형성된다. 커버 본체(631)의 형상은 측판(610)의 형상 및 그리드(620)의 형상과 개수에 따라 변경될 수 있다.

그리드(620)에 반대되는 커버 본체(631)의 일측, 도시된 실시예에서 상측에는 상부 프레임(632)이 결합된다.

상부 프레임(632)은 커버 본체(631)의 상측에 결합된다. 상부 프레임(632)은 커버 본체(631)에 형성된 상기 수용 공간 및 상기 수용 공간에 수용된 메시부(633), 및 차단 판을 덮도록 구성된다.

도시된 실시예에서, 상부 프레임(632)은 전후 방향의 길이가 좌우 방향의 길이보다 길게 형성된다. 상부 프레임(632)은 커버 본체(631)의 상측에 안정적으로 결합되어, 상기 수용 공간 및 상기 수용 공간에 수용된 구성 요소를 덮을 수 있는 임의의 형상으로 구비될 수 있다.

상부 프레임(632)에는 복수 개의 관통공이 형성된다. 상기 관통공을 통해, 그리드(620) 사이를 통과하며 소호된 아크가 배출될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상기 관통공은 좌우 방향으로 세 개씩 전후 방향으로 세 줄 구비되어, 총 아홉 개 형성된다. 관통공의 개수는 변경될 수 있다.

상기 관통공은 서로 이격되어 위치된다. 상기 관통공 사이에는 일종의 리브(rib)가 형성된다. 상기 리브는 커버 본체(631)의 공간에 수용된 메시부(633), 및 차단 판을 상측에서 가압할 수 있다.

이에 따라, 아크가 발생되더라도, 메시부(633) 및 차단 판이 커버 본체(631)의 상기 수용 공간에서 임의 이탈되지 않는다.

상부 프레임(632)은 커버 본체(631)의 상측에 고정 결합될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상부 프레임(632)은 체결 부재에 의해 커버 본체(631)의 상측에 고정 결합된다.

상부 프레임(632)과 커버 본체(631)의 사이, 즉 상부 프레임(632)의 하측에서 커버 본체(631)의 상기 수용 공간에는 메시부(633) 및 차단 판이 위치된다.

달리 표현하면, 커버 본체(631)의 상기 수용 공간에는 상측에서 하측으로 메시부(633) 및 차단 판이 적층된다.

메시부(633)는 그리드(620) 사이에 형성된 공간을 통과하며 소호된 아크에 잔존하는 불순물을 걸러내는 역할을 수행한다. 소호된 아크는 메시부(633)를 통과하며, 잔존하는 불순물이 제거된 후 외부로 배출될 수 있다.

즉, 메시부(633)는 일종의 필터(filter)로 기능된다.

메시부(633)는 복수 개의 관통공을 포함한다. 상기 관통공의 크기, 즉 직경은 아크에 잔존하는 불순물의 입자의 직경보다 작게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 관통공의 직경은 아크가 포함하는 가스가 통과될 수 있도록, 충분히 크게 형성되는 것이 바람직하다.

메시부(633)는 복수 개 구비될 수 있다. 복수 개의 메시부(633)는 상하 방향으로 적층될 수 있다. 이에 따라, 메시부(633)를 통과하는 아크에 잔존하는 불순물이 효과적으로 제거될 수 있다.

메시부(633)는 커버 본체(631)의 내부에 형성된 상기 수용 공간에 수용된다. 메시부(633)의 형상은 상기 수용 공간의 형상에 따라 결정될 수 있다.

메시부(633)는 상부 프레임(632)의 하측에 위치된다. 메시부(633)에 형성된 복수 개의 관통공은 상부 프레임(632)에 형성된 복수 개의 관통공과 연통된다. 이에 따라, 메시부(633)를 통과한 아크는 상부 프레임(632)을 통과하여 외부로 배출될 수 있다.

메시부(633)에 형성된 복수 개의 관통공은 그리드(620)가 이격되어 형성되는 공간과 연통된다. 결과적으로, 메시부(633)에 형성된 복수 개의 관통공은 커버부(100)의 내부 공간과 연통된다.

메시부(633)의 하측에는 차단 판이 위치된다.

차단 판은 그리드(620) 사이에 형성된 공간을 통과한 아크가 메시부(633)를 향해 유동되기 위한 통로를 제공한다.

차단 판은 커버 본체(631)의 상기 수용 공간에 수용된다. 차단 판은 커버 본체(631)의 상기 수용 공간에서 가장 하측에 위치된다.

도시된 실시예에서, 차단 판은 전후 방향의 길이가 좌우 방향의 길이보다 긴, 직사각형의 단면을 갖도록 형성된다. 차단 판의 형상은 커버 본체(631)의 상기 수용 공간의 단면의 형상에 따라 변경될 수 있다.

차단 판의 하측에는 그리드(620)가 위치된다. 일 실시예에서, 그리드(620)의 상측 단부, 즉 차단 판을 향하는 그리드(620)의 일측 단부는 차단 판에 접촉될 수 있다.

차단 판은 관통공(미도시)을 포함한다.

관통공은 복수 개의 그리드(620)가 서로 이격되어 형성된 공간을 통과한 아크가 커버 본체(631)의 상기 수용 공간으로 유입되는 통로이다. 관통공은 차단 판에 수직한 방향, 도시된 실시예에서 상하 방향으로 관통 형성된다.

관통공은 복수 개 형성될 수 있다. 복수 개의 관통공은 서로 이격되어 배치될 수 있다.

아크 러너(650)는 고정 접점(311) 및 가동 접점(321)을 향하는 측판(610)의 일측에 위치된다. 도시된 실시예에서, 아크 러너(650)는 측판(610)의 하측에 위치된다.

아크 러너(650)는 고정 접점(311)에서 반대되는 측판(610)의 타측에 위치된다. 구체적으로, 아크 러너(650)는 측판(610)의 전방 측에 위치되는 고정 접점(311)에 반대되도록, 측판(610)의 하측에서 후방 측에 위치된다.

아크 러너(650)는 측판(610)에 결합된다. 상기 결합은 아크 러너(650)의 좌우 방향의 단부에 형성되는 돌기가 측판(610)에 형성된 관통공에 삽입되어 형성될 수 있다.

아크 러너(650)는 전도성 소재로 형성될 수 있다. 유동되는 아크에 흡인력을 인가하여, 효과적으로 아크를 유도하기 위함이다. 일 실시예에서, 아크 러너(650)는 구리, 철 또는 이들을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.

아크 러너(650)는 그리드(620)를 향해 소정의 길이만큼 연장된다. 일 실시예에서, 아크 러너(650)는 고정 접점(311)에서 가장 멀도록 위치되는 그리드(620), 도시된 실시예에서 가장 후방 측에 위치되는 그리드(620)를 후방 측에서 덮도록 배치될 수 있다.

이에 따라, 아크가 가장 후방 측에 위치되는 그리드(620)를 넘어 연장되지 않게 되어, 커버부(100)의 손상이 방지될 수 있다. 또한, 발생된 아크가 그리드(620)를 향해 효과적으로 유도될 수 있다.

3. 자석부(500)에 대한 설명

도면을 참조하면, 자석부(500)는 고정 접점(311) 및 고정 접점(311)으로부터 이격가능하게 배치되는 가동 접점(321) 사이에서 형성되는 아크의 경로를 변경하기 위한 자기장을 형성한다. 도 6 및 도 7을 참조하면, 자석부(500)는 복수의 그리드(620) 중 고정 접점(311)에 인접한 최외곽 그리드(625)와 인접하게 배치될 수 있다.

자석부(500)는 제1 자석부(510), 제2 자석부(520) 및 제3 자석부(530)를 포함할 수 있다.

(1) 제1 자석부( 510 ) 및 제2 자석부(520)

제1 자석부(510)는 측판(610)에 결합되고, 측판(610)에 결합된 복수의 그리드(620)가 나열된 방향으로 연장된다. 구체적으로, 도 7을 참조하면, 제1 자석부(510)는 측판(610)의 길이 방향, 즉, 복수의 그리드(620)가 서로 이격되어 나열되는 방향으로 길게 연장되어 측판(610)에 결합될 수 있다.

본 발명은 제1 자석부(510)가 측판(610)의 길이 방향으로 연장됨으로써, 아크 소호부(600) 내부의 아크가 발생되는 위치가 고정 접점(311)에서 가깝거나, 멀어지는 것과 관계없이 발생된 아크가 제1 자석부(510)를 통해 그리드(620)로 인가되는 것이 용이하다.

제1 자석부(510)는 내부에 수납부를 형성하고, 그리드(620) 또는 측판(610)에 결합 가능하게 형성되는 케이스(511), 수납부에 수용되고, 자기장을 형성하도록 이루어지는 제1 자성체(513)를 포함한다.

케이스(511)는 상술한 바와 같이 측판(610)의 길이 방향으로 연장된다. 케이스(511)는 측판(610)과 나란한 방향으로 형성되어 측판(610)과 접촉되는 수직부(511a) 및 상기 수직부(511a)와 소정의 각도를 이루며 그리드(620)의 중앙부를 향해 절곡되어 연장되는 경사부(511b)를 포함한다.

수직부(511a)는 제1 자석부(510)가 측판(610)에 결합되는 부분이다. 수직부(511a)는 고정 접점대(310)를 향하는 측판(610)의 일측, 도시된 실시 예에서 하측에 위치된다. 수직부(511a)는 결합부재(514)에 의해 측판(610)에 결합될 수 있다.

수직부(511a)는 그리드(620)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 연장된다. 일 실시 예에서, 수직부(511a)는 측판(610)과 접촉되며 연장될 수 있다. 다른 실시 예에서, 수직부(511a)는 측판(610)과 평행하게 연장될 수 있다.

수직부(511a)의 단부에서 경사부(511b)가 연장된다.

경사부(511b)는 그리드(620)의 좌우 방향의 단부에 형성된 첨두 부분을 부분적으로 감싸도록 형성될 수 있다. 경사부(511b)는 수직부(511a)와 소정의 각도를 이루며 연장된다. 일 실시 예에서, 경사부(511b)는 수직부(511a)와 둔각을 이루며 연장될 수 있다.

케이스(511)에는 케이스(511)와 측판(610)이 결합부재(514)에 의하여 서로 결합될 수 있도록, 결합부재홈(511d)가 형성될 수 있다.

제2 자석부(520)는 제1 자석부(510)가 결합된 측판(610)과 대면하는 측판(610)에 결합되고, 제1 자석부(510)와 대응되는 위치에 배치된다.

제2 자석부(520)는 내부에 수납부(521c)를 형성하고, 그리드(620) 또는 측판(610)에 결합 가능하게 형성되는 케이스(521), 수납부(521c)에 수용되고, 자기장을 형성하도록 이루어지는 제2 자성체(523)를 포함한다.

케이스(521)는 상술한 바와 같이 측판(610)의 길이 방향으로 연장된다. 케이스(521)는 측판(610)과 나란한 방향으로 형성되어 측판(610)과 접촉되는 수직부(521a) 및 상기 수직부(521a)와 소정의 각도를 이루며 그리드(620)의 중앙부를 향해 절곡되어 연장되는 경사부(521b)를 포함한다.

수직부(521a)는 제2 자석부(520)가 측판(610)에 결합되는 부분이다. 수직부(521a)는 고정 접점대(310)를 향하는 측판(610)의 일측, 도시된 실시 예에서 하측에 위치된다. 수직부(521a)는 결합부재(524)에 의해 측판(610)에 결합될 수 있다.

수직부(521a)는 그리드(620)를 향하는 방향, 도시된 실시 예에서 상측으로 연장된다. 일 실시 예에서, 수직부(521a)는 측판(610)과 접촉되며 연장될 수 있다. 다른 실시 예에서, 수직부(521a)는 측판(610)과 평행하게 연장될 수 있다.

수직부(521a)의 단부에서 경사부(521b)가 연장된다.

경사부(521b)는 그리드(620)의 좌우 방향의 단부에 형성된 첨두 부분을 부분적으로 감싸도록 형성될 수 있다. 경사부(521b)는 수직부(521a)와 소정의 각도를 이루며 연장된다. 일 실시 예에서, 경사부(521b)는 수직부(521a)와 둔각을 이루며 연장될 수 있다.

케이스(521)에는 케이스(521)와 측판(610)이 결합부재(524)에 의하여 서로 결합될 수 있도록, 결합부재홈(521d)가 형성될 수 있다.

제1 자석부(510) 및 제2 자석부(520)의 케이스(511, 521)는, 아크 소호부(600) 내부에서 발생되는 아크가 그리드(620)를 향해 유동되도록 아크를 유도할 수 있다.

구체적으로, 케이스(511, 521)는 아크 소호부(600) 내부에서 발생되는 아크가 인가되어 그리드(620)를 향해 유동될 수 있는 재질로 형성될 수 있다. 즉, 케이스(511, 521)는 자성을 갖는 자성체 소재로 형성될 수 있다. 전자의 흐름인 아크를 유동시켜 그리드(620)를 향해 전달하기 위함이다.

케이스(511, 521)는 내열성 소재로 형성될 수 있다. 발생된 아크에 의한 손상 및 형상 변형을 방지하기 위함이다. 일 실시예에서, 케이스(511, 521)는 세라믹(ceramic) 소재로 형성될 수 있다.

케이스(511, 521)는 그리드(620)의 양측, 도시된 실시예에서 좌우 방향의 단부에 형성된 첨두 부분을 부분적으로 감싸도록 배치된다. 이에 따라, 케이스(511, 521)에 의해 가이드된 아크는 그리드(620)의 어느 한 부분에 집중되지 않을 수 있다.

케이스(511, 521)는 측판(610)의 연장 방향, 도시된 실시예에서 전후 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 케이스(511, 521)는 가장 전방 측에 위치되는 그리드(620) 및 가장 후방 측에 위치되는 그리드(620) 사이에서 연장될 수 있다.

아크 러너(650)는 발생된 아크가 그리드(620)를 향해 유동되도록 아크를 유도한다. 케이스(511, 521)에 의해, 발생된 아크가 그리드(620)를 넘어 커버부(100)의 일측 벽으로 진행되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 발생된 아크에 의해 커버부(100)가 손상되는 것을 방지할 수 있다.

(2) 제1 자성체 및 제2 자성체의 배치

제1 자석부(510) 및 제2 자석부(520)의 자성체는 N극으로 자화되는 제1 면(513a, 523a), 및 S극으로 자화되는 제2 면(513b, 523b)을 포함한다. 이때, 제1 자석부(510) 및 제2 자석부(520)의 제1 면(513a)은, 제1 자석부(510) 및 제2 자석부(520)가 서로 멀어지는 방향을 따라 배치된다.

구체적으로 도 7 및 도 18 등을 참조하면, 제1 자석부(510)의 제1 면(513a)은 제2 자석부(520)를 향하는 방향의 반대 방향으로 배치된다. 제1 자석부(510)의 제2 면(513b)은 제2 자석부(520)를 향하는 방향으로 배치된다. 제2 자석부(520)의 제1 면(523a)은 제1 자석부(510)를 향하는 방향의 반대 방향으로 배치된다. 제2 자석부(520)의 제2 면(523b)은 제1 자석부(510)를 향하는 방향으로 배치된다.

이를 통해, 제1 자석부(510) 및 제2 자석부(520)는 서로 반대 방향으로 형성되는 자기장을 형성할 수 있다. 구체적으로, 도 18 내지 20에 도시된 바와 같이, 제1 자석부(510) 및 제2 자석부(520)는 서로 반대 방향으로 자속이 형성되는 자기장을 형성할 수 있다.

(3) 제3 자석부(530)

제3 자석부(530)는 복수의 그리드(620) 중 어느 하나의 그리드(620)에 결합된다. 예를 들어, 도면에 도시된 바와 같이, 제3 자석부(530)는 아크 소호부(600)의 복수의 그리드(620) 중 고정 접점(311)에 인접한 최외곽 그리드(625)에 결합될 수 있다.

제3 자석부(530)는 내부에 수납부(531a4)를 형성하고, 그리드(620) 또는 측판(610)에 결합 가능하게 형성되는 케이스(531a, 531b), 수납부(531a4)에 수용되고, 자기장을 형성하도록 이루어지는 자성체를 포함한다.

도 8 및 도 9를 참조하면, 케이스(531a, 531b)는 최외곽 그리드(625)와 결합되고, 내부에 자성체를 수용할 수 있는 수납부(531a4)를 갖는 제1 케이스(531a), 및 상기 제1 케이스(531a)의 후단에서 상기 자성체를 지지하고, 결합부재(534)를 통해 제1 케이스(531a)와 결합되는 제2 케이스(531b)를 포함할 수 있다.

제1 케이스(531a)에는 제1 케이스(531a)의 중앙부분에서 전후 방향으로 관통되는 결합홀(531a2)가 형성될 수 있다. 결합홀(531a2)를 통해 결합부재(534)가 삽입되어 최외곽 그리드(625)와 제3 자석부(530)가 서로 결합될 수 있다.

제1 케이스(531a)는 전면 하단에 돌출부(531a1)을 포함할 수 있다. 돌출부(531a1)는 최외곽 그리드(625)와의 결합을 견고하게 하며, 아크 소호부(600) 내부에 발생된 아크가 용이하게 제1 케이스(531a)를 통해 그리드(620)로 전달될 수 있는 첨두 역할을 할 수 있다.

제1 케이스(531a)의 후면으로는 양측으로 상하 방향으로 돌출되는 날개부(531a3)가 구비될 수 있다. 날개부(531a3)는 제2 케이스(531b)가 삽입되어 제2 케이스(531b)가 좌우로 유동되는 것을 저감시킬 수 있다.

제3 자석부(530)의 케이스(531a, 531b)는 아크 소호부(600) 내부에서 발생되는 아크가 인가되어 그리드(620)를 향해 유동될 수 있는 자성체 소재로 형성될 수 있다. 이때, 제3 자석부(530)의 케이스(531a, 531b)에 아크가 인가될 때의 충격으로 제3 자석부(530)와 최외곽 그리드(625)간의 결합력이 약화될 수 있다. 이를 보완하기 위하여, 제1 케이스(531a)에는 돌출부(531a1) 및 날개부(531a3)를 구비할 수 있다.

제2 케이스(531b)는 제1 케이스(531a)의 배면에서 제1 케이스(531a)와 결합될 수 있다.

제2 케이스(531b)에는 결합홀(531b1)이 형성될 수 있다. 결합홀(531b1)을 통해 결합부재(534)가 삽입되어, 제2 케이스(531b)는 제1 케이스(531a)와 결합될 수 있다. 나아가, 제1 케이스(531a) 및 제2 케이스(531b)는 최외곽 그리드(625)의 결합 레그(628)에 형성된 결합홈(628a)에 결합될 수 있다.

또한, 제2 케이스(531b)의 전면 하부에는 제1 케이스(531a)에 수납되는 제3 자성체(533)가 제1 케이스(531a)로부터 이탈되지 않도록 제3 자성체(533)를 가압하는 돌기(531b2)가 형성될 수 있다.

자석부(500)는 아크 소호부(600)의 측판(610)과 측판(610) 사이에 배치되는 그리드(620)의 중앙부를 중심으로 대칭되도록 배치될 수 있다. 또한, 자석부(500)는 그리드(620) 및 측판(610) 중 적어도 하나에 배치될 수 있다.

구체적으로, 도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 자석부(510) 및 제2 자석부(520)는 그리드(620)의 중앙부를 중심으로 서로 대칭되도록 배치된다. 또한, 제3 자석부(530)도 그리드(620)의 중앙부를 중심으로 서로 대칭되도록 배치된다.

다른 실시예에서 아크 소호부(600)에는 제1 자석부(510) 및 제2 자석부(520)만 배치될 수도 있다. 또 다른 실시예에서 아크 소호부(600)에 제3 자석부(530)만 배치될 수도 있다. 이러한 경우에도 그리드(620)의 중앙부를 중심으로 서로 대칭되도록 배치될 수 있다.

제3 자석부(530)의 제3 자성체(533)는 N극으로 자화되는 제1 면(533a), 및 S극으로 자화되는 제2 면(533b)을 포함한다. 이때, 제3 자석부(530)의 제1 면(533a)은 고정 접점(311) 및 가동 접점(321)이 이격되는 경우에, 가동 접점(321)이 지나가는 공간을 향해 배치될 수 있다.

구체적으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 제3 자석부(530)의 제3 자성체는 제1 면(533a)이 하부를 향해 배치된다. 즉, 제3 자성체는 하부 측으로 자속이 내려왔다가 위쪽으로 올라오는 자기장 영역(M.F.A)을 형성한다. 자기장 영역(M.F.A)에서 발생되는 아크는 제3 자석부(530)에 의하여 상측, 즉 아크 소호부(600) 쪽으로 자기장의 힘을 받는다.

(4) 절연체

한편, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 아크 소호부(600)는 자성체(513, 523, 533)를 감사도록 이루어지는 절연체(525, 535)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 도 21을 참조하면, 자석부(500)는 수납부에 수용되고, 자성체(513, 523, 533)를 감싸도록 이루어지는 절연체(525, 535)를 더 포함할 수 있다.

절연체(525, 535)는 제1 자석부(510)의 케이스(511, 521)와 제1 자성체(513) 사이에 개재되고, 제1 자성체(513)를 감싸도록 배치되는 제1 절연체(미도시), 제2 자석부(520)의 케이스(521)와 제2 자성체(523) 사이에 개재되고, 제2 자성체(523)를 감싸도록 배치되는 제2 절연체(525), 제3 자석부(530)의 제1 케이스(531a)와 제3 자성체(533) 사이에 개재되고, 제3 자성체(533)를 감싸도록 배치되는 제3 절연체(535)를 포함할 수 있다.

절연체(525, 535)는 제1 자석부(510), 제2 자석부(520) 및 제3 자석부(530)의 케이스(511, 521, 531)를 통해 아크가 유동될 때 발생할 수 있는 내부에 배치되는 자성체의 열화현상을 저감시킬 수 있다.

4. 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 유도 경로(A.P)의 설명

도면을 참조하여, 자기장 영역(M.F.A)에 형성되는 자기장, 아크에 인가되는 전자기력 및 아크 유도 경로(A.P)에 대하여 설명하면 다음과 같다.

이하의 설명에서, "

로 표시된 부분은 전류(아크)가 지면(paper)에서 나오는 방향으로 흐름을 의미한다. 또한, "?quot;로 표시된 부분은 전류(아크)가 지면(paper)을 향해 들어가는 방향으로 흐름을 의미한다.

발생된 아크가 받는 전자기력의 방향은, 플레밍의 왼손 법칙에 의하여 설명할 수 있다. 플레밍의 왼손 법칙이란 세 번째 손가락을 전류(I)의 방향으로, 두 번째 손가락을 자기장(B)의 방향으로 가리키면, 엄지손가락의 방향이 전자기력(F)의 방향이 된다. 여기서 각 손가락의 사이 각은 직각이어야 한다.

이때, 플레밍의 왼손 법칙에 의하여 아크가 받는 전자기력의 방향을 따라, 아크가 이동될 수 있다. 이러한 아크의 움직임을 아크 유도 경로(Arc-guided Path, A.P)라고 할 수 있다.

도 12 및 도 18을 참조하면, 자기장 영역(M.F.A)에서 제3 자석부(530)에 의한 자기장(M.F)의 방향은 위쪽 방향이다. 이때, 제3 자석부(530)에 포함된 제3 자성체는 영구자석일 수 있다. 이에 따라, 제3 자석부(530)에 의하여 자기장 영역(M.F.A)에 인가되는 자기력선의 방향은 고정된다.

도 19는 지면을 향해 들어가는 방향으로 아크가 형성되는 경우, 해당 아크가 받는 전자기력에 대한 설명이다.

먼저, 도 19의 (a)를 참조하면, 지면을 향해 들어가는 방향으로 아크가 형성되는 경우, 위쪽으로 제3 자석부(530)에 의한 자기장(B)이 형성되므로, 플레밍의 왼손 법칙에 의하여, 아크가 받는 힘은 도면을 중심으로 오른쪽 방향이 된다. 이에 따라, 아크 유도 경로(A.P)는 오른쪽 방향으로 형성되고, 아크는 오른쪽 방향으로 이동된다.

도 19의 (b)를 참조하면, 아크가 오른쪽으로 이동됨에 따라, 제3 자석부(530) 뿐만 아니라, 제2 자석부(520)에 의하여 자기장(M.F)이 형성된다. 이때, 제3 자석부(530)에 의한 자기장은 도면을 중심으로 위쪽 및 좌측 방향이며, 제2 자석부(520)에 의하여 형성되는 자기장의 방향은 우측 및 위쪽 방향이다.

이때, 제2 자석부(520) 및 제3 자석부(530)에 의한 알짜 자기장의 방향은 제3 자석부(530)를 향하는 방향으로 형성된다. 따라서, 플레밍의 왼손 법칙에 의하여, 아크가 받는 힘은 도면을 중심으로 오른쪽 위쪽 방향이 된다. 이에 따라, 아크 유도 경로(A.P)는 오른쪽 위쪽 방향으로 형성되고, 아크는 오른쪽 위쪽 방향으로 이동된다.

도 19의 (c)를 참조하면, 제2 자석부(520) 및 제3 자석부(530)에 의하여 아크는 자기장이 형성된다. 이때, 아크에 인가되는 알짜 자기장의 방향은 왼쪽이다.

따라서, 플레밍의 왼손 법칙에 의하여, 아크가 받는 힘은 도면을 중심으로 위쪽 방향이 된다. 이에 따라, 아크 유도 경로(A.P)는 위쪽 방향으로 형성되고, 아크는 위쪽 방향으로 이동된다.

아크가 위쪽 방향, 즉 그리드(620)를 향해 이동되므로, 아크 소호부(600) 내에 형성된 아크가 그리드(620)에 신속하게 인가되어 빠르게 소호될 수 있다.

도 20는 지면에서 나오는 방향으로 아크가 형성되는 경우, 해당 아크가 받는 전자기력에 대한 설명이다.

먼저, 도 20의 (a)를 참조하면, 지면에서 나오는 방향으로 아크가 형성되는 경우, 위쪽으로 제3 자석부(530)에 의한 자기장(B)이 형성되므로, 플레밍의 왼손 법칙에 의하여, 아크가 받는 힘은 도면을 중심으로 왼쪽 방향이 된다. 이에 따라, 아크 유도 경로(A.P)는 왼쪽 방향으로 형성되고, 아크는 왼쪽 방향으로 이동된다.

도 20의 (b)를 참조하면, 아크가 왼쪽으로 이동됨에 따라, 제3 자석부(530) 뿐만 아니라, 제1 자석부(510)에 의하여 자기장(M.F)이 형성된다. 이때, 제3 자석부(530)에 의한 자기장은 도면을 중심으로 위쪽 및 오른쪽 방향이며, 제1 자석부(510)에 의하여 형성되는 자기장의 방향은 왼쪽 및 위쪽 방향이다.

이때, 제1 자석부(510) 및 제3 자석부(530)에 의한 알짜 자기장의 방향은 제3 자석부(530)를 향하는 방향으로 형성된다. 따라서, 플레밍의 왼손 법칙에 의하여, 아크가 받는 힘은 도면을 중심으로 왼쪽, 위쪽 방향이 된다. 즉, 아크가 받는 힘은 좌상측 방향이다. 이에 따라, 아크 유도 경로(A.P)는 좌상측 방향으로 형성되고, 아크는 좌상측 방향으로 이동된다.

도 20의 (c)를 참조하면, 제1 자석부(510) 및 제3 자석부(530)에 의하여 아크는 자기장이 형성된다. 이때, 아크에 인가되는 알짜 자기장의 방향은 오른쪽이다.

따라서, 플레밍의 왼손 법칙에 의하여, 아크가 받는 힘은 도면을 중심으로 위쪽 방향이 된다. 이에 따라, 아크 유도 경로(A.P)는 위쪽 방향으로 형성되고, 아크는 위쪽 방향으로 이동된다.

아크가 위쪽 방향, 즉 그리드(620)를 향해 이동되므로, 아크 소호부(600) 내에 형성된 아크가 그리드(620)에 신속하게 인가되어 빠르게 소호될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호부(600)에 따르면, 아크 소호부(600)의 그리드(620) 하부에 형성되는 소전류에 의한 아크가 제1 자석부 내지 제3 자석부(510, 520, 530)에 의하여 형성되는 자기장 영역(M.F.A)의 자기장(M.F)에 인가되는 자기장 방향에 의하여, 플레밍의 왼손 법칙에 의해 아크 유도 경로(A.P)가 형성된다. 아크는 아크 유도 경로(A.P)를 따라 이동된다. 아크가 이동됨에 따라, 아크는 그리드(620)에 신속하게 인가되어, 빠르게 소호될 수 있다.

나아가, 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호부(600)에 의하면, 아크 소호부(600) 내에 형성되는 아크의 방향이 지면을 향해 들어가는 방향으로 형성되거나, 지면으로부터 나오는 방향으로 형성되는 두 경우 모두 위쪽 방향으로 아크 유도 경로(A.P)가 형성된다.

구체적으로, 제3 자석부(530)에 의하여 아크는 그 형성방향에 따라 좌측이나 우측 방향으로 이동된다. 그리고, 좌측이나 우측방향으로 이동된 아크는 제1 자석부(510) 또는 제2 자석부(520)에 의하여 위쪽으로 유도된다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 아크 소호부(600)는 제1 자석부(510), 제2 자석부(520) 및 제3 자석부(530)에 의하여, 발생된 아크의 방향과 무관하게 아크를 그리드(620)로 유도 및 이동시켜 빠르게 소호시킬 수 있다.

5. 돌출 접점(322)에 대한 설명

본 발명의 일 실시예에 따른 차단부(300)는 가동 접점대(320) 및 돌출 접점(322)을 더 포함할 수 있다.

가동 접점대(320)는 가동 접점(321)이 배치되고, 적어도 일부의 영역이 상부를 향해 연장되는 연장부(320a)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 도 22을 참조하면, 가동 접점대(320)의 적어도 일부가 상부를 향해 연장될 수 있다.

돌출 접점(322)은 가동 접점(321)과 이격되어 연장부(320a) 상에 배치될 수 있다. 이때, 돌출 접점(322)은 가동 접점(321)이 고정 접점(311)과 접촉된 상태에서 로우 러너(330)에 접촉되도록 배치될 수 있다.

돌출 접점(322)과 로우 러너(330)가 서로 접촉됨으로써, 돌출 접점(322) 및 로우 러너(330) 사이에 통전될 수 있다. 또한, 가동 접점(321)과 고정 접점(311)이 이격될 때, 돌출 접점(322) 및 로우 러너(330)도 이격되며 이 과정에서 돌출 접점(322) 및 로우 러너(330) 사이에 아크가 발생될 수 있다.

본 실시예에서 아크 발생 영역은 제1 아크 발생 영역(A.A1) 및 제2 아크 발생 영역(A.A2)을 포함한다. 제1 아크 발생 영역(A.A1)은, 고정 접점(311) 및 가동 접점(321) 사이에 형성된다. 제2 아크 발생 영역(A.A2)은, 돌출 접점(322) 및 로우 러너(330) 사이에 형성된다. 로우 러너(330)는 돌출 접점(322)과의 관계에서 고정 접점(311)과 같은 역할을 할 수 있다. 따라서, 돌출 접점(322) 및 로우 러너(330) 사이에 제2 아크 발생 영역(A.A2)이 형성될 수 있다.

이때, 돌출 접점(322)은 가동 접점대(320) 상에 가동 접점(321)의 상측에 배치되므로, 가동 접점(321)이 고정 접점(311)과 이격되면 함께 로우 러너(330)로부터 이격된다. 다만, 다른 실시예에서 돌출 접점(322)과 로우 러너(330)는 가동 접점(321)과 고정 접점(311)이 이격될 때보다 매우 짧은 순간 더 늦게 이격될 수 있다.

구체적으로, 가동 접점(321)이 고정 접점(311)으로부터 이격되기 위하여 가동 접점대(320)의 트립 동작이 발생되면, 매우 짧은 시간차를 두고 가동 접점(321) 및 고정 접점(311)이 먼저 이격되고, 그 후에 돌출 접점(322) 및 로우 러너(330)가 이격될 수 있다.

즉, 차단부(300)가 트립동작을 하는 경우, 돌출 접점(322) 및 로우 러너(330)가 가동 접점(321) 및 고정 접점(311)보다 시간적으로 늦게 이격되므로, 가동 접점(321) 및 고정 접점(311) 사이에 통전이 차단된 이후에도 짧은 시간 돌출 접점(322) 및 로우 러너(330) 사이에 통전이 일어난다.

이에 따라, 차단부(300)가 트립되면, 가동 접점(321) 및 고정 접점(311) 사이에서 발생되는 제1 아크 발생 영역(A.A1)에서 아크가 발생될 확률보다, 돌출 접점(322) 및 로우 러너(330) 사이에서 발생되는 제2 아크 발생 영역(A.A2)에서 아크가 발생될 확률이 매우 높아진다.

따라서, 본 발명의 일 실시예는 로우 러너(330) 및 돌출 접점(322)을 구비함으로써, 아크가 발생되는 위치가 위쪽으로 이동되는 효과를 갖는다. 즉, 본 발명의 일 실시예는 돌출 접점(322)이 가동 접점(321)보다 위쪽으로 돌출되는 거리만큼 아크가 발생되는 영역이 위쪽으로 이동되는 효과를 갖는다.

구체적으로 도 25 및 도 26을 참조하면, 아크가 발생되는 위치가 돌출 접점(322)을 구비하지 않은 실시예보다 더 위쪽에서 발생된다.

이에 따라, 제1 자석부(510), 제2 자석부(520) 및 제3 자석부(530)에 의하여 아크에 가해지는 자기장의 세기가 커지므로, 아크가 상측으로 이동되는 전자기력이 더 강하게 인가될 수 있다.

또한, 발생된 아크와 그리드 사이의 거리가 짧아지므로, 아크가 그리드에 인가되는 시간이 더 짧아져, 아크가 빠르게 소호될 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예를 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: 기중 차단기
100: 커버부
110: 상부 커버
111: 제1 상부 커버
112: 제2 상부 커버
120: 하부 커버
200: 구동부
210: 슈터
220: 크로스바
230: 레버
300: 차단부
310: 고정 접점대
311: 고정 접점
320: 가동 접점대
320a: 연장부
321: 가동 접점
322: 돌출 접점
328: 회전축
330 로우 러너
500 자석부
510 제1 자석부
511 케이스
511a 수직부
511b 경사부
511d 결합부재홈
513 제1 자성체
513a 제1 면
513b 제2 면
514 결합부재
520 제1 자석부
521 케이스
521a 수직부
521b 경사부
521c 수납부
521d 결합부재홈
523 제2 자성체
524 결합부재
525 제2 절연체
530 제3 자석부
531 케이스
531a 제1 케이스
531a1 돌출부
531a2 결합홀
531a3 날개부
531a4 수납부
531b 제2 케이스
531b1 결합홀
531b2 돌기
533 제3 자성체
533a 제1 면
533b 제2 면
534 결합부재
535 제3 절연체
600: 아크 소호부
610: 측판
620: 그리드
625 최외곽 그리드
626 그리드 레그
628 결합 레그
627 오목홈
628a 결합홈
630: 그리드 커버
631: 커버 본체
632: 상부 프레임
633: 메시부
650: 아크 러너
M.F(Magnetic Field): 자기장
A.P(Arc-guided Path): 아크 유도 경로
A.A(Arc-generation Area): 아크 발생 영역
A.A1: 제1 아크 발생 영역
A.A2: 제2 아크 발생 영역
M.F.A(Magnetic Field Area): 자기장 영역

Claims (18)

1. 서로 이격되어, 서로 마주하도록 배치되는 측판;
   상기 측판 사이에 배치되며, 복수로 구비되어 서로 이격되며 상기 측판에 각각 결합되는 그리드; 및
   고정 접점 및 상기 고정 접점으로부터 이격가능하게 배치되는 가동 접점 사이에서 형성되는 아크의 경로를 변경하기 위한 자기장을 형성하고, 상기 복수의 그리드 중 상기 고정 접점에 인접한 최외곽 그리드와 인접하게 배치되는 자석부를 포함하는,
   아크 소호부.
2. 제1항에 있어서,
   상기 자석부는, 상기 어느 하나의 측판과 다른 측판 사이에 배치되는 상기 그리드의 중앙부를 중심으로 대칭되도록 배치되는 자석부를 포함하는,
   아크 소호부.
3. 제2항에 있어서,
   상기 자석부는,
   상기 그리드 및 상기 측판 중 적어도 하나에 배치되는,
   아크 소호부.
4. 제1항에 있어서,
   상기 자석부는,
   내부에 수납부를 형성하고, 상기 그리드 또는 상기 측판에 결합 가능하게 형성되는 케이스;
   상기 수납부에 수용되고, 자기장을 형성하도록 이루어지는 자성체를 포함하는,
   아크 소호부.
5. 제4항에 있어서,
   상기 자석부는,
   상기 수납부에 수용되고, 상기 자성체를 감싸도록 이루어지는 절연체를 더 포함하는,
   아크 소호부.
6. 제5항에 있어서,
   상기 케이스는,
   발생되는 아크가 상기 그리드를 향해 유동되도록 아크를 유도하는,
   아크 소호부.
7. 제4항에 있어서,
   상기 자석부는,
   상기 측판에 결합되고, 상기 측판에 결합된 복수의 그리드가 나열된 방향으로 연장되는 제1 자석부; 및
   상기 제1 자석부가 결합된 측판과 대면하는 측판에 결합되고, 상기 제1 자석부와 대응되는 위치에 배치되는 제2 자석부를 포함하는,
   아크 소호부.
8. 제7항에 있어서,
   상기 자석부는,
   상기 복수의 그리드 중 어느 하나의 그리드에 결합되는 제3 자석부를 더 포함하는,
   아크 소호부.
9. 제8항에 있어서,
   상기 제3 자석부는,
   내부에 수납부를 형성하고, 상기 그리드 또는 측판에 결합 가능하게 형성되는 케이스;
   상기 수납부에 수용되고, 자기장을 형성하도록 이루어지는 자성체; 및
   상기 그리드에 형성되는 결합홈에 상기 케이스를 결합하기 위한 결합부재를 포함하는,
   아크 소호부.
10. 제9항에 있어서,
    상기 케이스는,
    배면에 상기 자성체를 수용 가능한 수납부가 형성되는 제1 케이스;
    상기 제1 케이스의 배면에서, 상기 결합부재를 통해 제1 케이스와 결합되는 제2 케이스를 포함하고,
    상기 제1 케이스는,
    전면 하단에 그리드의 하단에 접촉 가능하게 형성되는 돌출부를 포함하는,
    아크 소호부.
11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 케이스의 배면의 양 측으로 상하 방향으로 날개부가 돌출되고,
    상기 제2 케이스는 상기 날개부 사이에 삽입되어 고정되는,
    아크 소호부.
12. 제7항에 있어서,
    상기 제1 자석부 및 제2 자석부의 자성체는,
    N극으로 자화되는 제1 면; 및
    S극으로 자화되는 제2 면을 포함하고,
    상기 제1 면은, 상기 제1 자석부 및 제2 자석부가 서로 멀어지는 방향을 따라 배치되는,
    아크 소호부.
13. 제9항에 있어서,
    상기 제3 자석부의 자성체는,
    N극으로 자화되는 제1 면; 및
    S극으로 자화되는 제2 면을 포함하고,
    상기 제1 면은,
    상기 고정 접점 및 가동 접점이 이격되는 경우에,
    상기 가동 접점이 지나가는 공간을 향해 배치되는,
    아크 소호부.
14. 제9항에 있어서,
    상기 제3 자석부는,
    상기 최외곽 그리드에 결합되는,
    아크 소호부.
15. 제14항에 있어서,
    상기 최외곽 그리드에는,
    그리드의 중앙 하단에서 하부로 돌출되는 결합 레그가 형성되는,
    아크 소호부.
16. 제15항에 있어서,
    상기 최외곽 그리드는,
    상기 결합 레그의 양 측으로 이격되어 형성되고, 하부로 돌출되는 그리드 레그를 더 포함하고,
    상기 그리드 레그 및 결합 레그 사이에는 오목홈이 형성되는,
    아크 소호부.
17. 고정 접점;
    상기 고정 접점을 향하는 방향 또는 상기 고정 접점에서 멀어지는 방향으로 이동되는 가동 접점; 및
    상기 고정 접점 및 상기 가동 접점에 인접하게 위치되어, 상기 고정 접점과 상기 가동 접점이 이격되어 발생된 아크를 소호하도록 구성되는 아크 소호부를 포함하며,
    상기 아크 소호부는,
    서로 이격되어, 서로 마주하도록 배치되는 측판;
    상기 측판 사이에 배치되며, 복수로 구비되어 서로 이격되며 상기 측판에 각각 결합되는 그리드; 및
    고정 접점 및 상기 고정 접점으로부터 이격가능하게 배치되는 가동 접점 사이에서 형성되는 아크의 경로를 변경하기 위한 자기장을 형성하고, 상기 복수의 그리드 중 상기 고정 접점에 인접한 최외곽 그리드와 인접하게 배치되는 자석부를 포함하는,
    기중 차단기.
18. 제17항에 있어서,
    상기 고정 접점의 상측으로 돌출되는 로우 러너; 및
    상기 가동 접점의 상측으로 돌출되고, 상기 가동 접점이 상기 고정 접점에 접촉 시 상기 로우 러너에 접촉되는 돌출 접점을 더 포함하는,
    기중 차단기.

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