KR20230109443A - 배선용 차단기의 아크 소호부 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배선용 차단기의 아크 소호부에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아크 신장 성능이 향상된 배선용 차단기의 아크 소호부에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 배선용 차단기의 아크 소호부는 소정 거리 이격하여 배치되는 제1 측판 및 제2 측판; 상기 제1 측판과 제2 측판 사이에 배치되는 복수 개의 그리드; 복수 개의 상기 그리드의 제1면에 각각 면접하도록 배치되는 제1 절연 부재; 및 복수 개의 상기 그리드의 제2면에 각각 면접하도록 배치되는 제2 절연 부재; 를 포함한다.

Description

배선용 차단기의 아크 소호부{Arc Distinguishing Unit of Molded Case Circuit Breaker}

본 발명은 배선용 차단기의 아크 소호부에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아크 신장 성능이 향상된 배선용 차단기의 아크 소호부에 관한 것이다.

일반적으로 배선용 차단기(MCCB:Molded Case Circuit Breaker)는 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, 회로 상에 흐르는 과전류 또는 단락전류를 감지하여 개폐 기구의 트립(trip) 동작을 유도하는 트립부, 이상전류의 차단시 발생하는 아크(Arc)를 소호하기 위한 아크 소호부 등으로 구성되어 있다.

도 1에 종래기술에 따른 배선용 차단기의 내부 구조도가 도시되어 있다. 종래기술에 따른 배선용 차단기는 절연물로 형성되는 외함(case)(9) 내부에 전원측으로부터 부하측에 전달되는 회로를 연결 또는 차단하기 위해 마련되는 접점부를 구성하는 고정접촉자(1)와 가동접촉자(2), 상기 가동접촉자(2)를 회전시킬 수 있는 동력을 제공하는 개폐기구부(4), 사고 전류 차단시 발생하는 아크를 소호하기 위해 마련되는 소호부(3), 이상전류를 검출하고 개폐기구를 트립시키기 위한 트립부(5) 등을 포함하고 있다. 여기서, 도면 부호 8은 베이스 어셈블리의 외함(베이스라고 칭하기도 한다)이다.

회로에 사고 전류가 흐르면 트립부(5)와 개폐기구부(4)의 동작에 의해 트립 작동이 진행되어 고정접촉자(1)로부터 가동접촉자(2)를 분리시켜 전류의 흐름을 차단하는데, 이때 접점부(1,2)에 아크가 발생한다. 이때, 아크의 크기(세기)는 전류의 크기에 비례한다. 아크란 대기중의 기체가 전압에 의해 순간적으로 플라즈마 상태에 이르게 되는 것으로 아크 중심온도는 8,000 ~ 12,000℃에 이르며 폭발적인 팽창압력을 가진다. 이로 인해 접점부(1,2)를 용융, 소모시키고 주변 부품을 열화, 파괴시키는 특징을 지니므로 아크의 지속 여부는 차단기의 성능 및 내구성에 큰 영향을 미치게 된다. 따라서, 아크는 소호부(3) 내에서 신속하게 차단되고 소호되며 배출되어야 한다.

이처럼, 배선용 차단기에 있어서 사고 전류 발생시 아크를 처리하는 작업은 사고 전류를 차단하여 제품과 부하 및 선로를 보호하는데 있어서 주요 목표가 되며 차단기의 성능에 직접적인 영향을 미친다.

도 2 및 도 3에는 종래기술에 따른 배선용 차단기에서 베이스 어셈블리가 도시되어 있다. 베이스 어셈블리에는 절연물로 사출 성형되는 베이스 어셈블리 외함(8)과 상기 베이스 어셈블리 외함(8)에 설치되는 접점부(1,2)와 소호부(3)가 포함된다. 도 2는 통전 상태를 나타내고, 도 3은 차단 상태를 나타낸다.

가동접촉자(2)는 샤프트(6)에 결합되어 회동한다. 가동접촉자(2)는 개폐기구부(4)의 힘을 전달받아 회동하는 샤프트(6)에 결합되어 회동하며, 고정접촉자(1)의 고정접점과 가동접촉자(2)의 가동접점이 맞닿는 접점부는 소호부(3)의 측판(3a) 내부에 배치된다.

사고전류 차단시 베이스 어셈블리의 동작은 다음과 같다.

사고 전류가 발생하면, 트립부(5)의 작용에 의해 개폐 기구부(4)가 작동하고, 이에 따라 샤프트(6)가 시계 방향으로 회전한다. 이때, 접점부(1,2)에서는 아크가 발생하고, 아크는 아크 소호부(아크 챔버)(3) 내의 그리드(3b)로 이동하면서 분할 냉각되어 소호된다. 아크는 그리드(3b)를 따라 이동함으로써 아크 전압이 높아지게 되고 종국에는 아크가 소멸하게 된다.

배선용 차단기에 있어서, 차단의 성공 여부는 신속한 아크 소호에 달려 있다. 즉 샤프트(6)의 회전 속도가 빨라야 하며, 발생된 아크가 그리드(3b)에 빠르게 퍼져 아크 전압이 높아져야 한다.

도 4에는 종래기술에 따른 배선용 차단기의 아크 소호부가 도시되어 있고, 도 5는 도 4에서 B-B 부분의 일부 단면도이다.

아크 소호부(3)는 측판(3a)과 그리드(3b)로 구성된다. 측판(3a)은 병렬 배치되는 한쌍으로 마련되고, 그리드(3b)는 양 측판(3a) 사이에 결합되는 다수개로 구비된다.

그런데, 종래 기술의 배선용 차단기의 아크 소호부는 제한된 공간으로 인해 그리드(3b)간 간격(d)을 충분히 확보하지 못해 아크 소호를 위한 아크 신장이 제대로 이루어지지 않는다.

도 6을 살펴보면, 차단 초기(t=t1)에 아크(A)가 그리드(3b) 사이사이로 진입해서 소정 시간이 경과한 후(t=5)에 아크(A)는 그리드(3b)를 빠져나가 배출구로 향한다. 아크(A)는 그리드(3b) 사이에서 분할되어 흐르면서 가늘어지고 열이 방출되고 종국에는 소멸하는데 도시된 바와 같이 신장이 잘 이루어지지 않는 경우에는 완전히 소멸하지 않고 남아서 그리드(3b)의 후방에서 재발호할 수 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 차단시 아크 신장이 증대되어 차단 성능이 향상된 배선용 차단기의 아크 소호부를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 배선용 차단기의 아크 소호부는 소정 거리 이격하여 배치되는 제1 측판 및 제2 측판; 상기 제1 측판과 제2 측판 사이에 배치되는 복수 개의 그리드; 복수 개의 상기 그리드의 제1면에 각각 면접하도록 배치되는 제1 절연 부재; 및 복수 개의 상기 그리드의 제2면에 각각 면접하도록 배치되는 제2 절연 부재; 를 포함한다.

여기서, 상기 제1 절연 부재 및 제2 절연 부재는 상기 그리드와 동일한 형상으로 형성된다.

또한, 상기 제1 절연 부재 및 제2 절연 부재의 두께는 상기 그리드의 두께보다 얇게 형성된다.

또한, 상기 제1 절연 부재 및 제2 절연 부재는 상기 그리드에 평행하게 배치된다.

또한, 상기 제1 측판과 제2 측판에는 상기 그리드와 제1 절연 부재 및 제2 절연 부재가 함께 삽입되는 삽입홈이 형성된다.

또한, 상기 그리드에서 접점부에 면하는 진입부 또는 절개부는 상기 제1 절연부재의 제1 절연재 진입부 또는 제1 절연재 절개부 및 상기 제2 절연부재의 제2 절연재 진입부 또는 제2 절연재 절개부보다 연장(돌출)된다.

그리고, 상기 제1 절연부재의 제1 절연재 배후부 및 상기 제2 절연부재의 제2 절연재 배후부는 상기 그리드의 배후부보다 연장(돌출)된다.

본 발명의 다른 측면에 따른 배선용 차단기의 아크 소호부는 소정 거리 이격하여 배치되는 제1 측판 및 제2 측판; 및 상기 제1 측판과 제2 측판 사이에 소정 간격으로 배치되는 복수 개의 그리드-절연재 결합체를 포함하고, 상기 그리드-절연재 결합체는, 상기 제1 측판과 제2 측판 사이에 소정 간격으로 배치되는 복수 개의 그리드; 복수 개의 상기 그리드의 제1면에 각각 면접하도록 배치되는 복수 개의 제1 절연 부재; 및 복수 개의 상기 그리드의 제2면에 각각 면접하도록 배치되는 복수 개의 제2 절연 부재;를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 아크 소호부에 의하면 그리드의 양면에 절연부재가 구비되어, 절연부재에 의해 아크의 양단부는 그리드의 진입부에 머물러 있고 아크의 중간 부분만 그리드의 후방으로 진행하므로 아크는 신장이 잘 이루어진다. 따라서, 아크 소멸이 원활하게 이루어진다.

따라서, 아크는 재발호 가능성이 감소한다.

한편, 그리드의 열용량을 감소시킬 수 있으므로 그리드의 두께를 줄일 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 배선용 차단기의 내부 구조도이다.
도 2 및 도 3은 종래 기술에 따른 배선용 차단기에서 베이스 어셈블리의 사시도이다. 도 2는 On 상태, 도 3은 Off 상태를 나타낸다.
도 4는 종래기술에 따른 배선용 차단기의 아크 소호부의 사시도이다.
도 5는 도 4에서 B-B 부분 일부 단면도이다.
도 6은 도 4에서 B-B 부분으로 절개한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 내부 구조도이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기에서 베이스 어셈블리의 사시도이다. 도 8은 On 상태, 도 9는 Off 상태를 나타낸다.
도 10 및 도 11은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 아크 소호부를 서로 다른 방향에서 바라본 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 아크 소호부에서 하나의 측판이 그리드로부터 분리된 상태를 나타낸다.
도 13은 도 12에서 그리드-절연재 결합체의 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 아크 소호부에서 아크 차단시의 과정을 나타낸 것이다. 여기서, (a)는 절개사시도이고, (b)는 절개단면도이다.

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

도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 배선용 차단기의 아크 소호부에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 아크소호부(350)는 소정 거리 이격하여 배치되는 제1 측판(351) 및 제2 측판(361); 상기 제1 측판(351)과 제2 측판(361) 사이에 배치되는 복수 개의 그리드(370); 및 복수 개의 상기 그리드(370)의 제1면(상면)에 각각 면접하여 배치되는 복수 개의 제1 절연 부재(380); 및 복수 개의 상기 그리드(370)의 제2면(하면)에 각각 면접하여 배치되는 복수 개의 제2 절연 부재(390);를 포함하여 구성된다.

도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 내부 구조도, 도 8 및 도 9는 도 7에서 베이스 어셈블리의 내부 구조도이다. 각각 통전 상태(폐로 상태) 및 차단 상태(개방 상태)를 나타낸다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기(100)는 베이스 어셈블리 외함(119)의 일부에 고정 설치되는 고정접촉자(105,106), 상기 고정접촉자(105,106)에 접촉 또는 분리되는 가동접촉자(122,123) 및 상기 가동접촉자(122,123)가 상기 고정접촉자(105,106)로부터 분리될 때 발생하는 아크를 소호하는 아크소호부(350)를 포함한다.

여기서, 아크소호부(350)는, 한 쌍의 측판(351,361); 상기 한 쌍의 측판(351,361) 사이에 소정 간격을 갖도록 설치되는 복수 개의 그리드(370);를 포함한다.

외함(101)은 배선용 차단기의 구성요소들을 수용하고 지지한다. 외함(101)은 개략적으로 상자형으로 형성된다. 외함(101)의 상면에는 핸들(103)이 노출된다. 핸들(103)은 사용자의 수동적인 조작력에 의해 개폐기구(102)를 동작시킨다.

외함(101)의 전,후면에는 전원 또는 부하와 연결될 수 있는 단자부(108,109)가 마련된다. 단자부(108,109)는 각 상별로 (또는 각 극별로) 마련된다. 예를 들어, 3상 4극 배선용 차단기의 경우에는 전원측 및 부하측에 각 4개의 단자부가 마련될 수 있다.

고정접촉자(105,106)가 외함(101) 내부에 고정 설치된다. 고정접촉자(105,106)는 단자부(108,109)에 연결된다. 쌍접점형 배선용 차단기의 경우, 고정접촉자(105,106)는 전원측 및 부하측에 각각 마련된다. 즉, 전원측 고정접촉자(105)와 부하측 고정접촉자(106)가 구비된다. 이때, 전원측 고정접촉자(105)는 전원측 단자부(108)에 직접 연결되거나 일체로 형성될 수 있다. 부하측 고정접촉자(106)는 트립기구(특히 히터(111))를 통해 부하측 단자부(109)에 연결될 수 있다.

접점부(고정접촉자와 가동접촉자) 인근에는 차단시 발생하는 아크를 소호하기 위하여 아크소호부(아크소호장치, 아크챔버)(350)가 마련된다. 쌍접점형 배선용 차단기(double circuit breaker)의 경우 아크소호부(350)는 전원측 및 부하측에 각각 마련된다. 아크소호부(350)는 한 쌍의 측판(351,361)과 상기 측판(351,361)에 소정 간격으로 결합되는 복수 개의 그리드(370)를 포함한다.

회로에 흐르는 이상전류를 검출하고 개폐기구를 트립시키기 위한 트립부(110)가 외함(101)의 일부에 마련된다. 트립부(110)는 부하측에 마련되는 것이 보통이다. 트립부(110)는 부하측 단자부(109)에 연결되는 히터(111), 히터(111)에 결합되어 열을 감지하고 열량에 따라 만곡되는 바이메탈(112), 히터(111) 주변에 설치되는 마그넷(113)과 아마추어(114), 상기 바이메탈(112) 또는 아마추어(114)의 접촉에 의해 회전할 수 있도록 설치되는 크로스바(115), 크로스바(115)의 회전에 의해 구속 또는 해제되어 개폐기구(102)의 네일(미도시)을 구속 또는 해제하는 슈터(116)를 포함할 수 있다. 통상적으로 소전류 지연 차단시에는 히터(111)에 발생하는 열에 의해 바이메탈(112)이 만곡하여 크로스바(115)가 회전하여 개폐기구(102)를 작동시키게 되고, 대전류 순시 차단시에는 마그넷(113)에 여자되는 자력에 의해 아마추어(114)가 흡인되면서 크로스바(115)를 회전시켜 개폐기구(102)가 작동하게 된다.

사용자의 조작력은 핸들(103)을 통해 개폐기구(102)에 전달된다. 개폐기구(102)의 동력을 각 상에 전달하기 위하여 개폐기구(102)에는 한 쌍의 회전핀(104)이 설치된다. 회전핀(104)은 모든 상을 가로지르는 길이로 형성되어 샤프트 어셈블리(또는 가동자 어셈블리)(120)에 설치된다.

베이스 어셈블리 외함(간략히 베이스)(119)이 마련된다. 베이스 어셈블리 외함(119)은 사출성형물로 형성될 수 있다. 베이스 어셈블리 외함(119)은 대략적으로 박스 형태로 형성된다. 베이스 어셈블리 외함(119)에는 접점부(105,106,122,123)와 아크 아크소호부(350)가 설치된다. 베이스 어셈블리 외함(119)의 상부에는 개폐기구(102)가 설치될 수 있다.

샤프트 어셈블리(120)가 마련된다. 샤프트 어셈블리(120)에는 회전핀(104)이 관통 설치된다. 샤프트 어셈블리(120)는 회전핀(104)에 의해 개폐기구(102)의 개폐 동력을 전달받아 회전한다. 샤프트 어셈블리(120)가 회전함에 따라 가동접촉자(122,123)도 회전하여 고정접촉자(105,106)에 접촉되거나 분리된다.

샤프트 어셈블리(120)는 샤프트 바디(121)와 가동접촉자(122,123)를 포함하여 구성된다.

샤프트 바디(121)는 원기둥 형태로 형성된다. 샤프트 바디(121)의 평평한 양측면(원판면)에 축(125)이 돌출 형성된다. 샤프트 바디(121)에는 축(125) 방향에 나란하게 관통되어 회전핀(104)이 삽입될 수 있는 핀홀(126)이 한 쌍 형성된다.

가동접촉자(122,123)는 샤프트 바디(121)에 회전 가능하게 설치된다. 가동접촉자(122,123)는 샤프트 바디(121)와 함께 또는 독자적으로 반시계 방향 또는 시계 방향으로 회전하면서 고정접촉자(105,106)에 접촉 또는 분리되어 선로를 통전시키거나 차단시킨다.

가동접촉자(122,123)의 양단부에는 고정접촉자(105,106)의 고정접점(105a,106a)에 접촉될 수 있는 가동접점(122a,123a)이 각각 구비된다. 가동접점(122a,123a)은 은(Ag) 합금 등 전기전도성 및 내구성이 우수한 재질로 제작될 수 있다.

가동접촉자(122,123)는 일반적인 소전류나 대전류 차단 상황에서는 샤프트 바디(121)와 함께 회전하지만, 한류 차단시에는 급격한 전자반발력에 의해 가동접촉자(122,123)가 독자적으로 회전한다. 이 경우, 가동접촉자(122,123)는 샤프트 바디(121)의 샤프트 핀(미도시)에 접하여 회전이 멈추게 된다.

고정접촉자(105,106)의 양단부에는 고정접점(105a,106a)이 각각 구비된다. 고정접점(105a,106a)은 은(Ag) 합금 등 전기전도성 및 내구성이 우수한 재질로 제작될 수 있다.

고정접촉자(105,106)의 고정접점(105a,106a)과 가동접촉자(122,123)의 가동접점(122a,123a) 주변에는 아크 아크소호부(350)가 마련된다.

아크 소호부(350)는 대칭적으로 마주하여 한쌍의 측벽을 형성하는 측판(351,361)과 복수 개의 철판으로 형성되어 측판(351,361)에 소정의 간격으로 병렬적으로 삽입되는 그리드(370)를 포함한다. 아크 소호부는 측판(351,361)과 그리드(370)에 둘러싸여 아크가 소호될 수 있는 내부공간을 이룬다.

회로가 정상상태에 있는 경우 고정접촉자(105,106)의 고정접점(105a,106a)과 가동접촉자(122,123)의 가동접점(122a,123a)이 연결되어 전류가 흐르게 된다. 회로에 사고전류가 발생하여 기구부(미도시)에 의해 가동접촉자(122,123)가 회전하여 가동접점(122a,123a)이 고정접점(105a,106a)으로부터 분리되어 전류가 차단된다. 이때, 가동접점(122a,123a)과 고정접점(105a,106a) 사이에서 아크가 발생하게 된다. 이 아크는 그리드(370)의 사이사이로 들어가면서 짧은 아크로 분할되며 아크전압이 상승하게 된다. 더불어, 아크 소호부 내에 존재하는 SF6 등 아크소호용 가스에 의해서 아크전압은 더욱 상승하게 된다. 이에 따라, 아크는 자유전자의 방출이 억제되면서 소멸되게 된다.

도 10 및 도 11은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 아크 소호부를 서로 다른 방향에서 바라본 사시도이다. 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 아크 소호부에서 하나의 측판이 그리드로부터 분리된 상태를 나타낸다. 도 13은 도 12에서 그리드-절연재 결합체의 사시도이다.

아크 소호부(350)는 측판(351,361)과 그리드-절연재 결합체(370,380,390)를 포함한다.

측판(351,361)은 대칭되는 한 쌍으로 구비된다. 측판(351,361)은 절연 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 차단시 발생하는 아크는 측판(351,361)에서는 반사되어 그리드-절연재 결합체(370,380,390)로 모이도록 할 수 있다.

측판(351,361)에는 그리드-절연재 결합체(370,380,390)가 결합될 수 있는 끼움홈(353,363) 및 끼움홀(354,364)이 각각 복수 개 형성된다.

측판(351,361)에는 그리드-절연재 결합체(370,380,390)의 다리부(376,386,396)가 삽입되는 결합부(355,365)가 마련된다.

측판(351,361)은 다수 개의 지지판(352,362)이 돌출 형성되어, 각 지지판(352,362)과 인접한 지지판(352,362) 사이에 형성되는 삽입홈(356,266)에 그리드-절연재 결합체(370,380,390)가 삽입된다.

그리드 결합체(370,380,390)가 마련된다. 여기서, 그리드 결합체(370,380,390)는 그리드(370)와 절연부재(380,390)로 구성된다.

아크를 흡인하여 소호시키기 위하여 그리드(370)가 마련된다. 이때, 그리드(370)는 상기 한 쌍의 측판(351,361)에 설치되는 복수 개로 마련된다.

그리드(370)는 평판으로 형성된다. 그리드(370)는 아크를 흡인하기 유리하도록 철재로 형성된다. 그리드(370)의 양측면에는 측판(351,361)에 설치될 수 있도록 끼움돌기(373,374)가 복수 개 돌출 형성된다. 그리드(370)의 끼움돌기(373,374)가 측판(351,361)의 끼움홀(354,364) 및 끼움홈(353,363)에 끼움결합된다. 이때, 안정적인 결합을 위하여 코킹작업이 수행될 수 있다.

그리드(370)는 전방부(도면상 우측부분)의 중앙부가 절개되어 진입부(372)가 형성된다. 진입부(372)는 접점부가 배치되어 작동하며 아크가 분할될 수 있는 공간을 제공하기 위해 마련된다. 진입부(372)는 V자형 홈, U자형 홈 등으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 아크의 분할 성능을 향상시킬 수 있다.

그리드(370)는 복수 개가 구비되어 측판(351,361)에 소정 간격을 갖고 다층으로 설치될 수 있다. 이에 따라, 그리드(370)의 사이사이로 아크가 지나갈 수 있는 통로가 마련된다. 그리드(370)가 적층 설치될 때의 간격은 아크의 분할 및 흡인력을 고려하여 적절하게 설정될 수 있다.

아크의 흡인 성능 향상 및 분진 흡수를 위해 흡착 그리드(140)가 마련된다(도 8,9 참조). 흡착 그리드(140)는 베이스 어셈블리 외함(119)의 상부에 설치된다. 베이스 어셈블리 외함(119)의 상부에는 고정홈(118)이 형성되어 흡착 그리드(140)가 끼움 결합된다.

배기판(149)이 마련된다. 배기판(149)은 그리드(370)의 후방에 설치되어 아크 가스는 배출되고 외부의 이물질은 침입하기 어렵도록 마련된다. 배기판(149)에는 다수개의 통기홀이 형성된다.

그리드-절연재 결합체(370,380,390)에 대해 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.

그리드(370)는 평판으로 형성된다. 그리드(370)는 알루미늄(Al) 등의 전기전도성이 우수한 재료가 사용된다.

그리드(370)는 중앙판부(371)와 다리부(376)를 포함한다. 중앙판부(371)는 아크가 흡인되고 진입하면서 분할 냉각되는 면이다.

중앙판부(371)의 양측면에는 측판(351,261)에 설치될 수 있도록 끼움돌기(373,274) 복수 개가 이격하여 돌출 형성된다. 그리드(370)의 끼움돌기(373,274)가 측판(351,261)의 끼움홈(353,263)과 끼움홀(354,264)에 끼움 결합된다. 이때, 안정적인 결합을 위하여 코킹작업이 수행될 수 있다.

중앙판부(371)의 전방부에는 접점부가 삽입되고 아크가 흡입되는 진입부(372)가 형성된다. 진입부(372)는 아크(A)가 흡인되어 그리드(370)에 먼저 접촉하는 면이다.

중앙판부(371)의 진입부(372)의 중앙부가 절개되어 절개부(375)가 형성된다. 절개부(375)는 접점부가 작동하며 아크가 분할될 수 있는 공간을 제공하기 위해 마련된다. 절개부(375)는 V자형 홈, U자형 홈 등으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 아크의 분할 성능을 향상시킬 수 있다.

중앙판부(371)의 진입부(372)의 양측에는 다리부(376)가 각각 돌출 형성된다. 다리부(376)는 측판(351,261)의 결합부(355,265)에 삽입 결합된다. 다리부(376)가 측판(351,261)의 결합부(355,265)에 고정되므로 그리드(370)는 안정적으로 측판(351,261)에 결합된 상태를 유지한다.

제1 절연부재(380)가 마련된다. 제1 절연부재(380)는 그리드(370)와 동일, 유사한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제1 절연부재(380)는 상면에서 볼때 상기 그리드(370)와 동일한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 제1 절연부재(380)의 두께는 상기 그리드(370)의 두께보다 얇게 형성된다. 이에 따라, 측판(351,261)의 변경 없이 종래 사용하던 측판(351,261)의 삽입홈(356,366)에 그리드(370)와 제1 절연부재(380)를 함께 끼워 사용할 수 있다.

제1 절연부재(380)는 평판으로 형성된다. 제1 절연부재(380)는 절연성이 우수한 재료가 사용된다.

제1 절연부재(380)는 제1 절연재 중앙판부(381)와 제1 절연재 다리부(386)를 포함한다. 제1 절연재 중앙판부(381)는 아크가 흡인되고 진입하면서 분할 냉각되는 면이다.

제1 절연재 중앙판부(381)의 양측면에는 측판(351,261)에 설치될 수 있도록 제1 절연재 끼움돌기(383,384) 복수 개가 이격하여 돌출 형성된다. 제1 절연부재(380)의 제1 절연재 끼움돌기(383,384)가 측판(351,261)의 끼움홈(353,263)과 끼움홀(354,264)에 끼움 결합된다. 이때, 안정적인 결합을 위하여 코킹작업이 수행될 수 있다.

제1 절연재 중앙판부(381)의 전방부에는 접점부가 삽입되고 아크가 흡입되는 제1 절연재 진입부(382)가 형성된다. 제1 절연재 진입부(382)는 아크(A)가 흡인되어 제1 절연부재(380)에 먼저 접촉하는 면이다.

제1 절연재 중앙판부(381)의 제1 절연재 진입부(382)의 중앙부가 절개되어 제1 절연재 절개부(385)가 형성된다. 제1 절연재 절개부(385)는 접점부가 작동하며 아크가 분할될 수 있는 공간을 제공하기 위해 마련된다. 제1 절연재 절개부(385)는 V자형 홈, U자형 홈 등으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 아크의 분할 성능을 향상시킬 수 있다.

제1 절연재 중앙판부(381)의 제1 절연재 진입부(382)의 양측에는 제1 절연재 다리부(386)가 각각 돌출 형성된다. 제1 절연재 다리부(386)는 측판(351,261)의 캡부(355,265)에 삽입 결합된다. 제1 절연재 다리부(386)가 측판(351,261)의 캡부(355,265)에 고정되므로 제1 절연부재(380)는 안정적으로 측판(351,261)에 결합된 상태를 유지한다.

제1 절연부재(380)의 두께는 그리드(370)의 두께보다 얇게 형성된다.

제1 절연부재(380)는 그리드(370)의 제1면(이를테면 상면)에 결합된다.

제2 절연부재(390)가 마련된다. 제2 절연부재(390)는 그리드(370)와 동일, 유사한 형상으로 형성될 수 있다. 상기 제2 절연부재(390)는 상면에서 볼때 상기 그리드(370)와 동일한 형상으로 형성될 수 있다.

상기 제2 절연부재(390)의 두께는 상기 그리드(370)의 두께보다 얇게 형성된다. 이에 따라, 측판(351,261)의 변경 없이 종래 사용하던 측판(351,261)의 삽입홈(356,266)에 그리드(370)와 제2 절연부재(390)를 함께 끼워 사용할 수 있다.

제2 절연부재(390)는 평판으로 형성된다. 제2 절연부재(390)는 절연성이 우수한 재료가 사용된다.

제2 절연부재(390)는 제2 절연재 중앙판부(391)와 제2 절연재 다리부(396)를 포함한다. 제2 절연재 중앙판부(391)는 아크가 흡인되고 진입하면서 분할 냉각되는 면이다.

제2 절연재 중앙판부(391)의 양측면에는 측판(351,261)에 설치될 수 있도록 제2 절연재 끼움돌기(393,394) 복수 개가 이격하여 돌출 형성된다. 제2 절연부재(390)의 제2 절연재 끼움돌기(393,394)가 측판(351,261)의 끼움홈(353,263)과 끼움홀(354,264)에 끼움 결합된다. 이때, 안정적인 결합을 위하여 코킹작업이 수행될 수 있다.

제2 절연재 중앙판부(391)의 전방부에는 접점부가 삽입되고 아크가 흡입되는 제2 절연재 진입부(392)가 형성된다. 제2 절연재 진입부(392)는 아크(A)가 흡인되어 제2 절연부재(390)에 먼저 접촉하는 면이다.

제2 절연재 중앙판부(391)의 제2 절연재 진입부(392)의 중앙부가 절개되어 제2 절연재 절개부(395)가 형성된다. 제2 절연재 절개부(395)는 접점부가 작동하며 아크가 분할될 수 있는 공간을 제공하기 위해 마련된다. 제2 절연재 절개부(395)는 V자형 홈, U자형 홈 등으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 아크의 분할 성능을 향상시킬 수 있다.

제2 절연재 중앙판부(391)의 제2 절연재 진입부(392)의 양측에는 제2 절연재 다리부(396)가 각각 돌출 형성된다. 제2 절연재 다리부(396)는 측판(351,261)의 캡부(355,265)에 삽입 결합된다. 제2 절연재 다리부(396)가 측판(351,261)의 캡부(355,265)에 고정되므로 제2 절연부재(390)는 안정적으로 측판(351,261)에 결합된 상태를 유지한다.

제2 절연부재(390)의 두께는 그리드(370)의 두께보다 얇게 형성된다.

제2 절연부재(390)는 그리드(370)의 제2면(이를테면 하면)에 결합된다. 여기서, 제1면과 제2면은 서로 대향하는 면일 수 있다.

제1 절연부재(380) 및 제2 절연부재(390)는 그리드(370)와 평행하게 배치된다. 즉, 제1 절연부재(380), 그리드(370), 제2 절연부재(390)는 3개의 층을 이룰 수 있다.

도 14에는 도 11에서 C-C면을 따라 절개한 사시도 및 단면도가 도시되어 있다. 차단시의 아크(A)의 진행상태가 나타나 있다.

도 14에 도시된 도면을 참조하면, 차단 초기(t=t1)에 아크(A)는 그리드-절연재 결합체(370,380,390)의 진입부(372,382,392)를 통해 흡인된다. 아크(A)는 그리드-절연재 결합체(370,380,390)간 간격으로 분할된다. 이때, 아크(A)는 도 12에서와 같이 그리드(370) 사이의 간격인 h의 크기로 분할된다. 여기서, 어느 하나의 분할된 아크(A)를 살펴보면 그리드(370)의 진입부(372) 도는 절개부(375) 사이로 분할되어 진입하는 것을 알 수 있다.

그리드(370)의 진입부(372) 또는 절개부(375) 사이에 진입한 아크는 내부 압력에 의해 그리드(370)의 후방으로 흘러나가게 된다. 시간에 따라, 아크(A)가 'U'자형 곡선을 이루면서 후방으로 진행하는 것이 나타나 있다.

이때, 그리드(370)의 진입부(372)로 흡인된 아크(A) 중에서 양단 부분은 제1 절연부재(380) 또는 제2 절연부재(390)에 의해 차단되어 진행되지 못하고, 아크(A)의 중간 부분만 진행되어 아크(A)는 'U'자형으로 신장된다. 따라서 분할된 각 아크(A)는 신장이 효과적으로 일어나고 차단 성능이 개선된다.

이에 따라, 아크(A)가 그리드(370)의 후방에서 재발호하는 가능성이 감소한다.

그리드(370)의 진입부(372)는 제1 절연부재(380)의 진입부(382) 및 제2 절연부재(390)의 진입부(392)보다 전방으로 연장(돌출) 형성된다. 따라서, 아크(A)는 그리드(370)의 진입부(372)에 흡인되어 분할되는데 있어서 저항이 없다.

그리드(370)의 절개부(375)는 제1 절연부재(380)의 절개부(385) 및 제2 절연부재(390)의 절개부(395)보다 전방으로 연장(돌출)된다. 달리 말하면, 제1 절연부재(380)의 절개부(385) 및 제2 절연부재(390)의 절개부(395)는 그리드(370)의 절개부(375)부다 깊은 홈으로 형성된다. 따라서, 아크(A)는 그리드(370)의 절개부(375)부분에 흡인되기 용이하다.

제1 절연부재(380)의 제1 절연재 배후부 및 제2 절연부재(390)의 제2 절연재 배후부는 그리드(370)의 배후부보다 연장(돌출)된다. 즉, 그리드(370)의 후방으로 흘러나온 아크 사이에 절연벽이 형성되므로 아크(A)의 재발호 가능성이 감소한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 아크 소호부에 의하면 그리드의 양면에 절연부재가 구비되어, 절연부재에 의해 아크의 양단부는 그리드의 진입부에 머물러 있고 아크의 중간 부분만 그리드의 후방으로 진행하므로 아크는 신장이 잘 이루어진다. 따라서, 아크 소멸이 원활하게 이루어진다.

따라서, 아크는 재발호 가능성이 감소한다.

한편, 그리드의 열용량을 감소시킬 수 있으므로 그리드의 두께를 줄일 수 있다.

이상에서 설명한 실시예들은 본 발명을 구현하는 실시예들로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

101 외함
102 개폐기구
103 핸들
105,106 고정접촉자
108,109 단자부
110 트립부
120 샤프트 어셈블리
122,123 가동접촉자
350 아크 소호부
351,261 제1,제2 측판
352,362 지지판
356,366 삽입홈
370 그리드
371 중앙판부
372 진입부
373,374 결합돌기
375 절개부
376 다리부
380 제1 절연부재
381 제1 절연재 중앙판부
382 제1 절연재 진입부
383,384 제1 절연재 결합돌기
385 제1 절연재 절개부
386 제1 절연재 다리부
390 제2 절연부재
391 제2 절연재 중앙판부
392 제2 절연재 진입부
393,394 제2 절연재 결합돌기
395 제2 절연재 절개부
396 제2 절연재 다리부

Claims (8)

1. 소정 거리 이격하여 배치되는 제1 측판 및 제2 측판;
   상기 제1 측판과 제2 측판 사이에 배치되는 복수 개의 그리드;
   복수 개의 상기 그리드의 제1면에 각각 면접하도록 배치되는 제1 절연 부재; 및
   복수 개의 상기 그리드의 제2면에 각각 면접하도록 배치되는 제2 절연 부재; 를 포함하는 배선용차단기의 소호부.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 절연 부재 및 제2 절연 부재는 상기 그리드와 동일한 형상으로 형성되는 배선용 차단기의 아크 소호부.
3. 제1항에 있어서, 상기 제1 절연 부재 및 제2 절연 부재의 두께는 상기 그리드의 두께보다 얇게 형성되는 배선용 차단기의 아크 소호부.
4. 제1항에 있어서, 상기 제1 절연 부재 및 제2 절연 부재는 상기 그리드에 평행하게 배치되는 배선용 차단기의 아크 소호부.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 측판과 제2 측판에는 상기 그리드와 제1 절연 부재 및 제2 절연 부재가 함께 삽입되는 삽입홈이 형성되는 배선용 차단기의 아크 소호부.
6. 제1항에 있어서, 상기 그리드에서 접점부에 면하는 진입부 또는 절개부는 상기 제1 절연부재의 제1 절연재 진입부 또는 제1 절연재 절개부 및 상기 제2 절연부재의 제2 절연재 진입부 또는 제2 절연재 절개부보다 연장(돌출)되는 배선용 차단기의 아크 소호부.
7. 제1항에 있어서, 상기 제1 절연부재의 제1 절연재 배후부 및 상기 제2 절연부재의 제2 절연재 배후부는 상기 그리드의 배후부보다 연장(돌출)되는 배선용 차단기의 아크 소호부.
8. 소정 거리 이격하여 배치되는 제1 측판 및 제2 측판; 및
   상기 제1 측판과 제2 측판 사이에 소정 간격으로 배치되는 복수 개의 그리드-절연재 결합체를 포함하고,
   상기 그리드-절연재 결합체는,
   상기 제1 측판과 제2 측판 사이에 소정 간격으로 배치되는 복수 개의 그리드;
   복수 개의 상기 그리드의 제1면에 각각 면접하도록 배치되는 복수 개의 제1 절연 부재; 및
   복수 개의 상기 그리드의 제2면에 각각 면접하도록 배치되는 복수 개의 제2 절연 부재;를 포함하는 배선용차단기의 소호부.

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