KR20230109445A - 배선용 차단기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 배선용 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외함의 하부에 아크 가스 배출구가 확장되어 배기 성능이 향상된 배선용 차단기에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기는 배선용 차단기의 외함; 상기 외함 내부에 결합되는 베이스 어셈블리; 상기 베이스 어셈블리의 배기부에 연결되는 배기 덕트; 및 상기 외함의 단자부에 결합되고, 상기 배기 덕트에 연결되는 단자부 마운터;를 포함하고, 상기 배기 덕트에는 중앙부 배기홈이 형성되고, 상기 단자부 마운터에는 상기 중앙부 배기홈에 연통되는 중앙부 배기홀이 형성된다.

Description

배선용 차단기{Molded Case Circuit Breaker}

본 발명은 배선용 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외함의 하부에 아크 가스 배출구가 확장되어 배기 성능이 향상된 배선용 차단기에 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 소호부 등으로 구성되어 있다.

도 1에 종래기술에 따른 배선용 차단기가 도시되어 있다. 도 2에는 종래기술에 따른 배선용 차단기를 종방향을 따라 절개하여 내부 구조를 나타내고 있다. 도 3에는 도 2에서 배기 덕트 부분의 상세도이다.

종래기술에 따른 배선용 차단기(10)는 절연물로 형성되는 외함(enclosure)인 케이스(case)(11)와 커버(cover)(12) 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.

또한, 외함(11,12)의 양 단부에는 전원 또는 부하에 회로를 연결하도록 단자부(9)가 마련된다.

한편, 접점부(1,2)와 소호부(3)는 케이스(11) 내부에 배치되는 베이스 어셈블리의 외함(베이스라고 약칭하기도 한다)(8)에 별도로 내장된다.

회로에 사고 전류가 흐르면 트립부(5)는 이를 감지하고 개폐기구부(4)를 동작시키는 트립 작동이 진행되어 고정접촉자(1)로부터 가동접촉자(2)를 분리시켜 전류의 흐름을 차단하는데, 이때 접점부(1,2)에 아크(A)가 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.

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(3a)로 이동하면서 분할 냉각되어 소호된다. 아크는 그리드(3a)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(3a)에 빠르게 퍼져 아크 전압이 높아져야 한다.

사고 전류가 발생하여 접점부(1,2)에서 발생하는 아크(A)는 소호부(3)의 그리드(3a) 사이로 빠져나가고 베이스(8)의 배기구(8-1)를 빠져나간다.

이후, 단자부(9) 하부의 배기 덕트(14)를 통과하여 마운터(15)를 지나게 된다.

도 4에는 종래기술에 따른 배선용 차단기의 케이스(11)의 사시도가 도시되어 있다. 위에서 전원측을 향하여 비스듬히 바라본 상태로 도시한 것이다.

각 상별로 단자부 배기관(13)이 한 쌍씩 구비되어 있다. 배기관(13)의 몸체부(13-2)에는 마운터(15)가 끼움 결합되고, 배기관(13)의 유입구 사이는 배기 덕트(14)가 인접하는 부분으로 격벽(13-1)으로 막혀있다.

도 7과 도 8에는 마운터(15)와 배기 덕트(14)가 도시되어 있다.

마운터(15)의 양 측면 삽입홈부(15-1)가 배기관(13)의 몸체부(13-2)에 끼움 결합된다.

배기 덕트(14)는 베이스(8)의 배기구(8-1)로부터 나온 아크 가스를 단자부(9)의 배기관(13)으로 유도한다. 배기 덕트(14)는 배기구(8-1)에 직결된다. 아크 가스는 배기 덕트(14)를 지나 분기구(14-1)에 의해 갈라지며 각 상의 양측에 배치된 배기관(13)으로 흘러들어간다.

도 5 및 도 6에 이와 같은 아크 배기 과정이 나타나 있다. 도 5는 배선용 차단기의 하면부를 절개하여 하측에서 상측을 향하여 바라본 상태를 도시한 것이고, 도 6은 도 5에서 배기홀 부분의 상세도이다.

접점부(1.2)의 차단시 발생하는 아크(A)가 베이스(8)의 배기구(8-1) 및 배기 덕트(14)를 거쳐 단자부의 배기관(13)으로 빠져나가는 과정이 도시되어 있다.

그런데, 종래 기술의 배선용 차단기에 있어서, 아크 압력 배기구조는 단자 부에 단자 체결을 위한 마운터가 구비되어 각 상별로 마운터(15)를 회피하기 위하여 배기 덕트(14)에 분기구(14-1)가 형성되어 있다. 즉, 아크는 배기 덕트(14)의 분기구(14-1)를 통해 단자부 양측의 배기관(13)으로 갈라지는 방식으로 흐른다.

이로 인해 도 5,6에 잘 나타나 있듯이 아크 배출구는 최종 배기관 부분에 이르러서는 공간의 2/3 정도만 활용하게 된다. 따라서, 아크 압력이 분기구 내부에 정체되고 정체된 압력은 제품 내부압력을 상승시켜 제품 파손으로 이어질 수 있다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 그 목적은 아크 가스 배출 공간을 확장하여 아크 배기 성능이 향상된 배선용 차단기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 측면에 따른 배선용 차단기는 배선용 차단기의 외함; 상기 외함 내부에 결합되는 베이스 어셈블리; 상기 베이스 어셈블리의 배기부에 연결되는 배기 덕트; 및 상기 외함의 단자부에 결합되고, 상기 배기 덕트에 연결되는 단자부 마운터;를 포함하고, 상기 배기 덕트에는 중앙부 배기홈이 형성되고, 상기 단자부 마운터에는 상기 중앙부 배기홈에 연통되는 중앙부 배기홀이 형성된다.

여기서, 상기 단자부에는 각 상마다 아크 가스가 배출되는 단자부 배기관이 한 쌍씩 마련되고, 단자부 마운터에는 한 쌍의 상기 단자부 배기관 사이에 배치되는 지지대가 구비되고, 상기 지지대에는 상기 외함의 내부에서 외부로 향하는 상기 중앙부 배기홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 외함에는 상기 단자부 배기관 사이의 격벽에 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 중앙부 배기홀의 상부에는 전면부가 곡면으로 형성되는 유도벽이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배기 덕트의 상면에서 상기 배기구에 연결되는 부분은 곡면부로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배기 덕트의 상면에서 상기 곡면부에 이어 제1 단차부와 제2 단차부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 배기 덕트의 배후부에는 2개의 다리부를 갖는 분기구가 형성되고, 상기 2개의 다리부 사이의 공간이 상기 중앙부 배기홈인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 2개의 다리부 상부에는 'V'자형 또는 'U'자형의 지붕부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 배기 덕트의 상면부에는 절개홈이 복수개 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 측면에 따른 배선용 차단기는 외함; 상기 외함의 각 상마다 구비되는 베이스 어셈블리; 상기 베이스 어셈블리의 배기구에 연결되는 배기 덕트; 및 상기 외함의 단자부에 결합되고, 상기 배기 덕트에 연결되는 단자부 마운트;를 포함하고, 상기 단자부에 배치되는 한 쌍의 단자부 배기관 사이에는 관통홀이 형성되고, 상기 배기 덕트에는 상기 관통홀에 연통되는 중앙부 배기홈이 형성되고, 상기 단자부 마운트에는 상기 중앙부 배기홈에 연통되는 중앙부 배기홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기에 의하면 단자부 배기관 사이에 아크 가스 배출을 위한 배기 통로가 추가로 마련되므로 배기 압력 배출 지연이 방지된다.

단자부 배기관 사이의 격벽 부분에 관통홀이 형성되고 이는 배기 덕트의 중앙부 배기홈 및 단자부 마운트의 중앙부 관통홀에 연통된다. 이에 따라, 배기관 사이의 중앙부 아크 배출 경로가 구비된다.

베이스 어셈블리의 배기구로부터 나온 아크 가스는 외부로 배출되기까지 폐쇄되는 부분이 최소화되어 공간 낭비 없이 배출이 원활히 이루어진다.

따라서 아크 가스가 배기구 내에서 정체되는 형상이 감소한다.

따라서, 제품 내부에 압력이 증가되는 현상을 방지하고 제품 외함의 파손을 방지한다.

도 1에 종래기술에 따른 배선용 차단기가 도시되어 있다.
도 2에는 종래기술에 따른 배선용 차단기를 종방향을 따라 절개하여 내부 구조를 나타내고 있다.
도 3에는 도 2에서 배기 덕트 부분의 상세도이다.
도 4는 종래기술에 따른 배선용 차단기의 케이스의 사시도이다.
도 5는 종래기술에 따른 배선용 차단기의 하면 사시도이다. 바닥면은 절개된 상태이다.
도 6은 도 5에서 배기홀 부분의 상세도이다.
도 7은 종래기술에 따른 배선용 차단기에 적용되는 마운터의 사시도이다.
도 8은 종래기술에 따른 배선용 차단기에 적용되는 배기 덕트의 사시도이다.
도 9에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기를 종방향을 따라 절개하여 내부 구조를 나타내고 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기에 적용되는 아크 소호부의 사시도이다.
도 11은 도 9에서 배기 덕트 부분의 상세도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 케이스의 사시도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기 배기구와 단자부 부분의 상세도이다. 하면에서 바라본 상태이며, 바닥면은 절개된 상태다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기에 적용되는 마운터의 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기에 적용되는 배기 덕트의 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이며, 이들 도면에 의하여 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하는 것은 아니다.

본 발명에서 구성요소를 지칭하기 위하여 사용된 "부재" 또는 "부"라는 용어는 어떤 한정적 목적을 위하여 사용된 것이 아니며, 생략하여도 무방하다.

도면을 참조하여 본 발명의 각 실시예에 따른 배선용 차단기에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기는 배선용 차단기의 외함(101,102); 상기 외함(101,102) 내부에 결합되는 베이스 어셈블리(110); 상기 베이스 어셈블리(110)의 배기구(149)에 연결되는 배기 덕트(170); 및 상기 외함(101,102)의 단자부(109)에 결합되고, 상기 배기 덕트(170)에 연결되는 단자부 마운터(180);를 포함하고, 상기 배기 덕트(170)에는 중앙부 배기홈(176)이 형성되고, 상기 단자부 마운터(180)에는 상기 중앙부 배기홈(176)에 연통되는 중앙부 배기홀(186)이 형성된다.

도 9에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기를 종방향을 따라 절개하여 내부 구조를 나타내고 있다. 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기에 적용되는 아크 소호부의 사시도이다. 도 11은 도 9에서 아크 배기부의 상세도이다. 도 12에는 본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 외함의 케이스를 위에서 본 사시도이다.

외함(101,102)은 배선용 차단기의 구성요소들을 수용하고 지지한다. 외함(101,102)은 개략적으로 상자형으로 형성된다. 외함(101,102)의 상면에는 핸들(107a)이 노출된다. 핸들(107a)은 사용자의 수동적인 조작력에 의해 개폐기구(107)를 동작시킨다.

외함(101,102)은 절연물로 형성된다. 외함(101,102)은 하부에 배치되는 케이스(101)와 케이스의 상부를 덮는 커버(102)로 구성될 수 있다.

외함(101,102)의 전,후면에는 전원 또는 부하와 연결될 수 있는 단자부(108,109)가 마련된다. 단자부(108,109)는 전원측 단자부(108)와 부하측 단자부(109)로 구성된다.

단자부(108,109)는 각 상별로 (또는 각 극별로) 마련된다. 예를 들어, 3상 배선용 차단기의 경우에는 전원측 및 부하측에 각각 3개의 단자부가 마련될 수 있다.

단자부(108,109)에는 단자(terminal)(131,132)가 마련된다. 전원측 단자부(108)에는 전원 회로에 연결되는 전원측 단자(132)가 마련되고, 부하측 단자부(109)에는 부하 회로에 부하측 단자(131)가 마련된다. 각 단자(131,132)는 각각 고정접촉자(105,106)에 연결된다.

단자부(108,109)의 하단부에는 아크 가스가 외부로 배출되는 단자부 배기관(103)이 마련된다. 단자부 배기관(103)은 각 상별로 양측에 각각 마련된다. 각 단자부 배기관(103)은 인접한 상의 단자부 배기관(103)과 접할 수 있다.

단자부 배기관(103)에는 관의 길이 방향을 따라 배기홀(103a,103b)이 형성된다. 아크의 진입 및 배출 경로를 따라 내부 측의 홀 입구를 배기홀 유입구(103a)라 하고, 외부 측의 홀 출구를 배기홀 유출구(103b)로 구분하기로 한다. 배기홀 유입구(103a)는 배기 덕트(170)에 연결되는 부분이고, 배기홀 유출구(103b)는 외함(101,102)의 외부에 연결되는 부분이다.

도 12를 참조하면, 부하측 단자부(109)에는 각 상에 구비된 한 쌍의 단자부 배기관(103)의 배기홀 유입구(103a) 사이에 있는 격벽(미부호)에 관통홀(103c)이 형성된다. 배기구(149)에서 나온 아크 가스는 관통홀(103c)을 통해서도 외부로 배출될 수 있다.

회로에 흐르는 이상전류를 검출하고 개폐기구를 트립시키기 위한 트립부(110)가 외함(101,102)의 일부에 마련된다. 트립부는 부하측에 마련되는 것이 보통이다.

트립부는 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(107)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(107)를 작동시키게 되고, 대전류 순시 차단시에는 마그넷(113)에 여자되는 자력에 의해 아마추어(114)가 흡인되면서 크로스바(115)를 회전시켜 개폐기구(107)가 작동하게 된다.

사용자의 조작력은 핸들(107a)을 통해 개폐기구(107)에 전달된다. 개폐기구(107)의 동력을 각 상에 전달하기 위하여 개폐기구(107)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(110)가 마련된다. 베이스 어셈블리(110)에는 접점부와 아크 소호부가 설치된다. 베이스 어셈블리(110)는 각 상마다 마련된다.

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 소호부(150)가 설치된다. 베이스 어셈블리 외함(119)의 상부에는 개폐기구(107)가 설치될 수 있다.

접점부(고정접촉자와 가동접촉자)가 마련된다. 접점부는 회로가 실질적으로 연결되거나 끊어지는 부분이다.

고정접촉자(105,106)가 외함(101,102) 내부에 고정 설치된다. 구체적으로는 고정접촉자(105,106)와 가동접촉자(122,123)는 각 상마다 구비되는 베이스 어셈블리(110)의 내부에 설치된다. 고정접촉자(105,106)는 단자부(108,109)에 연결된다.

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

쌍접점형 배선용 차단기(double circuit breaker)의 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 아크 소호부(아크 소호 장치, 아크 챔버)(150)가 마련된다. 쌍접점형 배선용 차단기의 경우 아크 소호부(150)는 전원측 및 부하측에 각각 마련된다. 아크 소호부(150)는 한 쌍의 측판(151,152)과 상기 측판(151,152)에 소정 간격으로 결합되는 복수 개의 그리드(160)를 포함한다.

샤프트 어셈블리(120)가 마련된다. 샤프트 어셈블리(120)에는 회전핀(104)이 관통 설치된다. 샤프트 어셈블리(120)는 회전핀(104)에 의해 개폐기구(107)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(미부호)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(125)에 접하여 회전이 멈추게 된다.

차단시 발생하는 아크를 소호하기 위하여 아크 소호부(150)가 마련된다. 아크 소호부(150)는 베이스 어셈블리(110) 내부에 설치된다. 아크 소호부(150)는 고정접촉자(105,106)와 가동접촉자(122,123)의 접점부에 인접하여 배치된다.

아크 소호부(150)는 대칭적으로 마주하여 한쌍의 측벽을 형성하는 측판(151,152)과 복수 개의 철판으로 형성되어 측판(151,152)에 소정의 간격으로 병렬적으로 삽입되는 그리드(160)를 포함한다. 아크 소호부는 측판(151,152)과 그리드(160)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(107)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(160)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. 이후, 아크 가스는 배기부를 통해 외부로 배출된다.

아크 소호부(150)는 측판(151,152)과 그리드(160)를 포함한다.

측판(151,152)은 대칭되는 한 쌍으로 구비된다. 측판(151,152)은 절연 재질로 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 차단시 발생하는 아크는 측판(151,152)에서는 반사되어 그리드(160)로 모이도록 할 수 있다.

측판(151,152)에는 그리드(160)가 결합될 수 있는 끼움홈(155) 및 끼움홀(156)이 각각 복수 개 형성된다.

측판(151,152)에는 그리드(160)의 다리부(165)가 삽입되는 결합부(157,158)가 마련된다.

측판(151,152)은 다수 개의 지지판(153)이 돌출 형성되어, 각 지지판(153)과 인접한 지지판(153) 사이에 형성되는 삽입홈(154)에 그리드(160)가 삽입된다.

아크를 흡인하여 소호시키기 위하여 그리드(160)가 마련된다. 이때, 그리드(160)는 상기 한 쌍의 측판(151,152)에 설치되는 복수 개로 마련된다.

그리드(160)는 평판으로 형성된다. 그리드(160)는 아크를 흡인하기 유리하도록 철재로 형성된다. 그리드(160)는 중앙판부(161)와 중앙판부(161)의 양단에서 일방향으로 연장되는 다리부(165)로 구성될 수 있다.

그리드(160)의 중앙판부(161)의 양측면에는 측판(151,152)에 설치될 수 있도록 끼움돌기(162,163)가 복수 개 돌출 형성된다. 그리드(160)의 끼움돌기(162.163)가 측판(151,152)의 끼움홀(156) 및 끼움홈(155)에 끼움결합된다. 이때, 안정적인 결합을 위하여 코킹작업이 수행될 수 있다.

그리드(160)는 중앙판부(161)의 접점부(도면상 우측부분)의 중앙부가 절개되어 진입부(164)가 형성된다. 진입부(164)는 접점부(고정접촉자 및 가동접촉자)가 배치되어 작동하며 아크가 분할될 수 있는 공간을 제공하기 위해 마련된다. 진입부(164)는 V자형 홈, U자형 홈 등으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 아크의 분할 성능을 향상시킬 수 있다.

그리드(160)는 복수 개가 구비되어 측판(151,152)에 소정 간격을 갖고 다층으로 설치될 수 있다. 이에 따라, 그리드(160)의 사이사이로 아크가 지나갈 수 있는 통로가 마련된다. 그리드(160)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 9,11 참조). 흡착 그리드(140)는 베이스 어셈블리 외함(119)의 하부 또는 상부에 설치된다. 베이스 어셈블리 외함(119)의 상부에는 고정홈이 형성되어 흡착 그리드(140)가 끼움 결합된다.

베이스 어셈블리 외함(119)(베이스라고 약칭하기로 한다)의 양단에는 배기구(149)가 형성된다. 배기구(149)는 베이스(119)의 일부에 외부로 연결되는 관이나 홀로 형성된다. 특히, 부하측에 배치된 배기구(149)는 아크 소호부(150)로부터 베이스(119) 외부의 배기 덕트(170)로 연결된다. 배기구(149)는 소정의 길이로 형성된다.

단자부(108,109)에는 전원 또는 부하 단자(terminal)를 연결하기 위하여 단자부 마운터(180)가 마련된다. 도 14에 단자부 마운터(180)가 도시되어 있다.

단자부 마운터(180)는 단자부 배기관(103)에 끼움 결합된다. 이를 위해 단자부 마운터(180)의 양측면에는 삽입홈(181)이 각각 형성된다. 삽입홈(181)은 단자부 배기관(103)의 외형에 대응하는 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 보통, 단자부 배기관(103)의 단면이 직사각형으로 형성되므로 삽입홈(181)은 사각형의 홈 형태로 형성되는 것이 바람직하다. 단자부 마운터(180)의 바닥면(182)에는 리브(183)가 돌출되어 단자부 마운터(180)의 삽입홈(181)이 단자부 배기관(103)에 끼워질때 지지력이 생기도록 한다.

바닥면(182)에는 받침부(184)가 하방으로 돌출 형성된다. 받침부(184)는 바닥면(182)으로부처 지면과의 간극을 보정하기 위한 것이다.

삽입홈(181) 사이의 지지대(185)는 단자부 배기관(103) 사이에 삽입되는 부분이다. 종래에는 이 지지대(185) 부분이 폐쇄형으로 형성되어 단자부 배기관(103) 사이의 공간은 폐쇄되었었다. 그러나, 본 발명에서 지지대(185)에는 내부(내측)에서 외부(외측)로 연결되는 중앙부 배기홀(186)이 형성된다. 이 중앙부 배기홀(186)을 통하여 아크 가스가 배출될 수 있다. 따라서, 아크는 단자부 배기관(103) 뿐만 아니라 단자부 마운터(180)의 중앙부 배기홀(186)을 통해서도 배출될 수 있다.

단자부 마운터(180)의 중앙부 배기홀(186) 위에는 유도벽(187)이 형성된다. 유도벽(187)은 전면부가 경사 형성되어 아크의 진입이 용이하도록 형성된다.

단자부 마운터(180)의 상부면에는 장착면(188)이 형성되고, 장착면(188)의 양측에는 끼움홈(189)이 형성된다. 끼움홈(189)에는 단자결합부재(190)가 끼워진다.

베이스 어셈블리(110)의 배기구(149)와 단자부 마운터(180) 사이를 연결하는 배기 덕트(170)가 마련된다. 도 15에 배기 덕트(170)의 사시도가 도시되어 있다.

배기 덕트(170)는 베이스(119)의 배기구(149)와 단자부 마운터(180) 및 단자부 배기관(103) 사이를 연결한다.

배기 덕트(170)는 전체적으로 'ㄷ'자 형상으로 형성될 수 있다.

배기 덕트(170)는 베이스(119)의 배기구(149)에 일측이 끼워진다. 배기 덕트(170)의 상면부(171)와 양 측면부(172)의 일부는 베이스(119)의 배기구(149)에 끼워진다. 이를 위해, 배기 덕트(170)의 상면부(171) 일측의 하면은 곡면부(173)로 형성되고 이어서 제1 단차부(174) 및 제2 단차부(175)가 형성된다. 이는 베이스(119)의 배기구(149)와의 결합력을 증대하기 위한 것이다.

배기 덕트(170)의 배후부에는 분기구(176a,176b)가 형성된다. 분기구(176a,176b)는 2개의 다리부(176b)와 상기 2개의 다리부(176b)를 잇는 지붕부(176a)로 구성된다. 2개의 다리부(176b)는 단자부 배기관(103)의 배기홀 유입부(103a)와 단자부 마운터(180)의 중앙부 배기홀(186) 사이에 배치된다. 대략적으로, 2개의 다리부(176b)에 의해 배기 덕트(170)의 배후부 공간은 3등분된다. 즉, 3개의 아크 가스 배출구가 병렬로 배치된다. 따라서, 차단시 발생하는 아크는 배기 덕트(170)의 다리부(176b)를 통해 3개의 방향으로 분류되어 양측의 2개의 배기홀 유입구(103a)와 2개의 배기홀 유입구(103a)사이의 중앙부 배기홀(186)로 흘러간다.

지붕부(176a)는 'V'자형 또는 'U'자형으로 형성된다. 이는 주로 중앙부 배기홀(186)보다는 배기홀 유입구(103a)로 아크를 유도하기 위한 것이다.

배기 덕트(170)의 상면부(171)에는 중량 감소 및 강도 증대를 위한 절개홈(177,172)이 복수개 형성된다.

도 13에 본 발명의 실시예에 따른 배선용 차단기에서의 아크 배기 경로가 나타나 있다. 베이스(119)의 배기구(149)에 있는 아크가 각 상 양측의 배기홀 유입구(103a)로 흘러나가는 경로는 종래기술과 같다. 본 발명에서 새로 추가된 아크 배기 경로로서, 베이스(119)의 배기구(149)에서 나온 아크가 각 상 양측의 배기홀 유입구(103a) 사이의 관통홀(103c) 및 배기 덕트(170)의 중앙부 배기홈(176)을 거쳐 단자부 마운터(180)의 중앙부 배기홀(186)로 흘러나가는 경로가 추가되었다. 즉, 각 상마다 아크 배출 경로는 2개의 공간에서 3개의 공간으로 확장되고, 배기구 공간의 막힌 부분이 거의 없다.

다시 말해, 아크 가스는 베이스(119)의 배기구(149)로부터 외부로 흘러나가는 경로에 있어서 폐쇄되는 부분(저항을 받는 부분)이 거의 없이 단자부 배기관(103) 및 중앙부 배기홀(186)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 배선용 차단기에 의하면 단자부 배기관 사이에 아크 가스 배출을 위한 배기 통로가 추가로 마련되므로 배기 압력 배출 지연이 방지된다.

단자부 배기관 사이의 격벽 부분에 관통홀이 형성되고 이는 배기 덕트의 중앙부 배기홈 및 단자부 마운트의 중앙부 관통홀에 연통된다. 이에 따라, 배기관 사이의 중앙부 아크 배출 경로가 구비된다.

베이스 어셈블리의 배기구로부터 나온 아크 가스는 외부로 배출되기까지 폐쇄되는 부분이 최소화되어 공간 낭비 없이 배출이 원활히 이루어진다.

따라서 아크 가스가 배기구 내에서 정체되는 형상이 감소한다.

따라서, 제품 내부에 압력이 증가되는 현상을 방지하고 제품 외함의 파손을 방지한다.

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.

101,102 외함
103 단자부 배기관
103a 배기홀 유입구
103b 배기홀 유출구
103c 관통홀
104 회전핀
105,106 고정접촉자
107 개폐기구
107a 핸들
108 전원측 단자부
109 부하측 단자부
110 베이스 어셈블리
119 베이스 어셈블리 외함
120 샤프트 어셈블리
122,123 가동접촉자
149 배기구
150 아크 소호부
151,152 측판
160 그리드
170 배기 덕트
171 상면부
173 곡면부
174 제1 단차부
175 제2 단차부
176 중앙부 배기홈
176a,176a 분기구
176a 지붕부
176a 다리부
180 단자부 마운터
181 삽입홈
182 바닥면
183 리브
184 받침부
185 지지대
186 중앙부 배기홀
187 유도벽
188 장착면
189 끼움홈
190 단자결합부재

Claims (10)

1. 배선용 차단기의 외함;
   상기 외함의 내부에 각 상마다 설치되는 베이스 어셈블리;
   상기 베이스 어셈블리의 배기구에 연결되는 배기 덕트; 및
   상기 외함의 단자부에 결합되고, 상기 배기 덕트에 연결되는 단자부 마운터;를 포함하고
   상기 배기 덕트에는 중앙부 배기홈이 형성되고,
   상기 단자부 마운터에는 상기 중앙부 배기홈에 연통되는 중앙부 배기홀이 형성되는 배선용 차단기.
2. 제1항에 있어서, 상기 단자부에는 각 상마다 아크 가스가 배출되는 단자부 배기관이 한 쌍씩 마련되고, 단자부 마운터에는 한 쌍의 상기 단자부 배기관 사이에 배치되는 지지대가 구비되고, 상기 지지대에는 상기 외함의 내부에서 외부로 향하는 상기 중앙부 배기홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
3. 제1항에 있어서, 상기 외함에는 상기 단자부 배기관 사이의 격벽에 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
4. 제1항에 있어서, 상기 중앙부 배기홀의 상부에는 전면부가 곡면으로 형성되는 유도벽이 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
5. 제1항에 있어서, 상기 배기 덕트의 상면에서 상기 배기구에 연결되는 부분은 곡면부로 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
6. 제1항에 있어서, 상기 배기 덕트의 상면에서 상기 곡면부에 이어 제1 단차부와 제2 단차부가 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
7. 제1항에 있어서, 상기 배기 덕트의 배후부에는 2개의 다리부를 갖는 분기구가 형성되고, 상기 2개의 다리부 사이의 공간이 상기 중앙부 배기홈인 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
8. 제1항에 있어서, 상기 2개의 다리부 상부에는 'V'자형 또는 'U'자형의 지붕부가 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
9. 제1항에 있어서, 상기 배기 덕트의 상면부에는 절개홈이 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
10. 외함;
    상기 외함의 각 상마다 구비되는 베이스 어셈블리;
    상기 베이스 어셈블리의 배기구에 연결되는 배기 덕트; 및
    상기 외함의 단자부에 결합되고, 상기 배기 덕트에 연결되는 단자부 마운트;를 포함하고,
    상기 단자부에 배치되는 한 쌍의 단자부 배기관 사이에는 관통홀이 형성되고,
    상기 배기 덕트에는 상기 관통홀에 연통되는 중앙부 배기홈이 형성되고,
    상기 단자부 마운트에는 상기 중앙부 배기홈에 연통되는 중앙부 배기홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.

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