KR20230147821A - Module type arc quenching unit for circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고·저압배전반, 전동기제어반(MCC), 분전반 등에 사용되는 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주모선의 2차 단락을 방지할 수 있도록 차단기 하우징의 일측에 별도의 소호실을 마련하여 아크를 효과적으로 제거시킬 수 있을 뿐만 아니라 아크의 배출방향을 제어할 수 있는 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치에 관한 것이다.The present invention relates to a modular arc removal device that removes arcs generated in circuit breakers used in high and low voltage switchboards, motor control panels (MCCs), distribution boards, etc., and more specifically, to prevent secondary short circuits of main bus bars. It relates to a modular arc removal device that removes arcs generated from a circuit breaker that can not only effectively remove arcs by providing a separate arc extinguishing room on one side of the circuit breaker housing, but also can control the arc discharge direction.
현대에 들어서 보다 많은 사회기반시설, 대규모 주거 또는 상업공간을 위한 건물들이 사회 유지를 위하여 건설되고 이용되고 있으며, 이들 대부분은 전기를 사용하여 그 시설들을 유지하고 가동하게 된다. 따라서, 전기에너지의 사용량이 날로 증가하고 있으며, 전기에너지 사용시설 또한 매년 증가하고 있는 추세이다.In modern times, more social infrastructure and large-scale residential or commercial buildings are being constructed and used to maintain society, and most of these facilities use electricity to maintain and operate the facilities. Therefore, the amount of electric energy usage is increasing day by day, and the facilities using electric energy are also increasing every year.
하지만, 전기에너지 사용시설 증가로 인한 사고의 유형도 다양화되고 있으며, 과부하, 과열, 접속불량, 절연파괴 등 다양한 유형으로 나타나고 있다. However, the types of accidents are diversifying due to the increase in electric energy use facilities, and various types such as overload, overheating, poor connection, and insulation breakdown are occurring.
특히, 고·저압 배전반, 전동기제어반, 분전반과 같은 수전설비에는 아크 발생시 이를 효과적으로 냉각 및 제거하기 위한 아크소호 유닛이 설치되어 있으나, 사용 중 단락(short circuit)사고 발생 시 아크가 아크소호 유닛으로부터 완전하게 소호되지 못하고 외부로 그대로 방출되는 문제점이 발생되고 있다. In particular, arc extinguishing units are installed in power receiving facilities such as high and low voltage switchboards, motor control panels, and distribution boards to effectively cool and remove arcs when they occur. However, in the event of a short circuit during use, the arc is completely removed from the arc extinguishing unit. There is a problem that it cannot be extinguished properly and is discharged to the outside.
이러한 아크의 온도는 약 800도 내지 1200도에 이르기 때문에 차단기의 주 모선으로 옮겨서 화재로 이어지거나 주차단기까지 차단시키는 결과를 초래하여 갑작스런 정전이 발생되기도 한다. 결과적으로 이로 인한 산업장비, 전기기기의 고장발생 및 저장 데이터의 손실 등 막대한 재산상의 피해로 이어질 수 있다.Since the temperature of this arc reaches about 800 to 1200 degrees, it may move to the main busbar of the circuit breaker, leading to a fire or even blocking the main circuit breaker, resulting in a sudden power outage. As a result, this can lead to enormous property damage, such as failure of industrial equipment and electrical devices and loss of stored data.
도 1은 종래 전기사업자와 연계된 전력계통에서 자가용수용가 계통까지의 일반적인 자가용수전설비의 고압 배전반. 저압 배전반, 전동기제어반(MCC), 분전반 계통도이고, 도 2 및 도 3은 종래 차단기를 나타낸 측단면도이며, 도 4 및 도 5는 종래 차단기를 나타낸 평면도이다.Figure 1 is a high-voltage switchboard of a general private power distribution system from the power system linked to the conventional electric utility company to the private consumer system. It is a low-voltage switchboard, motor control panel (MCC), and distribution board schematic diagram, Figures 2 and 3 are side cross-sectional views showing a conventional circuit breaker, and Figures 4 and 5 are plan views showing a conventional circuit breaker.
전기사업자로부터 공급받는 전력계통에서 도 1에 도시한 바와 같이 부하개폐기(LBS)반(100), 전력퓨즈(PF), 계기용변압변류기(MOF)반(200), 전력퓨즈(PF),계기용변압기(PT)반(300), 고압차단기(VCB), 변류기(CT)반(400)의 고압배전반과; 전력퓨즈(PF)변압기(TR)반(500) 전압 변환부 계기용변압기(PT), 저압차단기(ACB)반(600)의 저압계통의 저압배전반, 전동기제어반(800), 분전반(700)과; 고.저압배전반(100,200,300,400,500)과 전동기제어반(800), 분전반(700)에서 발생하는 단락전류의 아크소호 방법은 도 1에서 도시한 회로와 같이 하위에 차단기(CB) 5, 4, 3, 2의 부하 중 어느 한 부하에서 단락사고가 발생하면 발생한 차단기(CB)가 차단되어 부하를 보호하여야 한다. 그런데, 차단기(CB) 5, 4, 3, 2에서 사용 중 부하에서 사고가 발생하면 단락전류가 발생하며 해당부하의 차단기가 차단하게 되는데 이때 단락사고의 차단전류는 대용량의 전류가 발생하여 차단됨으로 차단아크가 발생하는데 발생한 아크가 차단기 외부로 도 3 및 도 5의 (23)와 같이 분출을 한다.In the power system supplied from the electric utility, as shown in Figure 1, the load switch (LBS) panel 100, the power fuse (PF), the instrument transformer (MOF) panel 200, the power fuse (PF), and the instrument. A high-voltage switchboard including a transformer (PT) panel (300), a high-voltage circuit breaker (VCB), and a current transformer (CT) panel (400); The power fuse (PF) transformer (TR) panel (500), the voltage converter instrument transformer (PT), the low-voltage switchboard of the low-voltage system of the low-voltage circuit breaker (ACB) panel (600), the motor control panel (800), and the distribution panel (700). ; The arc extinguishing method of the short-circuit current occurring in the high and low voltage switchboards (100, 200, 300, 400, 500), the motor control panel (800), and the distribution board (700) is as shown in the circuit shown in FIG. If a short circuit occurs in one of the loads, the circuit breaker (CB) must be cut off to protect the load. However, if an accident occurs in the load while the circuit breaker (CB) 5, 4, 3, or 2 is in use, a short-circuit current is generated and the breaker of the load is cut off. A blocking arc occurs, and the generated arc ejects out of the circuit breaker as shown in (23) of FIGS. 3 and 5.
이때 2차 단락사고가 발생하는데 도 3 및 도 5의 (23)과 같이 분출되는 아크는 도 5의 (46)과 같이 분사하면서 순간적으로 수백 내지 수천도의 열을 발생하여 열에 의하여 주 모선의 절연을 파괴하게 된다.At this time, a secondary short circuit accident occurs. The arc ejected as shown in (23) in FIGS. 3 and 5 instantaneously generates heat of hundreds to thousands of degrees while spraying as shown in (46) in FIG. 5, and the insulation of the main busbar is damaged by the heat. will destroy.
절연이 파괴되면서 2차 아크사고가 발생하게 되며 이때 도 9의 주차단기 CB1 또는 CB2를 차단하게 되는데 원인은 주모선의 절연 파괴로 인한 단락이다.As the insulation is destroyed, a secondary arc accident occurs, and at this time, the main circuit breaker CB1 or CB2 of FIG. 9 is cut off. The cause is a short circuit due to insulation breakdown of the main bus bar.
안전한 사용을 위하여 각 단계마다 보호계전기(과전류(OCR) 지락전류 (OCGR)저전압(UVR) 결상(POR))가 사용되며, 보호계전기는 변성기나 변류기로부터 입력되는 전압과 전류 및 전압를 감지하여 과전류(OCR) 지락전류 (OCGR)저전압(UVR) 결상(POR) 등을 검출하여 정정치의 기준에 초과시 차단기를 동작시켜 전력계통을 독립적으로 동작분리하여 자가용 수용가측의 고장이 전기사업자 측의 배전계통으로, 또는 전기사업자 배전계통의 고장이 자가용 수용가측으로 전파가 되지 않도록 하여, 전체 전력계통망을 안정적으로 사용할 수 있도록 하는 역할을 한다.For safe use, protection relays (overcurrent (OCR), ground fault current (OCGR), undervoltage (UVR), phase loss (POR)) are used at each stage, and the protection relay detects the voltage and current input from the transformer or current transformer and detects the overcurrent ( It detects OCR, ground fault current (OCGR), low voltage (UVR), phase loss (POR), etc., and operates a circuit breaker when it exceeds the set value standard to operate and disconnect the power system independently, so that failures on the customer side of private vehicles are transmitted to the distribution system on the electric utility side. , or it plays a role in preventing failures in the electric utility distribution system from propagating to private car users, thereby ensuring stable use of the entire power system network.
통상적으로 과전류는 부하에서 나타나며, 따라서 자가용 수용가측 계전기가 과부하 전류를 변류기로부터 입력감지하여 부하를 차단시키면 된다.Typically, overcurrent appears in the load, so the relay on the consumer side of the car detects the overload current input from the current transformer and blocks the load.
따라서 과전류에 의한 보호계전기 동작은 개별적인 동작으로 일어나며, 과전류가 발생한 바로 상위에 있는 보호계전기만 동작하면 된다.Therefore, the operation of the protection relay due to overcurrent occurs as an individual operation, and only the protection relay immediately above where the overcurrent occurs needs to be operated.
그러나 단자의 접촉불량에 의한 온도상승으로 절연이 파괴되어 단락사고로 이루어진다.However, the insulation is destroyed due to a rise in temperature due to poor contact at the terminal, resulting in a short circuit.
다시 말해, 단락으로 인한 전류가 발생되면 수만암페어의 전류가 흐르게 되며 계통보호가 안될 경우는 상위차단기를 차단시킬 수 있는 상황으로 발달하게 되는데 그 발달과정에는 단락사고 시 해당선로 차단기의 동작시 아크의 발생으로 차단기 1차측의 주모선에 아크 분출로 절연파괴로 인한 2차 사고가 발생하여 주 차단기를 차단하여 운전 중이던 모든 기기들이 동시에 운전을 정지하여 기기의 소손 및 데이터손실, 생산성 저하등 정전으로 인한 피해가 확대는 문제점이 있었다.In other words, when a current is generated due to a short circuit, tens of thousands of amperes of current will flow, and if system protection is not achieved, a situation may develop that can cut off the upper circuit breaker. During the development process, the arc occurs when the corresponding line breaker operates in the event of a short circuit. As a result, a secondary accident occurred due to insulation destruction due to an arc erupting from the main bus bar on the primary side of the breaker, and the main breaker was blocked, causing all devices in operation to stop operating at the same time, resulting in damage to devices, loss of data, and decreased productivity due to power outage. There was a problem with the damage increasing.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 등록특허 제10-1130309호에서는 모선 부스바와 분기차단기 사이에 차단벽을 설치하고, 그 차단벽은 가이드 레일이 형성되는 본체, 가이드 레일에 삽입되어 고정되고, 자선부스바가 통과하는 관통공이 형성된 도어부재를 구비하는 구조를 개시하고 있다.In order to solve this problem, in Republic of Korea Patent No. 10-1130309, a blocking wall is installed between the busbar busbar and the branch breaker, and the blocking wall is inserted and fixed into the main body where the guide rail is formed, the guide rail, and the own ship bus. A structure including a door member having a through hole through which a bar passes is disclosed.
또한, 대한민국 등록실용신안 제20-0350108호에서는 고정접촉자에 돌기된 고정접점 주위에 아크를 유도하는 아크 런너를 설치하여 그리드로 아크를 유도하고, 그리드의 후방에 플랙시블한 판상으로 된 아크 배출판을 구비하는 구조를 개시하고 있다.In addition, in Korea Registered Utility Model No. 20-0350108, an arc runner that induces an arc is installed around the fixed contact point protruding on the fixed contactor to guide the arc to the grid, and a flexible plate-shaped arc discharge plate is installed at the rear of the grid. A structure comprising a is disclosed.
아울러, 대한민국 등록실용신안 제20-0148679호에서는 그리드와 사이드 월이 이루는 소호실을 구성하고, 고정자, 고정접점 및 런너를 하나의 조립체로 감싸도록 몰드물을 형성하는 구조를 개시하고 있다.In addition, Korea Registered Utility Model No. 20-0148679 discloses a structure in which a mold is formed to form an arc extinguishing room formed by a grid and a side wall, and to surround a stator, a fixed contact point, and a runner as a single assembly.
그러나 전술한 종래 기술은 아크소호의 효율이 낮기 때문에 차단기 측으로 아크가 확산됨으로써 차단기의 소손을 야기시킬 수 있고, 점검 중 차단기 2차 단락사고가 발생 시 유지 보수자의 인명 손상도 야기시킬 수 있는 문제점이 있다.However, since the efficiency of arc extinguishing is low in the above-described prior art, the arc may spread to the breaker side, causing damage to the breaker, and may also cause damage to the maintainer's life if a secondary short-circuit accident occurs in the breaker during inspection. there is.
따라서, 본 발명의 목적은 차단기의 소호유닛에서 완전히 소호시키지 못해 차단기의 외부로 분출되는 아크를 유입시켜 제거하고, 잔존하는 아크의 배출방향을 조절함으로써 주모선의 2차 단락을 방지하여 전체선로의 정전을 방지하고 주 차단기를 보호하여 사용 중인 기기의 소손 및 데이터손실 생산성 저하등 정전으로 인한 피해를 해결하는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치를 제공하는데 있다. Therefore, the purpose of the present invention is to introduce and remove the arc that is ejected outside the circuit breaker because it cannot be completely extinguished in the arc extinguishing unit of the circuit breaker, and to prevent secondary short circuit of the main bus bar by adjusting the discharge direction of the remaining arc, thus protecting the entire line. The goal is to provide a modular arc removal device that prevents power outages, protects the main circuit breaker, and removes arcs to resolve damage caused by power outages, such as burnout of devices in use, data loss, and reduced productivity.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는 차단기 하우징에 결합되어 단락 시 상기 차단기 하우징에서 발생되는 아크를 냉각시켜 방출하는 아크 냉각부, 및 상기 아크 냉각부에 모듈방식으로 결합되어 상기 아크 냉각부에서 방출된 상기 아크의 방출방향을 조절할 수 있는 아크 배출 가이드부를 포함하는 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치를 제공한다.In order to achieve the object of the present invention described above, in one embodiment of the present invention, an arc cooling unit that is coupled to the circuit breaker housing and cools and discharges the arc generated in the circuit breaker housing during a short circuit, and an arc cooling unit in a modular manner. A modular arc removal device for removing an arc generated in a circuit breaker including an arc discharge guide unit that is combined and capable of controlling the discharge direction of the arc emitted from the arc cooling unit is provided.
여기서 상기 아크 냉각부는 아크의 냉각 성능을 향상시킬 수 있도록 연장된 이동 경로를 제공하기 위하여 지그재그형 이동경로가 형성되는 것을 특징으로 한다. 상기 지그재그형 이동경로는 확장된 유입부와 확장된 배출부가 형성될 수 있다. Here, the arc cooling unit is characterized in that a zigzag movement path is formed to provide an extended movement path to improve the cooling performance of the arc. The zigzag-shaped movement path may be formed with an expanded inlet and an expanded outlet.
한편, 상기 지그재그형 이동경로는 그 내측벽이 열 방출을 촉진할 수 있는 열방출층이 코팅된 금속이며, 상기 열방출층은 그래핀 코팅층으로 구성되는 것을 특징으로 한다. Meanwhile, the zigzag-shaped movement path is characterized in that its inner wall is made of metal coated with a heat dissipation layer capable of promoting heat dissipation, and the heat dissipation layer is composed of a graphene coating layer.
한편, 상기 아크 냉각부는 냉각 효율을 향상시킬 수 있도록 두 개 이상 결합하여 사용할 수 있도록 모듈형태로 구성될 수 있다. Meanwhile, the arc cooling unit may be configured in a module form so that two or more arc cooling units can be used in combination to improve cooling efficiency.
다른 실시형태로, 상기 아크 냉각부는 상기 차단기 하우징으로부터 방출되는 아크가 유입되는 아크 유입홀 및 냉각된 아크가 배출되는 아크 배출홀을 포함하는 아크 냉각 하우징, 및 상기 아크 냉각 하우징에 삽입되어 아크의 냉각 및 제거를 수행하는 아크 소호 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 아크 소호 유닛은 세라믹 또는 운모, 제올라이트, 일라이트, 벤토나이트, 규조토, 고령토, 맥반석, 질석, 펄라이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다. In another embodiment, the arc cooling unit includes an arc cooling housing including an arc inlet hole through which the arc discharged from the breaker housing flows in and an arc discharge hole through which the cooled arc is discharged, and is inserted into the arc cooling housing to cool the arc. and an arc extinguishing unit that performs removal. In addition, the arc extinguishing unit is characterized in that it is formed of ceramic or any one selected from the group consisting of mica, zeolite, illite, bentonite, diatomaceous earth, kaolin, elvanite, vermiculite, and perlite.
또한, 상기 아크 배출 가이드부는 상기 아크 냉각부에서 냉각된 아크의 방출방향을 조절할 수 있는 회전형 아크 방출구를 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the arc discharge guide part is characterized in that it includes a rotating arc discharge port that can adjust the discharge direction of the arc cooled in the arc cooling part.
본 발명에 의하면, 차단기로부터 분출된 아크를 유입시켜 제거하고, 잔존하는 아크의 이동방향을 조정할 수 있으므로, 잔여 아크에 의한 기계기구의 손상을 최소화시킬 수 있다.According to the present invention, the arc ejected from the circuit breaker can be introduced and removed, and the moving direction of the remaining arc can be adjusted, thereby minimizing damage to the machinery caused by the remaining arc.
또한, 본 발명은 아크에 의한 주선로의 2차 단락사고를 방지하여 전체 부하차단을 방지함으로써, 부하측의 정전사태를 방지하고 정전으로 인한 기기의 소손 및 데이터 손실에 의한 생산성 저하 등 억지할 수 있다.In addition, the present invention prevents secondary short-circuiting of the main line due to arcing and prevents total load interruption, thereby preventing power outages on the load side and preventing loss of productivity due to equipment burnout and data loss due to power outages. .
도 1은 종래 전기사업자와 연계된 전력계통에서 자가용수용가 계통까지의 일반적인 자가용수전설비의 전기제어장치 계통도이다.
도 2 및 도 3은 종래 차단기를 나타내는 측단면도이다.
도 4 및 도 5는 종래 차단기를 나타내는 평면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 아크 냉각부의 일 실시예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 아크 냉각부의 다른 실시예를 설명하기 위한 분해사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 모듈형 아크 제거장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 사시도도이다.
도 10은 본 발명에 따른 아크 배출 가이드부의 일 실시예를 설명하기 위한 정면도이다. Figure 1 is a schematic diagram of the electric control device of a general private power supply facility from the power system linked to the conventional electric utility company to the private consumer system.
Figures 2 and 3 are side cross-sectional views showing a conventional circuit breaker.
Figures 4 and 5 are plan views showing a conventional circuit breaker.
Figure 6 is a perspective view illustrating a modular arc removal device for removing arcs generated in a circuit breaker according to the present invention.
Figure 7 is a cross-sectional view for explaining an embodiment of the arc cooling unit according to the present invention.
Figure 8 is an exploded perspective view to explain another embodiment of the arc cooling unit according to the present invention.
Figure 9 is a perspective view for explaining another embodiment of the modular arc removal device according to the present invention.
Figure 10 is a front view for explaining an embodiment of the arc discharge guide part according to the present invention.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들에 의한 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치(이하, '모듈형 아크 제거장치'라고 약칭함)을 상세하게 설명한다. Hereinafter, a modular arc removal device (hereinafter abbreviated as 'modular arc removal device') for removing arcs generated in circuit breakers according to preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명에 따른 모듈형 아크 제거장치를 설명하기 위한 구성도이다.Figure 6 is a configuration diagram for explaining the modular arc removal device according to the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 모듈형 아크 제거장치는 차단기 하우징(10)에서 발생되는 아크를 냉각시켜 방출하는 아크 냉각부(100), 및 상기 아크 냉각부(100)에서 방출된 아크의 방출방향을 조절하는 아크 배출 가이드부(200)를 포함한다. Referring to FIG. 6, the modular arc removal device according to the present invention includes an arc cooling unit 100 that cools and discharges the arc generated in the circuit breaker housing 10, and an arc discharged from the arc cooling unit 100. It includes an arc discharge guide unit 200 that controls the discharge direction.
본 발명은 배전반(고압배전반, 저압배전반), 전동기 제어반(Motor Control Center : MCC), 분전반 등 차단기가 설치된 전기제어장치에 사용할 수 있다.The present invention can be used in electrical control devices equipped with circuit breakers, such as switchgear (high-voltage switchboard, low-voltage switchboard), motor control center (MCC), and distribution board.
상기 배전반은 발전소나 변전소 또는 전기시설이 되어 있는 건물 등에서 운전이나 제어 등을 위하여 스위치, 릴레이(계전기), 계기 등(이하, '기계기구'라고 약칭함)을 일정하게 넣어 관리하는 장치로, 한국전력공사로부터 공급된 특별고압의 전기를 실제 사용하는 각종 설비 및 장비의 정격에 맞는 낮은 전압 및 정격 용량으로 변환시켜 전기 시설물을 안전하게 사용할 수 있도록 조작, 제어 및 감시하는 기능을 제공한다.The switchboard is a device that regularly inserts and manages switches, relays, instruments, etc. (hereinafter abbreviated as 'mechanical equipment') for operation or control in power plants, substations, or buildings with electrical facilities. It converts the special high-voltage electricity supplied from the Electric Power Corporation into a low voltage and rated capacity that matches the ratings of various facilities and equipment in actual use, providing functions to operate, control, and monitor electrical facilities so that they can be used safely.
이하, 도면을 참조하여 각 구성요소별로 보다 구체적으로 설명한다. Hereinafter, each component will be described in more detail with reference to the drawings.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 모듈형 아크 제거장치는 아크 냉각부(100)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the modular arc removal device according to the present invention includes an arc cooling unit 100.
상기 아크 냉각부(100)는 차단기로부터 분출되는 아크를 유입시킬 수 있도록 차단기 하우징(10)에 결합되는 것으로, 단락 시 상기 차단기 하우징(10)에서 발생되는 아크를 냉각시켜 방출한다.The arc cooling unit 100 is coupled to the breaker housing 10 to allow the arc ejected from the breaker to flow in, and cools and discharges the arc generated in the breaker housing 10 during a short circuit.
이러한 아크 냉각부(100)는 아크가 분출되는 차단기 하우징(10)의 일측면에 결합될 수 있도록 형성된 아크 냉각 하우징(110)을 포함한다. This arc cooling unit 100 includes an arc cooling housing 110 that is formed to be coupled to one side of the circuit breaker housing 10 from which the arc is ejected.
상기 아크 냉각 하우징(110)은 상기 차단기 하우징(10)에 마주보는 측면에 차단기 하우징(10)으로부터 분출된 아크를 유입시키는 아크 유입홀이 한 개 이상 형성되며, 상부면에 아크 냉각 하우징(110)의 내부를 통과한 아크를 배출시키며 아크 배출 가이드부(200)가 결합될 공간을 제공하는 아크 배출홀(112)이 한 개 이상 형성된다.The arc cooling housing 110 has one or more arc inflow holes for introducing the arc ejected from the circuit breaker housing 10 on the side facing the circuit breaker housing 10, and an arc cooling housing 110 on the upper surface. One or more arc discharge holes 112 are formed to discharge the arc that has passed through the interior and provide a space for the arc discharge guide portion 200 to be coupled to.
상기 아크 냉각 하우징(110)은 차단기 하우징(10)에 플러그인(Plug in) 방식으로 삽입되어 고정 가능하도록 형성된다. 예컨대, 아크 냉각 하우징(110)을 차단기 하우징(10)에 플러그인 하여 끼운 후, 아크 냉각 하우징(110)의 지지판에 형성된 볼트 구멍에 볼트를 끼워서 차단기 하우징(10)에 함께 체결하면, 아크 냉각 하우징(110)이 차단기 하우징(10)에 견고히 결합된다.The arc cooling housing 110 is formed to be inserted into and fixed to the circuit breaker housing 10 in a plug-in manner. For example, after plugging in and inserting the arc cooling housing 110 into the breaker housing 10, inserting a bolt into the bolt hole formed in the support plate of the arc cooling housing 110 and fastening it together to the breaker housing 10, the arc cooling housing ( 110) is firmly coupled to the circuit breaker housing (10).
도 7은 본 발명에 따른 아크 냉각부(100)의 일 실시예를 설명하기 위한 단면도이다. 상기 아크 냉각부(100)는 도 7에 도시된 바와 같이 아크의 냉각 성능을 향상시키기 위하여 연장된 이동 경로를 제공하는 지그재그형 이동통로(120)가 형성된다. Figure 7 is a cross-sectional view for explaining an embodiment of the arc cooling unit 100 according to the present invention. As shown in FIG. 7, the arc cooling unit 100 is formed with a zigzag-shaped movement path 120 that provides an extended movement path to improve the cooling performance of the arc.
이러한 지그재그형 이동통로(120)는 아크 냉각부(100)에 유입된 후 배출될 때까지 아크와 접촉되는 접촉면을 늘려주므로, 아크를 냉각시키기 효과를 증가시키는 효과를 제공한다.This zigzag moving passage 120 increases the contact surface in contact with the arc from the time it enters the arc cooling unit 100 until it is discharged, thereby increasing the effect of cooling the arc.
상기 지그재그형 이동통로(120)의 유입부는 아크가 분출되는 차단기 하우징(10)에 마주보는 위치에 배치되며, 지그재그형 이동통로(120)의 배출부는 상부에 형성된다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 지그재그형 이동통로(120)의 선단에는 차단기 하우징(10)으로부터 분출된 아크를 유입시킬 수 있도록 확장된 유입부가 형성되며, 지그재그형 이동통로(120)의 말단에는 잔존하는 아크가 분산되어 배출될 수 있도록 확장된 배출부가 형성된다. The inlet portion of the zigzag-shaped moving passage 120 is disposed at a position facing the circuit breaker housing 10 through which the arc is ejected, and the discharge portion of the zigzag-shaped moving passage 120 is formed at the top. As shown in FIG. 7, an expanded inlet is formed at the tip of the zigzag-shaped moving passage 120 to allow the arc ejected from the circuit breaker housing 10 to flow in, and at the end of the zigzag-shaped moving passage 120 An expanded discharge portion is formed so that the remaining arc can be dispersed and discharged.
필요에 따라, 상기 지그재그형 이동통로(120)는 아크의 열 방출을 촉진할 수 있도록 그 내측벽에 열방출층이 코팅된 금속이 구비될 수 있다. 이때, 상기 열방출층으로는 그래핀(graphene) 코팅층 또는 그라파이트(graphite) 코팅층을 사용할 수 있다.If necessary, the zigzag-shaped moving passage 120 may be provided with a metal coated with a heat dissipation layer on its inner wall to promote heat dissipation of the arc. At this time, a graphene coating layer or a graphite coating layer may be used as the heat dissipation layer.
도 8은 본 발명에 따른 아크 냉각부의 다른 실시예를 설명하기 위한 분해사시도이다.Figure 8 is an exploded perspective view to explain another embodiment of the arc cooling unit according to the present invention.
상기 아크 냉각부(100)는 차단기로부터 분출된 아크의 제거 효과를 극대화시키기 위해 도 8에 도시된 바와 같이 아크 냉각 하우징(110) 및 상기 아크 냉각 하우징(110)에 삽입되는 아크 소호 유닛(130)을 포함하여 구성될 수 있다.The arc cooling unit 100 includes an arc cooling housing 110 and an arc extinguishing unit 130 inserted into the arc cooling housing 110 as shown in FIG. 8 to maximize the removal effect of the arc ejected from the circuit breaker. It may be configured to include.
상기 아크 냉각 하우징(110)은 차단기 하우징(10)으로부터 방출되는 아크가 유입되는 아크 유입홀 및 냉각된 아크가 배출되는 아크 배출홀(112)을 포함하는 것으로, 아크 소호 유닛(130)이 삽입될 수 있도록 차단기 하우징(10)과 마주보는 측면에 구비된 유입홀에 연통된 중공이 형성된다.The arc cooling housing 110 includes an arc inlet hole through which the arc emitted from the breaker housing 10 flows and an arc discharge hole 112 through which the cooled arc is discharged, into which the arc extinguishing unit 130 is inserted. A hollow connected to the inlet hole provided on the side facing the circuit breaker housing 10 is formed to allow for this.
이러한 중공은 아크 소호 유닛(130)이 내삽될 수 있다면 어떠한 형태로 형성되어도 무방하지만 내삽된 아크 소호 유닛(130)을 안정적으로 지지할 수 있도록 직육면체형 구조를 갖게 형성되는 것이 바람직하다.This hollow may be formed in any shape as long as the arc extinguishing unit 130 can be interpolated, but it is preferably formed to have a rectangular parallelepiped structure so as to stably support the interpolated arc extinguishing unit 130.
상기 아크 소호 유닛(130)은 상기 아크 냉각 하우징(110)에 삽입되어 아크의 냉각 및 제거를 수행하는 것으로, 고온 소성된 세라믹 또는 다공성 광물질이나 방열핀 결합체 또는 감겨진 코일 등을 사용할 수 있다.The arc extinguishing unit 130 is inserted into the arc cooling housing 110 to cool and remove the arc, and can use high-temperature fired ceramic or porous mineral, a heat dissipation fin assembly, or a wound coil.
또는 상기 다공성 광물질로는 운모, 제올라이트, 일라이트, 벤토나이트, 규조토, 고령토, 맥반석, 질석, 펄라이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 사용할 수 있다.Alternatively, the porous mineral may be any one selected from the group consisting of mica, zeolite, illite, bentonite, diatomaceous earth, kaolin, elvanite, vermiculite, and perlite.
상기 운모로는 백운모나 금운모 또는 흑운모를 사용할 수 있다. 여기서, 상기 백운모는 모스 경도가 2∼3 정도이고, 비중은 2.8∼3.1, 용융점은 5.7 in scale이고 반사도는 1.561∼1.594이며, 불순물의 함유정도에 따라 색깔은 다양하다. 또한, 상기 금운모의 물리적 성질은 백운모와 비슷하나, 용융점은 다소 높고, 반사도는 1.562∼1.606이다. 아울러, 상기 흑운모의 물리적 성질은 백운모와 같으나, 용융점은 높고 반사도는 1.541∼1.574이며 색깔은 검정계통이다. 특히, 금운모는 약 1,000℃까지 전기적 특성값이나 무수화현상이 일어나지 않는다.As the mica, muscovite, phlogopite, or biotite can be used. Here, the muscovite has a Mohs hardness of about 2 to 3, a specific gravity of 2.8 to 3.1, a melting point of 5.7 in scale, a reflectivity of 1.561 to 1.594, and its color varies depending on the degree of impurity content. In addition, the physical properties of the phlogopite are similar to those of muscovite, but the melting point is somewhat higher and the reflectivity is 1.562-1.606. In addition, the physical properties of biotite are the same as those of muscovite, but the melting point is high, the reflectivity is 1.541-1.574, and the color is black. In particular, phlogopite does not exhibit electrical properties or anhydration phenomenon up to approximately 1,000°C.
도 9는 본 발명에 따른 모듈형 아크 제거장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 사시도이다.Figure 9 is a perspective view for explaining another embodiment of the modular arc removal device according to the present invention.
상기 아크 냉각부(100)는 도 9에 도시된 바와 같이 냉각 효율을 향상시킬 수 있도록 두 개 이상 결합하여 사용할 수 있는 모듈형태로 형성될 수 있다.As shown in FIG. 9, the arc cooling unit 100 may be formed in the form of a module that can be used in combination with two or more units to improve cooling efficiency.
보다 구체적으로, 상기 아크 냉각부(100)는 서로 결합시킬 수 있도록 상부와 하부에 각각 결합수단이 구비된다. 이러한 결합수단은 서로 접촉되는 아크 냉각부(100)를 결합시킬 수 있다면 어떠한 결합수단을 사용하여도 무방하다.More specifically, the arc cooling unit 100 is provided with coupling means at the top and bottom so that the arc cooling unit 100 can be coupled to each other. Any coupling means may be used as long as it can couple the arc cooling units 100 that are in contact with each other.
도 10은 본 발명에 따른 아크 배출 가이드부의 일 실시예를 설명하기 위한 정면도이다. Figure 10 is a front view for explaining an embodiment of the arc discharge guide part according to the present invention.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 모듈형 아크 제거장치는 아크 배출 가이드부(200)를 포함한다.Referring to FIG. 6, the modular arc removal device according to the present invention includes an arc discharge guide portion 200.
상기 아크 배출 가이드부(200)는 상기 아크 냉각부(100)에 모듈방식으로 결합되어 상기 아크 냉각부(100)에서 방출된 상기 아크의 방출방향을 조절할 수 있는 것으로, 아크 냉각 하우징(110)의 아크 배출홀(112)에 결합된다. The arc discharge guide unit 200 is coupled to the arc cooling unit 100 in a modular manner to control the discharge direction of the arc emitted from the arc cooling unit 100, and is provided in the arc cooling housing 110. It is coupled to the arc discharge hole (112).
상기 아크 배출 가이드부(200)는 관리자가 원하는 방향으로 아크를 방출할 수 있다. 이는, 아크 냉각부(100)를 통해 냉각된 아크라 하더라도 부스바 등의 기계기구로 분출되는 경우에는 상기 기계기구의 손상을 가져와서 전체 시스템에 문제를 일으킬 수 있기 때문이다. The arc discharge guide unit 200 can emit an arc in a direction desired by the manager. This is because even if the arc cooled through the arc cooling unit 100 is ejected into a machine such as a busbar, it may cause damage to the machine and cause problems in the entire system.
이러한 아크 배출 가이드부(200)는 비싼 소재나 복잡한 구조를 사용하지 않고 아크 냉각부(100)에 결합하여 아크 냉각부(100)로부터 배출된 아크의 배출 방향만 조절해 줌으로써 배전반 등의 전기제어장치에 설치된 기계기구의 손상을 최소화시키는 효과를 제공한다. This arc discharge guide unit 200 is coupled to the arc cooling unit 100 without using expensive materials or complex structures and controls only the discharge direction of the arc discharged from the arc cooling unit 100, thereby controlling electrical control devices such as switchboards. It provides the effect of minimizing damage to machinery installed in the machine.
이를 위해, 아크 배출 가이드부(200)는 아크 냉각부(100)에서 냉각된 아크의 방출방향을 조절할 수 있는 회전형 아크 방출구(230)를 포함한다.For this purpose, the arc discharge guide unit 200 includes a rotating arc discharge port 230 that can adjust the discharge direction of the arc cooled in the arc cooling unit 100.
보다 구체적으로, 상기 아크 배출 가이드부(200)는 도 10에 도시된 바와 같이 복수개의 아크 배출홀(112)을 커버하는 크기로 형성되고 상기 복수개의 아크 배출홀(112)과 마주보는 관통홀이 형성되며 아크 냉각 하우징(110)에 안착되는 안착판(210)과, 상기 관통홀의 테두리를 따라 하부로 연장형성되어 아크 배출홀(112)에 결합되는 복수개의 내삽관(220), 및 상기 안착판(210)의 상부에 형성되어 회전됨에 따라 아크의 방출방향을 조절할 수 있도록 원뿔 구조로 형성된 회전형 아크 방출구(230)를 포함한다. More specifically, the arc discharge guide unit 200 is formed in a size to cover a plurality of arc discharge holes 112, as shown in FIG. 10, and has a through hole facing the plurality of arc discharge holes 112. A seating plate 210 formed and seated on the arc cooling housing 110, a plurality of inner tubes 220 extending downward along the edge of the through hole and coupled to the arc discharge hole 112, and the seating plate. It includes a rotating arc discharge port 230 formed at the top of the arc 210 and formed in a conical structure so as to adjust the discharge direction of the arc as it rotates.
이때, 회전형 아크 방출구(230)는 자체 회전에 의해 아크가 방출되는 위치를 변경시킬 수 있도록 회전형 아크 방출구(230)의 중심축선으로부터 이격된 위치에 방출홀이 형성된다. At this time, the rotary arc discharge port 230 has a discharge hole formed at a position spaced apart from the central axis of the rotary arc discharge port 230 so that the position at which the arc is discharged can be changed by its own rotation.
필요에 따라, 회전형 아크 방출구(230)는 연장 가능한 자바라호스형 구조를 갖도록 형성된다. 이는, 아크 배출방향의 변경에 대한 자유도를 극대화시키기 위함이다. If necessary, the rotary arc outlet 230 is formed to have an extendable bellows hose-like structure. This is to maximize the degree of freedom for changing the arc discharge direction.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art can make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it is possible.
100 : 아크 냉각부
110 : 아크 냉각 하우징
120 : 아크 배출홀
120 : 지그재그형 이동통로
130 : 아크 소호 유닛
200 : 아크 배출 가이드부
210 : 안착판
220 : 내삽관
230 : 회전형 아크 방출구
100: arc cooling unit 110: arc cooling housing
120: Arc discharge hole 120: Zigzag moving passage
130: Arc extinguishing unit 200: Arc discharge guide unit
210: seating plate 220: internal intubation
230: Rotating arc outlet
Claims (10)
상기 아크 냉각부에 모듈방식으로 결합되어 상기 아크 냉각부에서 방출된 상기 아크의 방출방향을 조절할 수 있는 아크 배출 가이드부를 포함하는 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치.an arc cooling unit coupled to the circuit breaker housing to cool and discharge the arc generated in the circuit breaker housing during a short circuit; and
A modular arc removal device for removing arcs generated in a circuit breaker including an arc discharge guide unit coupled to the arc cooling unit in a modular manner and capable of controlling the discharge direction of the arc emitted from the arc cooling unit.
아크의 냉각 성능을 향상시키기 위하여 연장된 이동 경로를 제공하는 지그재그형 이동경로가 형성된 것을 특징으로 하는 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치.The method of claim 1, wherein the arc cooling unit
A modular arc removal device for removing arcs generated in a circuit breaker, characterized in that a zigzag movement path is formed to provide an extended movement path to improve the cooling performance of the arc.
확장된 유입부와 확장된 배출부가 형성된 것을 특징으로 하는 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치.The method of claim 2, wherein the zigzag movement path is
A modular arc removal device that removes arcs generated in a circuit breaker, characterized by an expanded inlet and an expanded outlet.
그 내측벽이 열 방출을 촉진할 수 있는 열방출층이 코팅된 금속인 것을 특징으로 하는 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치.The method of claim 2 or 3, wherein the zigzag movement path is
A modular arc removal device for removing arcs generated in a circuit breaker, the inner wall of which is made of metal coated with a heat dissipation layer that can promote heat dissipation.
그래핀 코팅층인 것을 특징으로 하는 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치.The method of claim 4, wherein the heat dissipation layer is
A modular arc removal device that removes arcs generated from a circuit breaker characterized by a graphene coating layer.
냉각 효율을 향상시킬 수 있도록 두 개 이상 결합하여 사용할 수 있도록 모듈형태인 것을 특징으로 하는 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치.The method of claim 1, wherein the arc cooling unit
A modular arc removal device that removes arcs generated from circuit breakers, characterized in that it is in a modular form so that two or more can be used in combination to improve cooling efficiency.
상기 차단기 하우징으로부터 방출되는 아크가 유입되는 아크 유입홀 및 냉각된 아크가 배출되는 아크 배출홀을 포함하는 아크 냉각 하우징. 및
상기 아크 냉각 하우징에 삽입되어 아크의 냉각 및 제거를 수행하는 아크 소호 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치.The method of claim 1, wherein the arc cooling unit
An arc cooling housing including an arc inlet hole through which the arc emitted from the circuit breaker housing flows in, and an arc discharge hole through which the cooled arc is discharged. and
A modular arc removal device for removing arcs generated in a circuit breaker, comprising an arc extinguishing unit inserted into the arc cooling housing to cool and remove the arc.
운모, 제올라이트, 일라이트, 벤토나이트, 규조토, 고령토, 맥반석, 질석, 펄라이트로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 다공성 광물질인 것을 특징으로 하는 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치.The method of claim 7, wherein the arc extinguishing unit
A modular arc removal device for removing arcs generated in a circuit breaker, characterized in that it is a porous mineral selected from the group consisting of mica, zeolite, illite, bentonite, diatomaceous earth, kaolin, elvanite, vermiculite, and perlite.
상기 아크 냉각부에서 냉각된 아크의 방출방향을 조절할 수 있는 회전형 아크 방출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치.The method of claim 1, wherein the arc discharge guide part
A modular arc removal device for removing arcs generated in a circuit breaker, comprising a rotating arc outlet capable of controlling the discharge direction of the arc cooled in the arc cooling unit.
연장 가능한 자바라호스형 구조를 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 차단기에서 발생되는 아크를 제거하는 모듈형 아크 제거장치.The method of claim 1, wherein the arc discharge guide part
A modular arc removal device that removes arcs generated in a circuit breaker, characterized in that it is formed to have an extendable bellows hose-type structure.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220046634A KR20230147821A (en) | 2022-04-15 | 2022-04-15 | Module type arc quenching unit for circuit breaker |
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| KR1020220046634A KR20230147821A (en) | 2022-04-15 | 2022-04-15 | Module type arc quenching unit for circuit breaker |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230147821A true KR20230147821A (en) | 2023-10-24 |
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ID=88515289
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220046634A KR20230147821A (en) | 2022-04-15 | 2022-04-15 | Module type arc quenching unit for circuit breaker |
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| KR (1) | KR20230147821A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN118431004A (en) * | 2024-05-30 | 2024-08-02 | 漳州和泰电光源科技有限公司 | Intelligent arc extinguishing safety electricity protector with fire extinguishing device |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR200148679Y1 (en) | 1996-12-24 | 1999-06-15 | 이종수 | Arc unit of circuit breaker for wiring |
| KR200350108Y1 (en) | 2004-02-04 | 2004-05-10 | 상도전기통신 주식회사 | Extinguishing Apparatus for High Current Contact Breaker |
| KR101130309B1 (en) | 2011-09-30 | 2012-03-26 | 주식회사 청석엔지니어링 | Power distribution board |
-
2022
- 2022-04-15 KR KR1020220046634A patent/KR20230147821A/en not_active Application Discontinuation
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