KR810000009Y1 - Distribution transformer secondary circuit interrupter having an improved bimetal - Google Patents

Distribution transformer secondary circuit interrupter having an improved bimetal Download PDF

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KR810000009Y1
KR810000009Y1 KR2019800007463U KR800007463U KR810000009Y1 KR 810000009 Y1 KR810000009 Y1 KR 810000009Y1 KR 2019800007463 U KR2019800007463 U KR 2019800007463U KR 800007463 U KR800007463 U KR 800007463U KR 810000009 Y1 KR810000009 Y1 KR 810000009Y1
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KR2019800007463U
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고그니어트 데오도어
프란시스 코턴 존
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웨스팅하우스 일렉트릭 코오포레이숀
에스. 더블유 허월드
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Description

배전변압기용 2차회로 차단기Secondary Circuit Breaker for Distribution Transformer

제1도는 유입배전 변압기의 투시도,1 is a perspective view of an inlet distribution transformer,

제2도는 배전변압기에 사용되는 2차회로 차단기의 투시도,2 is a perspective view of a secondary circuit breaker used in a distribution transformer,

제3도는 접점이 닫힌 위치로된 제2도의 회로 차단기의 평면도,3 is a plan view of the circuit breaker of FIG. 2 with the contacts closed;

제4도는 제3도의 선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 도시된 회로차단기의 측면도,4 is a side view of the circuit breaker shown along the line IV-IV of FIG.

제5도는 바이메탈의 측면도,5 is a side view of the bimetal,

제6도는 종래기술의 바이메탈의 도면.6 is a view of a bimetal of the prior art.

제7도는 바이메탈의 도면.7 is a view of a bimetal.

본 고안은 바이메탈 열트립소자를 갖는 급전선로의 중용량의 배전전력(moderate power distribution)을 제어하기 위한 배전변압기용 회로차단기에 있어서, 적은 소비 전력으로도 바이메탈을 크게 편향시키도록 바이메탈의 구조를 개선한 것이다.The present invention improves the structure of a bimetal so as to deflect the bimetal largely with low power consumption in a circuit breaker for a distribution transformer for controlling a medium power distribution power of a feeder line having a bimetal thermal trip element. will be.

본 고안의 회로차단기는 변압기와 그 부속장치의 과부하 전류손상을 방지하거나 제한하는, 보호장치가 구비된 배전계통에서 사용되는 배전변압기용으로 특히 적합하다. 자체적으로 완전히 보호되는 변압기는 과부하전류에 의한 손상으로부터의 보호를 위해 2차측, 혹은 저전압측에 회로차단기를 갖는다. 부하전류가 위험할 정도로 높아지면 2차회로 차단기가 변압기를 부하로부터 차단시킨다.The circuit breaker of the present invention is particularly suitable for distribution transformers used in distribution systems with protection devices that prevent or limit overload current damage of transformers and their accessories. Transformers that are fully self-contained have circuit breakers on the secondary or undervoltage side for protection against damage from overload currents. If the load current becomes dangerously high, the secondary circuit breaker disconnects the transformer from the load.

통상 사용되는 회로차단기에는 다음 3가지 기본적인 특징이 있다. (1) 저(低)과 부하 신호장치(2) 증분조정(3) 미리 설정된 과부하에서 회로차단기의 접점을 개방시키는 트립장치.Common circuit breakers have three basic characteristics: (1) Low and load signaling devices (2) Incremental adjustment (3) Trip devices for opening the contacts of the circuit breakers at preset overloads.

바이메탈소자는 회로 차단기내에 직렬로 연결되어 있다. 회로차단기를 통해 흐르는 부하단류가 증가함에 따라 저 과부점에 이르고 이점에서 바이메탈소자는 충분히 편향되어 변압기의 함밖에 있는 신호등을 동작시킨다.The bimetal element is connected in series in the circuit breaker. As the load current flowing through the circuit breaker increases, the low overload point is reached, and in this the bimetal element is sufficiently deflected to operate the traffic light outside the transformer compartment.

변압기에 부착된 신호등은 2차회로 차단기가 곧 트립되려고 하는 것을 시각적으로 표시해준다. 즉, 신호등은 회로차단기를 트립시키기 위해 필요한 과부하보다 낮은 과부하에서 켜지므로서, 부하전류가 트립레벨(trip level)에 접근하고 있음을 표시한다. 부하단류가 계속 증가함에 따라, 바이메탈소자는 더욱 편향되어 회로차단기가 트립되어 개방되는 2번째 과부하점에 이른다. 회로차단기의 트립에 의해 변압기는 지나친 과부하전류의 흐름으로 인한 심한 손상으로부터 보호된다. 바이메탈소자는 또한 이 소자를 둘러싸고 있는 기름의 주위온도에 영향을 받으므로 미리 설정된 기름온도의 변화에도 또한 신호등을 작동시키거나 차단기를 트립시키기 위해 필요한 편향이 일어날 수 있어야 한다. 작동중에 바이메탈소자에서 손실되는 전력을 최소화시키면서도 필요한만큼 바이메탈소자를 편향시키는 것이 바람직하다. 종래 기술의 회로차단기에 이용되는 바이메탈소자는 일반적으로 길이에 따라 전력소비가 비례되는 구조로 되어 있다.Traffic lights attached to the transformer visually indicate that the secondary circuit breaker is about to trip. That is, the traffic light turns on at an overload lower than the overload required to trip the circuit breaker, indicating that the load current is approaching the trip level. As the load stage continues to increase, the bimetal element is further deflected to reach the second overload point where the circuit breaker trips and opens. The tripping of the circuit breaker protects the transformer from severe damage from excessive current flow. Since the bimetallic element is also affected by the ambient temperature of the oil surrounding it, the pre-set oil temperature must also be able to produce the necessary deflection to activate the traffic lights or trip the breaker. It is desirable to deflect the bimetal element as needed while minimizing the power lost in the bimetal element during operation. Bimetallic elements used in circuit breakers of the prior art generally have a structure in which power consumption is proportional to their length.

본 고안에 의하면, 회로차단기는 제1고정 접점과, 제1고정 접점으로부터 이격되어 있는 제2고정 접점과, 브리지 접점장치와, 기다란 접점아암(elongated contact arm)-이 아암에 브리지 접점장치(bridging contact means)가 부착되어 있고, 그 브러지 접점장치가 상기 제1고정 접점과 제2접점 사이의 전기회로를 닫거나 또는 열거나(열릴때 브리지 접점장치는 상기 제1접점, 제2접점 모두에서 이격된다)할 수 있도록 그 아암은 축에 피보트(pivotal about an axis)되어 있다. -과, 상기 기다란 접점아암에 접속되어 접점이 닫힌상태에서 이 접점아암을 결속시켜주는 제1결속장치(primary latch means)와, 제1 결속장치의 결속상태를 유지시켜주는 제2결속장치(secondary latch means)와, 그리고 바이메탈 구동장치(bimetal actuating meang)-이것은 기다란 바이메탈로 구성되는데, 그 일단부는 비교적 고정되어 있고 타단부는 이 바이메탈에 흐르는 전류와 주의 기름온도에 응답하여 회로차단기에 흐르는 전류가 트립레벨을 초과하면 제2결속장치의 결속을 풀어주도록 되어있으며, 이 바이메탈은 편향되는 단부 부근보다 비교적 고정되는 단부 부근에서의 전력소비가 크게되는 구조로 만들어진다. -로 구성된다.According to the present invention, the circuit breaker has a first fixed contact, a second fixed contact spaced apart from the first fixed contact, a bridge contact device, an elongated contact arm, and a bridging arm on the arm. a contact means is attached, and the brush contact device closes or opens the electrical circuit between the first fixed contact point and the second contact point (when opened, the bridge contact device is separated from both the first contact point and the second contact point). The arm is pivoted about an axis. A primary latch means connected to the elongated contact arm to engage the contact arm in the closed state, and a second engagement device to maintain the binding state of the first binding device; latch means and bimetal actuating meang, which consist of elongated bimetals, one end of which is relatively stationary and the other end of which is connected to the circuit breaker in response to the When the trip level is exceeded, the binding of the second binding device is released, and the bimetal is made to have a structure in which power consumption is increased near a relatively fixed end rather than near the deflected end. It consists of

유입 변압기에서는 이 회로 차단기-다양한 과부하조건하에서 이회로차단기를 개방시키는데 바이메탈열 트립소자(소비전력은 바이메탈의 기부(base)에 집중되는 구조로 만들어짐)를 이용함-가 변압기함안에 배치될 수 있어 편리하다.In inlet transformers, this circuit breaker, which uses a bimetal thermal trip element (consisting of power dissipated at the base of the bimetal) to open the circuit breaker under various overload conditions, can be placed inside the transformer compartment. It is convenient.

이 회로 차단기는 고정접점을 열고 닫을 수 있는 가동접점에서 변압기를 거쳐 변압기 외함에 위치한 저전압 단자까지 직렬회로를 이룬다. 가동접점은 열리는 방향으로 스프링 바이어스되어(sprig biased)있지만, 이 회로차단기가 닫힌 상태에서는 고정접점과 접속되어 있도록 결속기구에 의해서 고정접점에 결속된다.This circuit breaker forms a series circuit from a movable contact that can open and close a fixed contact, through a transformer, to a low voltage terminal located in the transformer enclosure. The movable contact is spring biased in the open direction, but is connected to the stationary contact by the engagement mechanism so that the circuit breaker is in contact with the stationary contact.

변압기회로내에 직렬로 배치된 바이메탈 구동장치는, 바이메탈을 통해 흐르는 전류가 과부하 트립치를 초과할때, 바이메탈 구동장치가 결속장치를 결속이 풀린 위치로 이동시켜서 회로차단기를 트립시켜 개방시키도록 접속되어 있다. 바이메탈은 또한 주위기름온도에 영향을 받으므로 기름이 어떤 이유로 가열되면 편향될 것이다. 회로차단기의 작동손잡이(operating handle)는 변압기함의 외부에 놓여있고, 회로차단기의 작동기구(operating mechanism)에 연결되어 있다. 또한 이회로 차단기의 신호등접점은 트립치(trip value)과부하보다는 작은 과부하를 초과하는 전류가 회로차단기를 흐를때 닫혀진다. 신호등 접점은 낮은 과부하 조건이 계속되고 있는 것을 시각적으로 표시하기 위해 번압기함의 외부에 놓여있는 신호등에 접속되어 있다. 일단 신호등 회로가 동작되면 신호등 회로는 자동적으로 리세트되지 않지만, 오프위치에서 정상 온위치로 작동손잡이를 이동시켜서 리세트시킬 수 있다. 즉, 회로차단기가 온 상태에서, 신호등 접점은 손잡이를 오프위치를 향해 이동시키지 않고 온 위치를 지나가도록 이동시켜서 리세트된다. 이에 의해 신호등 회로를 리세트할때 회로차단기가 우연히 트립되는 것을 방지한다.The bimetal drive device arranged in series in the transformer circuit is connected so that when the current flowing through the bimetal exceeds the overload trip value, the bimetal drive device moves the binding device to the unlocked position to trip and open the circuit breaker. . Bimetals are also affected by the ambient oil temperature and will be deflected if the oil is heated for some reason. The operating handle of the circuit breaker lies outside the transformer compartment and is connected to the operating mechanism of the circuit breaker. In addition, the traffic light contacts of this circuit breaker are closed when a current flows through the circuit breaker that exceeds a small overload rather than a trip value overload. Traffic light contacts are connected to a traffic light placed outside of the box to visually indicate that a low overload condition is continuing. Once the traffic light circuit is activated, the traffic light circuit is not automatically reset but can be reset by moving the operating knob from the off position to the normal on position. In other words, with the circuit breaker on, the traffic light contacts are reset by moving the handle past the on position without moving the knob toward the off position. This prevents the circuit breaker from accidentally tripping when resetting the traffic light circuit.

상술된 변압기 2차회로 차단기는 둘 또는 세개의 극을 작동시키기 위해 싱글토글(single toggle)과 결속기구(latching mechanism)를 이용한다. 상술된 변압기에서 회로 차단기접점은 바이메탈 센싱(sensing)소자아래에 위치되어 있어서, 어떤 이유에 의해서라도 변압기에서 기름이 누설되면, 바이메탈은 제일먼저 기름위에 노출되어 접점이 아직 기름아래에 있는 동안에 회로차단기를 트립시킨다. 이러한 작동시퀀스에 의해 감소된 기름레벨 위의 폭발성 가스공간에서 접점의 아아크발생이 방지된다.The transformer secondary circuit breaker described above uses a single toggle and a latching mechanism to operate two or three poles. In the above-described transformer, the circuit breaker contact is located under the bimetal sensing element, so if oil leaks from the transformer for any reason, the bimetal is first exposed to the oil and the circuit breaker while the contact is still under oil. Trips. This sequence of operations prevents arcing of the contacts in explosive gas spaces above the reduced oil level.

가동접점은 길다란 접점아암의 끝에 위치하고, 이 길다란 접점 아암은 축에 피보트(pivotal around an axis)되어 있어서 그 접점을 고정접점에 붙도록함은로써 회로가 닫히게하거나 고정접점에서 떨어지게함으로써 회로가 열어지게 한다. 제1결속장치는 닫힌위치에서 가동접점을 결속하기 위하여 기다란 접점아암에 연결되어 있다. 제2결속장치는 제1결속장치를 결속된 상태로 유지하기 위해 제공된다.The movable contact is located at the end of a long contact arm, which is pivoted around an axis so that the circuit can be opened by closing the circuit or by dropping it from the fixed contact by attaching the contact to the fixed contact. Let it go. The first binding device is connected to an elongated contact arm to engage the movable contact in the closed position. The second binding device is provided to keep the first binding device in the engaged state.

전류와(또는) 기름온도에 따라 반응하는 바이메탈구동장치는 미리 설정된 조건을 초과하면 제2결속장치를 풀어주기 위하여 제공된다. 넘어진상태(collapsed position)가 되는 방향으로 스프링바이어스되어 있는 오우버센터 토오글(ovorcenter toggele)은 기다란 접점 아암에 연결되어, 회로차단기가 정상적으로 닫혀있는 상태이면, 제1결속장치에 의해서 오우버센터에 연장된 상태(overcenter extended position)에 놓이게 된다. 과부하전류나 또는 지나치게 높은 기름온도에 의하여 제2결속장치가 풀어져 있을 때는, 제1결속장치가 결속이 풀린 위치로 이동하여서, 스프링라이어스 되어있는 토글을 쓰러지게하여 스냅동장(snap action)으로 회로차단기를 개방시킨다.A bimetallic drive that reacts according to the current and / or oil temperature is provided for releasing the second binding device when a predetermined condition is exceeded. Obercenter toggele, spring-biased in the direction of collapsed position, is connected to the long contact arm, and if the circuit breaker is normally closed, the first binding device It is in an extended center (overcenter extended position). When the second binding device is loosened due to an overload current or an excessively high oil temperature, the first binding device moves to the position where the binding is loosened, causing the spring-loaded toggle to fall and snapping the circuit breaker with a snap action. To open.

본 고안의 목적은 바이메탈의 기부에서 집중적으로 전력이 소비되는 구조로된 바이메탈에 의해 회로 차단기의 트립이 제어되는 배전변압기용 회로차단기를 소개하는 것이다.An object of the present invention is to introduce a circuit breaker for a distribution transformer in which a trip of the circuit breaker is controlled by a bimetal having a structure in which power is intensively consumed at the base of the bimetal.

본 고안을 도면을 참조하면서 실시예에 의해 설명한다.This invention is demonstrated by an Example, referring drawings.

제1도는 회로차단기 20을 포함하는 자체적으로 완전히 보호된 주상 배전변압기 10을 도시한다. 변압기 10은 파뢰기 12와 1차 고압부싱 16이 부착된 외함 또는 탱크 11을 포함한다. 저압부싱 15 같은 2차부싱이 변압기 외함 11에 부착되어 있고 변압기 부하는 여기에 연결된다. 신호등 17은 외함 11위에 부착되어 미리 설정된 저 과부하(low overload)에서 작동되도록 회로차단기에 전기적으로 접속되어 있다. 철심과 코일조립체 18은 그에 부착된 회로차단기 20과 함께 외함속에 내장된다. 소요되는 1차권선 리이드(lead) 14는 철심과 코일조립체 18에서나와 고압부싱 16에 연결된다. 외함 11은 변압기유 같은 절연액체 유전체 19로서 부분적으로 채워져 있다. 회로차단기 20과 철심과 코일의 조립체 18은 절연유 19에 잠겨진다. 철심과 코일조립체 18에서 나온 2차결선 22는 회로차단기 20에 붙어 있는 입력단자에 접속된다. 도체 24는 회로차단기 20의 출력단자를 변압기 탱크 11에 부착된 저압부싱 15에 접속시킨다. 그다음 적당한 부하가 배전변압기 10의 저압단자 26에 접속되어진다.FIG. 1 shows a self-protected columnar distribution transformer 10 that includes a circuit breaker 20. Transformer 10 includes an enclosure or tank 11 with arrester 12 and primary high pressure bushing 16. A secondary bushing, such as a low pressure bushing 15, is attached to the transformer enclosure 11 and the transformer load is connected to it. The traffic light 17 is mounted on the enclosure 11 and is electrically connected to the circuit breaker to operate at a predetermined low overload. The iron core and coil assembly 18 are embedded in an enclosure with the circuit breaker 20 attached thereto. The required primary winding lead 14 is connected to the high pressure bushing 16 from the iron core and coil assembly 18. Enclosure 11 is partially filled with insulating liquid dielectric 19, such as transformer oil. Circuit breaker 20 and assembly 18 of iron core and coil are immersed in insulating oil 19. Secondary wiring 22 from the iron core and coil assembly 18 is connected to the input terminal attached to the circuit breaker 20. Conductor 24 connects the output terminal of circuit breaker 20 to the low voltage bushing 15 attached to the transformer tank 11. The appropriate load is then connected to the low voltage terminal 26 of the distribution transformer 10.

제2도에서 제4도까지는 금속기부 30에 부착된 회로차단기 20을 도시한다. 카버 32는 취급중의 보호를 위해 회로차단기의 센싱 및 트립소자를 부분적으로 둘러싼다. 철심과 코일조립체 18의 리이드 22는 회로차단기 입력단자 34에 부착되어 있다. 회로차단기 20과 변압기 저압부싱 15사이에 배치되어 있는 전기도체 24는 회로차단기 20의 단자 36에 부착된다.2 to 4 show a circuit breaker 20 attached to the metal base 30. Carver 32 partially surrounds the sensing and tripping elements of the circuit breaker for protection during handling. Lead 22 of the iron core and coil assembly 18 is attached to the circuit breaker input terminal 34. An electrical conductor 24 disposed between the circuit breaker 20 and the transformer low voltage bushing 15 is attached to terminal 36 of the circuit breaker 20.

회로 차단기단자 34는 고정접점 38에 접속된다. 회로차단기 단자 36은 전기도체 42와 바이메탈 44를 통해 고정접점 40에 접속된다. 각극의 고정접점 38과 40은 이격된 관계로 배치된다. 브리지 접점 46은 회로 차단기가 닫힌상태일때, 고정접점 38과 40사이의 전기적 접속을 이루기 위해 제공된다. 따라서 회로차단기 20이 닫혀있으면 전기회로는 단자 34로부터 고정접점 38, 브리지접점 46, 고정접점 40, 전기도체 42, 바이메탈 44를 통하여 회로차단기단자 36까지 이루어진다. 브리지 접점장치 45는 그 한부분에 부착된 가동 브리지접점 46을 포함하고 있어서, 회로차단기가 닫혀질때 고정접점 38과 40사이에서 전기적인 접속을 이룬다.The circuit breaker terminal 34 is connected to the fixed contact 38. Circuit breaker terminal 36 is connected to fixed contact 40 via electrical conductor 42 and bimetal 44. The fixed contacts 38 and 40 of each pole are spaced apart. The bridge contact 46 is provided to make an electrical connection between the fixed contacts 38 and 40 when the circuit breaker is closed. Therefore, if the circuit breaker 20 is closed, the electric circuit is made from the terminal 34 to the circuit breaker terminal 36 through the fixed contact 38, the bridge contact 46, the fixed contact 40, the electrical conductor 42, and the bimetal 44. The bridge contact device 45 includes a movable bridge contact 46 attached to one part thereof to make an electrical connection between the fixed contacts 38 and 40 when the circuit breaker is closed.

브리지 접점은 바이메탈 44의 아래에 위치된다. 이것은 매우 바람직한 특징이다. 왜냐하면, 만일 어떤 원인에 의해서 변압기유가 누설될때 바이메탈이 기름위의 가스공간에 먼저 노출되어 금속히 가열되고, 접점 46,38,40이 아직 기름밑에 있어도 차단기를 트립시키기 때문이다.The bridge contact is located under the bimetal 44. This is a very desirable feature. This is because, if for some reason, the transformer oil leaks, the bimetal is first exposed to the gas space above the oil, which heats up the metal and trips the breaker even if the contacts 46, 38, and 40 are still under the oil.

이러한 작동시퀸스는 감소된 기름 레벨위의 폭발성가스 공간에서 접점의 아아크를 방지하기 때문에 바람직한 것이다.This operating sequence is preferred because it prevents arcing of the contacts in the explosive gas space above the reduced oil level.

회로차단기 20의 각극에는 일단이 샤프트(shaft) 50에 단단히 고착되어 있는 기다란 접점아암 48이 주어진다. 재료가 금속으로될 수 있는 샤프트 50은 회로차단기 20의 모든 극의 기다란 접점아암 48을 동시에 움직이도록 함께 연결시킨다. 즉, 접점아암 48은 샤프트 50에 함께 연결되어 동시에 움직인다. 브리지장치 45는 기다란 접점아암 48의 샤프트 50의 반대편 끝에 연결되어 있다. 절연물 52는 접점아암 48이 접점브리지장치 45와 전기적으로 절연되도록 접점아암 48의 끝에 배치되어 있다. 접점장치 45내의 스프링 54는 브리지접점 46이 고정접점 38과 40에 적절하게 접촉할 수 있도록 일정한 접촉압력을 준다. 도면에 도시된 바와 같이, 회로차단기 20의 극들중 어느한극이라도 열리면, 모든 다른극도 또한 열려야 한다.The angular pole of the circuit breaker 20 is given an elongated contact arm 48, one end of which is firmly fixed to the shaft 50. The shaft 50, which can be made of metal, connects together the elongated contact arms 48 of all poles of the circuit breaker 20 to move simultaneously. In other words, the contact arms 48 are connected to the shaft 50 together and move simultaneously. The bridge device 45 is connected to the opposite end of the shaft 50 of the elongate contact arm 48. The insulator 52 is arranged at the end of the contact arm 48 such that the contact arm 48 is electrically insulated from the contact bridge arrangement 45. Spring 54 in contact device 45 provides a constant contact pressure so that bridge contact 46 can properly contact fixed contacts 38 and 40. As shown in the figure, if any one of the poles of the circuit breaker 20 is opened, all other poles must also be opened.

샤프트 50은 금속기부 30에 부착되어 있는 브라켓(bracket) 55에 의해 회전가능하면서도 단단하게 지지되어 있다. 고정접점 38과 40은 기판 30에 고착된 절연판 56에 의해 기판 30으로부터 전기적으로 절연되어 있다. 단자 36은 기판 30에 단단히 고착된 절연판 58에 연결되어 있다. 전기도체 42는 정상운전중에 회로차단기 20의 공간을 채우는 변압기유 19와 절연판 56과 58에 의해서 기판 30과 절연되어 진다. 일반적으로 L자 모양인 도체 42는 그 짧은 다리부분이 바이메탈 44의 한쪽다리부분에 부착되어진다. 바이메탈 44의 다른쪽 다리부분은 자 모양의 단자 36에 부착된다.The shaft 50 is rotatably and firmly supported by a bracket 55 attached to the metal base 30. The fixed contacts 38 and 40 are electrically insulated from the substrate 30 by the insulating plate 56 secured to the substrate 30. The terminal 36 is connected to the insulating plate 58 firmly fixed to the board 30. Electrical conductor 42 is insulated from substrate 30 by transformer oil 19 and insulating plates 56 and 58 which fill the space of circuit breaker 20 during normal operation. In general, the L-shaped conductor 42 has its short legs attached to one leg of bimetal 44. The other leg of the bimetal 44 is attached to the terminal 36 in the shape of a magnet.

단일 작동기구(single operating mechanism) 60은 회로차단기 20의 모든극을 작동시키기 위해 제공된다. 작동기구 60은 기다란 접점 아암 48중의 하나에 접속되어있고, 이 접점아암 48이 기구 60의 위치에 따라 이동하면 샤프트 50을 통해 연결된 다른 기다란 접점아암 48도 이동한다. 모든극에 대한 단일 작동기구 60은 지지기부(support base)30에 단단하게 부착된 측판 62와 64위에 부차된다. 이 작동기구는 U자 모양의 작동부 66을 포함하고 있고, 그 작동부의 두다리부분은 측판 62와 64에 점 68과 70에서 각각 회전하게(pivotally)연결되어 있다.A single operating mechanism 60 is provided for operating all the poles of the circuit breaker 20. The implement 60 is connected to one of the elongated contact arms 48, which, when moved according to the position of the implement 60, also moves the other elongated contact arm 48 connected via the shaft 50. A single actuator 60 for all poles is attached to the side plates 62 and 64 which are firmly attached to the support base 30. The implement comprises a U-shaped actuator 66, the two legs of which are pivotally connected to the side plates 62 and 64 at points 68 and 70, respectively.

제1결속장치 72는 측판 62와 64사이에 위치된 샤프트 74에 회전할 수 있도록 연결된다. 한쌍의 토글 링크(link) 76과 78의 일단은 기다란 접점아암 48에 연결되고 토글의 타단은 제1 결속장치 72에 연결되며 다중(multiple)스프링 80이 토글의 곡부(knee of toggle) 82와 U형부분 66의 윗부분사이에 연결되어 있어서 제1 결속장치 72가 풀려질때 접점아암 48을 스냅동작으로 들어올린다. 토글링크 76과 78은 곡부 피보트 핀 82에 의해서 회전할 수 있도록 서로 연결된다. 하부토글 76은 그 하단이 피보트핀에 의해 기다란 접점아암 48에 연결된다. 그 토글링크의 쌍 78의 상단에는 제1 결속장치 72에 연결된 샤프트 86둘레에 끼워지는 U형 슬롯(slot)이 형성되어 있다. 즉, 제1 결속장치 72가 한쌍의 토글 78사이에 배치되므로 지지샤프트가 상부 토글링크 78에 형성된 U형 슬롯에 끼워진다. 스프링 호울더(holder)는 곡부핀 82에 부착되어 다수의 스프링 80의 하단을 결속한다. 샤프트 90은 U형부 66위에 고정되며 스프링 80의 상단이 여기에 결속된다. 스프링 80에서 발생되는 상향력은 토글링크 78을 제1 결속장치 72에 있는 샤프트 86과 결속되게 한다.The first binding device 72 is rotatably connected to the shaft 74 located between the side plates 62 and 64. One pair of toggle links 76 and 78 is connected to the elongated contact arm 48, the other end of the toggle is connected to the first binding device 72, and the multiple spring 80 is connected to the knee of toggle 82 and U. It is connected between the upper parts of the mold 66 so that the contact arm 48 is snapped when the first binding device 72 is released. Toggle links 76 and 78 are connected to each other so that they can be rotated by curved pivot pins 82. The lower toggle 76 has its bottom connected to an elongated contact arm 48 by a pivot pin. At the top of the pair of toggle links 78 is formed a U-shaped slot which fits around the shaft 86 connected to the first binding device 72. That is, since the first binding device 72 is disposed between the pair of toggle 78, the support shaft is fitted into the U-shaped slot formed in the upper toggle link 78. A spring holder is attached to the bent pin 82 to bind the lower ends of the plurality of springs 80. The shaft 90 is fixed on the U-shaped portion 66 and the upper end of the spring 80 is attached thereto. The upward force generated in the spring 80 causes the toggle link 78 to engage the shaft 86 in the first binding device 72.

회로차단기가 조립될때, 한쌍의 링크 78의 단부들은 핀 86과 확실히 결속되도록 오그려뜨려진다. 풀려질수 있는 제1 결속장치 72는 제2 결속장치에 의해 결속된상태로 유지된다. 제2 결속장치 92는 비틀림 스프링에 의해 결속되지 않은 상태로 향해 바이어스되어 진다. 제2 결속장치 92가 결속되지 않은상태로될때, 제1 결속장치 72는 풀려지고 스프링 80의 힘에 의해서 샤프트 74둘레를 회전하여 토글 76-78을 쓰러뜨리고 기다란 접점아암 48을 들어올린다.When the circuit breaker is assembled, the ends of the pair of links 78 are twisted to ensure engagement with the pin 86. The first binding device 72, which can be released, is held bound by the second binding device. The second binding device 92 is biased toward the unbound state by the torsion spring. When the second binding device 92 is left unbound, the first binding device 72 is released and, under the force of the spring 80, rotates the shaft 74 around to knock down the toggles 76-78 and lifts the long contact arm 48.

차단기가 닫혀지면 제2 결속장치 92는 트립 바(trip bar)기구 98의 일부인 캠서피스(cam surface) 표면 96에 의해 닫혀질때, 결속되지 않은 위치로 움직이는 것이 방지된다. 제3-4도에 도시된 바와같이, 회로차단기가 정상적으로 닫혀지면 제2 결속장치 92의 일부분 106은 캠서피스 96에 의해 리세트상태가 유지된다(reset against the cam surface 96).When the breaker is closed, the second engagement device 92 is prevented from moving to an unbound position when it is closed by the cam surface surface 96 that is part of the trip bar mechanism 98. As shown in FIGS. 3-4, when the circuit breaker is normally closed, a portion 106 of the second binding device 92 is reset by the cam surface 96 (reset against the cam surface 96).

트립바 기구가 반시계방향으로 미리 설정된 각도만큼 회전하면 캠서피스 96이 제 2결속장치 92에 있는 개방부분 100을 빠져나오며 제 2결속장치 92가 결속이 풀리는 방향으로 회전되어 제 1결속장치 72를 풀어주고 회로차단기 20을 트립시켜 개방시킨다. 트립바 기구 98은 회로차단기 20을 통하는 전류가 미리 설정된 값을 초과할때 전류 감응장치에 의해서 회전되어지게 연결되어 있다.When the trip bar mechanism is rotated counterclockwise by a predetermined angle, the cam surface 96 exits the opening 100 of the second binding device 92 and the second binding device 92 is rotated in the direction of loosening the first binding device 72. Loosen and trip circuit breaker 20 to open. The trip bar mechanism 98 is connected to be rotated by the current sensitive device when the current through the circuit breaker 20 exceeds a preset value.

회로 차단기 20의 각극에는 전류 감응 바이메탈소자 44를 포함하는 개별트립장치가 있으며, 이것을 통해 관련된 극의 부하전류가 흐른다. 즉, 바이메탈소자 44는 회로차단기 20의 회로의 차단기접점 38,40,46과 전기적으로 직렬 접속되어 있다. 바이메탈 44는 일반적으로 U자형이고 굴곡부분에 조정나사 102를 가진다. 바이메탈 44의 한다리는 고정된 도체 42에 연결되고 바이메탈 44의 다른 다리는 고정단자 36에 연결된다. 조정나사 102는 바이메탈 44가 편향될 때 트립바기구 98의 절연물 104와 접촉되어지도록 배치된다. 예를 들어 정상 정격전류의 500%이하의 과부하 발생시에, 바이메탈소자는 가열되어 트립바기구 98을 향해 편향된다.At each pole of the circuit breaker 20 there is a separate trip device comprising a current sensitive bimetal element 44 through which the load current of the associated pole flows. That is, the bimetal element 44 is electrically connected in series with the breaker contacts 38, 40, 46 of the circuit of the circuit breaker 20. FIG. Bimetal 44 is generally U-shaped and has adjusting screw 102 in the bend. The bridge of bimetal 44 is connected to fixed conductor 42 and the other leg of bimetal 44 is connected to fixed terminal 36. The adjusting screw 102 is arranged to be in contact with the insulator 104 of the trip bar mechanism 98 when the bimetal 44 is deflected. For example, when an overload occurs below 500% of the normal rated current, the bimetal element is heated and deflected toward trip bar mechanism 98.

바이메탈소자가 그를 통해 흐르는 전류에 의해 편향되면 조정나사 102의 둥근 모서리는 트립바기구 98에 부착된 절연판 104를 속박하므로(engage) 트립바 98이 반시계방향으로 회전하여 트립상태까지 이르러 제2결속장치 92를 풀어주므로 회로차단기 20은 트립개방된다. 트립바기구 98의 캠부분 96은 제2결속장치 92를 풀어주도록 결속면(latching surface) 106에서 빠져나온다. 그 다음에 제1결속장치 72는 피보트 74주위로 회전하여, 스프링 80의 동작선을 토글회전곡부 82의 왼쪽으로 이동시켜서 토글 76-78을 쓰러뜨리고 스냅동작으로 회로차단기 20을 개방시킨다.When the bimetal element is deflected by the current flowing through it, the rounded edge of the adjusting screw 102 binds the insulating plate 104 attached to the trip bar mechanism 98, so that the trip bar 98 rotates counterclockwise to reach the trip state and the second binding The circuit breaker 20 trips open because the device 92 is released. The cam portion 96 of the trip bar mechanism 98 exits the latching surface 106 to release the second binding device 92. The first binding device 72 then rotates around the pivot 74 to move the operating line of the spring 80 to the left of the toggle rotating bend 82 to knock down the toggles 76-78 and open the circuit breaker 20 in a snap action.

기름에 잠겨있는 회로차단기 20에 사용되는 바이메탈열소자 44의 구조는 다음 두 조건을 만족시켜야 한다.The construction of the bimetallic thermal element 44 used in the circuit breaker 20 submerged in oil must satisfy the following two conditions.

(1) 주어진 기름온도가(ΔT)만큼 변화한다 하더라도 필요한 편향이 반드시 일어나야 하고(2), 지정된 기간동안 주어진 전류의 흐름에 의해서도 또한 필요한 편향을 반드시 일으켜야 한다.(1) Even if a given oil temperature varies by (ΔT), the required deflection must occur (2) and the required deflection must also be caused by the flow of current given for a specified period of time.

종래기술의 바이메탈 열트립소자는 제6도에 도시된 바와 같이 그 길이에 따라 선형 전력소비분포를 가지는 구조로 되었다.The bimetal thermal trip element of the prior art has a structure having a linear power consumption distribution along its length as shown in FIG.

본 고안의 원리에 따른 구조의 바이메탈은 제7도에 도시된 바와 같이 전력소비가 감소되면서도 필요한 만큼 편향된다. 본 고안의 원리에 따라 만들어진 바이메탈 44는 지지단쪽은 좁은 부분으로 형성되고 편향단쪽은 비교적 넓은 부분 45로 형성되어 있다. 본 고안을 더 잘이해하기 위해 편향된 바이메탈을 도시한 제5도를 참조한다. 주어진 두께를 가진 2″의 바이메탈을 가정하면, 필요한 편향은 다음공식으로부터 얻을 수 있다.The bimetal of the structure according to the principles of the present invention is deflected as necessary while reducing power consumption as shown in FIG. Bimetal 44 made according to the principle of the present invention is formed of a narrow portion of the support end and a relatively wide portion 45 of the deflection end. Reference is made to FIG. 5 which shows a biased bimetal to better understand the present invention. Assuming a 2 ″ bimetal with a given thickness, the required deflection can be obtained from the following formula.

여기에서 F는 상수 L는 바이메탈의 길이 ΔT는 온도변화 t는 바이메탈의 두께이다.Where F is the constant L is the bimetal length ΔT is the temperature change t is the bimetal thickness.

예를들어 ΔT=100℉For example, ΔT = 100 ℉

이라 가정하면, 제5도에 도시된 바와같이 선단에서Let's assume that at the tip as shown in Figure 5

이제 바이메탈을 통해 전류가 흐를때의 현상을 분석한다. 전류는 두개의 1인치 부분 X와 Y의 각각에서 1와트 소비된다고 가정한다. 이 경우 물론 바이메탈의 온도는 100℉가 증가되어야 한다.Now we analyze the phenomenon when the current flows through the bimetal. Assume that the current is consumed by one watt in each of the two one inch portions X and Y. In this case, of course, the temperature of the bimetal must be increased to 100 ° F.

분석하기 위해서 바이메탈이 2부분 X와 Y로 나누어진다고 가정할 수 있다. 전체편향은 여러분의 편향의 합으로 간주할 수 있다. 하부 X는 다음과 같이 편향할 것이다.For analysis we can assume that the bimetal is divided into two parts X and Y. Global bias can be thought of as the sum of your biases. The bottom X will deflect as follows.

상부는 하부와 동일하게 편향될 것이다. 그러나 상부는 하부의 선단의 접선에 유효하게 부착되어 있으므로, 강철신장으로 편향되는 만큼 더 편향될 것이다. 따라서 상부는 0.010″에 거리와 기울기를 곱한것을 합한만큼 편향될 것이다.The top will deflect the same as the bottom. However, since the upper part is effectively attached to the tangent of the lower end, it will be further deflected as it is deflected into the steel extension. The top will therefore be deflected by adding 0.010 "times the distance and the slope.

기울기는 다음과 같이 계산된다.The slope is calculated as follows.

L=1이므로 기울기로 인한 편향을 0.02″이다.L = 1, so the bias due to slope is 0.02 ″.

ΔT의 기름온도 변화에 대해 같은 편향이 일어나는 같은 두께의 바이메탈을 사용했지만, 바이메탈을 따라 균일한 열분포를 가진 바이메탈 대신에, 열이 바이메탈의 하부에 집중되는 것을 사용하면, 전체 편향에는 이점이 있다. X에서 1.5와트가 소비되고, Y에서 0.5와트가 소비된다면, 전체 2와트는 동일하게 소비되지만 편향이 증가된다.Although bimetals of the same thickness are used where the same deflection occurs with a change in the oil temperature of ΔT, but instead of bimetals having a uniform heat distribution along the bimetal, the use of concentrated heat in the lower part of the bimetal has the advantage of overall deflection. If 1.5 watts are consumed at X and 0.5 watts are consumed at Y, then the entire 2 watts is consumed equally but the bias is increased.

하부의 편향은 짧은 시간이라고 가정할때, 소비되는 전력에 비례하는 온도에 직접 비례되어 증가할 것이다.The lower deflection will increase directly proportional to the temperature proportional to the power consumed, assuming a short time.

따라서 하부온도에 의한 편향은 다음과 같다.Therefore, the deflection due to the lower temperature is as follows.

접선에 의한 편향은 다음과 같다.The tangential deflection is as follows.

상부에 의한 편향은 다음과 같다.The deflection by the top is as follows.

따라서 전체 편향은 다음과 같다.Therefore, the overall deflection is

물론 이것은 균일한 전력분포에 의해 일어난 0.040″편향보다 크다.Of course, this is greater than the 0.040 ″ deflection caused by the uniform power distribution.

전력절약의 직접적인 표시로서, 하부의 소비전력이 상부의 소비전력의 3배가 되는 상기 구조를 이용하는 0.040″의 편향에 필요한 전력소비를 계산하면 하부에서 1.2와트, 상부에서 0.4와트, 전체 1.6와트가된다. 이 특별한 경우에는 2와트에서 0.4와트가 절약되어, 그것은 20%의 감소가 된다.As a direct indication of power saving, calculating the power consumption required for a deflection of 0.040 "using the above structure, in which the lower power consumption is three times the upper power consumption, it is 1.2 watts at the bottom, 0.4 watts at the top, and 1.6 watts total. . In this particular case, 2 to 0.4 watts is saved, which is a 20% reduction.

0,040″편향에 대한 계산은 다음과 같다.The calculation for the 0,040 ″ bias is as follows.

중간점에서의 기울기,Slope at the midpoint,

윗식에 맞추기위하여, 두께는 물론 같게하고, 반면 폭은 전력소비가 감소되도록 변해야 한다.To fit the above equation, the thickness must of course be equal, while the width must be changed to reduce power consumption.

소비되는 와트는 폭에 따라 다음과 같이 변하므로,The watts consumed vary depending on the width, so

따라서 1와트 상부폭에 대한 0.4와트 상부의 폭의비는 다음과 같다.Therefore, the ratio of the width of 0.4 watts to the width of 1 watt is as follows.

마찬가지로 1.0와트 하부에 대한 1.2와트 하부의 폭의 비는 다음과 같다.Similarly, the ratio of the width of the lower 1.2 watts to the lower 1.0 watts is

새로운 바이메탈의 구조에 대한 종래기술의 바이메탈의 구조가 제6,7도에 도시되어 있다.The structure of the prior art bimetals relative to the structure of the new bimetal is shown in FIGS.

물론 상술한 것을 많이 변화시켜서 특별한 상황에 맞는 것이 많이 개발될 수 있다. 그러나 소비되는 전력이 바이메탈의 비교적 하부의 고정부분에서 집중되는 공통특징을 가질 것이다.Of course, many of the above-described changes can be developed for a particular situation. However, it will have a common feature that the power consumed is concentrated in the relatively lower fixed part of the bimetal.

Claims (1)

본문에서 설명되고 도면에 도시된 바와 같은 회로 차단기에 있어서, 바이메탈의 구조가 편향되는 단부부근보다 비교적 교정된 단부부근에서 전력소비가 크게 만들어지는 것을 특징으로 하는 회로 차단기.A circuit breaker as described in the text and as shown in the figures, wherein the circuit breaker is characterized in that the power consumption is made larger at the relatively corrected end portion than at the end portion where the bimetal structure is deflected.
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