KR840000989Y1 - 개선된 작동기구를 가진 전류제한 회로 단속기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

개선된 작동기구를 가진 전류제한 회로 단속기

제1도는 본 고안을 실시한 전류제한 회로단속기의 측단면도.

제2도는 제1도에 도시된 회로단속기의, 접점이 닫혀진 위치인, 접점아암과 작동기구의 상세한 측단면도.

제3도는 정상 개방위치로 도시된 접점 및 작동기구의 도해도.

제4도는 접점과 기구가 트립된 위치로 도시된, 제2도 및 제3도와 유사한 도면.

제5도는 접점과 기구가 전류제한 위치로 도시된 제2도 및 제4도와 유사한 도면.

본 고안은 전류제한 능력을 가진 회로단속기에 관한 것이다. 회로단속기는 과부하, 고장 및 단락회로 상태에 인한 손상으로부터 배전계통을 보호하는데에 널리 사용된다. 전원의 용량이 커짐에 따라, 회로단속기 자체에 대해 손상없이 그들의 완전한 차단이 이루어질때까지 심한고장 및 단락전류를 견디는 능력뿐만 아니라 높은 차단능력을 가진 회로 단속기를 필요로 한다. 과거에는, 보통 그런심한 과전류로부터의 보호는 회로단속기의 접점들이 고장의 절정을 보지 못하게 하기에 충분히 빨리 반응하도록 설계된 전류제한 퓨우즈에 의해 제공되었다.

최근에, 전류제한능력이 있는 회로단속기들이 소개되었고, 이것들은 전류제한 퓨우즈에 반하여, 전류제한회로단속기가 대치될 필요가 없고 그것들이 비정상 상태로 반응할때마다 단지 다시고쳐 놓을 필요가 있는 경우에 한해 장점을 지닌 전류제한 퓨우즈 대신에 널리 사용된다. 심한과전류를 제한하게되는 그런전류 제한형 회로 단속기의 본질은 아아크를 완전히 소멸하고 그리하여 전류흐름을 완전히 차단하기 전에 회로단속기가 들여 보내는 전류를 분리접점들 사이에서 생기기는 아아크 전압이 효과적으로 제한하는 비율로 상승할 정도로 빨리 회로단속기 접점들을 개방하고 반응하도록 설계된 고속기구이다.

물론, 접촉운동이 전류-제한속도로 일어날 수 있게 하기 위하여, 그에 반하는 어떤힘이 최소화 되어야한다. 그러나, 이 목적을 성취하려는 이전의 시도는 접점 개방운동에 반하는 힘의 최소화를 방해하기 쉬운 어떤 다른 필요조건, 즉 다시말해서 닫혀진 접점들 사이의 저항을 최소화하여 그 접점들에서의 주울열을 최소화하도록 닫혀진 접점들 사이의 충분한 접점압력을 정상전류 흐름동안 접점이 닫혀진채로 유지하는 필요조건을 만족할 필요성 때문에 보다 더 적은 최적의 결과를 가져왔었다. 잘 알려진 바와 같이. 정상 전류가 흐르는 동안 마저 닫혀진회로차단기의 접점들을 분리시키는 경향이 있는 자기발산력이 회로단속기의 연속전류 정격과 함께 증가하기 때문에, 회로단속기의 전류정격이 높은면 높을 수록 요구되는 접점압력이 커지거나 다시 말하면, 전류제한 동작동안 그들의 개방위치를 향해 접점들의 급속한 가속에 반하는 힘이 더 강해진다는 것은 분명하다.

이 문제는 접속한 접촉가속에 대한 그들의 저항이 전류-제한동작 동안 증가하여 심한과 전류를 제한하는 회로단속기의 능력을 감소시키도록 접점 개방운동 동안, 보통의 접점압력을 제공하기 위한 장치가 각각 확장되거나 압축되는 연장 또는 압축스프링이라는 사실때문에 혼합된다.

한 상태하의 강한 접촌폐쇄력 및 다른 상태하의 극소의 접촉폐쇄력을 제공하는 이들 두개의 양립되지 않은 필요조건을 조화시키는 것이 본 고안의 주목적이다.

따라서, 본 고안은 상호작동 가능한 접점들과, 상기 접점들에 연결되고 보호될 외부전기 회로와 상기 접점들을 직렬회로 관계로 연결되게하는 도선들로 구성하고 있고; 상기 도선들은 한 접점을 이동시키는 가동접점 아암을 포함하고 있고, 접점아암은 하나의 캐리지(carriage)에 선회하게 지지되어있고, 도선을 통해 설정치 이상의 전류가 흐를때, 접점들을 개방시키는 전류력의 영향을 받는 전류제한 회로단속기에 있어서, 상기 접점아암이 반작용면 및 래치(latch)면과 함께 제공되었고 거기에 반작용면 및 래치면과 함께 상호작용 가능한 스프링이 바이어스된 가동 래치핀과 함께 연결되었으며, 상기 가동부재는 접점아암이 접점접속 위치에 있을때 접점압력을 만드는 상태의 반작용면에 대해 스프링이 바이어스 되어있고, 전류력에 의해 영향을 받는 접점아암의 접점개방운동하에서, 가동부재로하여금 반작용면을 밀어놓고 래치면으로 접점접속을 방지하는 결속을 하도록 하는 특징을 지닌 전류제한 회로단속기에 있다.

그리하여, 본 고안에 따른 이 장치와 함께, 단일스프링이 바이어스된 부재는 필요할때 강한 접점압력을 제공하는데에 이용되고 전류력에 의한 영향을 받은 그곳의 전류제한 운동후에 즉시 접점 들의 반동 또는 접속을 방지하는데에 이용된다. 게다가, 스프링이 바이어스된 부재가 상기 전류력하에서의 접점-아암 운동동안 접점압력을 만드는 반작용면을 벗어남으로서, 전류-제한시 접점 아암의 운동에 맞서는 힘은 그것의 접속위치로부터 접점의 급속한 가속에 대한 저항이 거의 없도록 접점아암으로부터 효과적으로 제거된다. 따라서, 회로단속기의 전류-제한능력은 정상동작동안 적당한 접점압력을 제공할 필요에 의해 본질적으로 손상되지 않는다.

본 고안의 양호한 실시예를 첨부도면을 참고로하여 설명하고자 한다.

동일한 참고문자는 대응하는 부분을 가리키는 도면을 참고하여 보면, 제1도는 본 고안을 적용한 전류제한 회로단속기(10)의 측단면도이다. 회로단속기(10)는 성형된 절연커버(14)를 포함하고 있는 성형된 절연외함(12)을 포함하고 있다.

상부 및 하부 분리가능 접점들(16, 18)은 각각 상부 및 하부 접점 아암(20, 22)의 끝부분에 배치되어 있다. 상부 접점아암(20)의 동작은 핸들(26)을 통해 수동작동되기에 적당한 작동기그(24)에 의해 제어된다. 정상 과부하전류시의 자동개방 작동은 트립유니트(30)의 래치부재(29)에 의하여 상부 및 하부 분리가능 접점(16, 18)을 통해 정상전류가 흐르는 동안 개방부재인 크레이들(cradle)(28)에 의하여 주어진다.

트립유니트(30)은 종래의 열, 자기, 그리고 분로트립기구를 포함하며, 여기서는 상세히 설명되지 않는다. 트립유니트(30)에 의해 검파된 바와 같이 낮은 범위로부터 중간까지의 과부하 전류조건은 래치부재(29)를 움직여서 크레이들(28)을 풀어주며 상부접점아암(20)을 위로 회전하게 된다.

단자(32)와 (34)는 보호되어야 할 전기회로와 직렬회로 관계로 회로단속(10)를 연결하는데 쓰인다. 도선(36) 및 (38)은 각각 단자(32)와 (34)에 연결된다.

하부 접점아암(22)은 본 출원인의 심리중인 특허출원서(W.E.47, 366)에서 좀더 완전히 설명되는 흰지형 피벗지지부인 접속부(37)에 의하여 도선(36)에 전기적으로 연결된다.

가요성도체(40)은 상부 접점아암(20)과 도선(38) 사이를 전기적으로 연결한다. 제1도에 도시된 바와 같이, 접속된 위치에서의 회로 단속기(10)와 함께, 전기회로가 단자(32)로부터 도선(36), 접속부(37), 접점아암(20), 가요성도체(40), 그리고 도선(38)을 통하여 단자(34)까지 이어진다. 자기구등 슬롯면터(42)는, 후에 좀더 완전히 기술된 바와 같이, 상하부 접점아암(20, 22)의 전류제한 작용중의 급속한 분리작용을 도웁기 위해서 작동한다.

판(43)은 상부 및 하부접점(16, 18)의 분리에 의하여 생기는 아아크를 제거하는데 돕도록 제공되어 있다. 작동기구(24)의 주조는 제2도에 던 상세히 도시된다.

측판부재(44)를 가진 기구프레임은 나사(45)에 의하여 절연의 함(12)에 고착된다. 크레이들(28)은 피벗핀(46)에 의하여 측판부재(44)에 선회하게 지지된다.

상부 토글링크(50)와 하부 토글링크(52)로 구성된 토글연동 장치는 크레이들(28)과 상부 접점아암의 피벗핀(48) 사이에 선회하게 연결된다. 상부 및 하부 토글링크(50), (52)는 핸들(26)에 또한 연결된 작동스프링(56)이 부착된 토글 굴곡부핀(54)에 의해 연결된다.

U-형 캐리지(58)는 캐리지 피벗핀(60) 상에서 측판부재(44)에 선회하게 설치된다. 상부 접점아암의 피벗핀(48)은 U형 캐리지(58)내에 설치된다. 따라서, 정상의 접점속 및 개방동작 중에는, 상부 접점아암(20)은 캐리지 피벗핀(60) 주위를 U형 캐리지(58)과 함께 회전한다. 하부 토글링크(52)가 U형 캐리지(58)를 통하여 뻗어있고 상부접점 아암의 피벗핀(48)에 회전하게 부착되어 있으므로, 상부 및 하부 토글링크(50, 52)의 뻗침이나 쓰러짐에 의하여 U형 캐리지(58)는 캐리지 피벗핀(60) 주위로 회전한다. U형 캐리지(58)의 움직임은 상부접점아암의 피벗핀(48)의 끝이 얹혀 있는 측판부재(44)의 슬롯(62)에 의하여 구속된다. 크로스바아(64)는 U형 캐리지(58)에 고착되며, 이 다극회로 단속기의 다른극들에서 유사하게 단일 운동을 하도록 U형 캐리지를 연결한다.

상부 접점아암(20)상의 비교적 약한 인장스프링(66)은 막대 (67)과 캐리지 피벗핀(60) 사이에 연결된다.

비교적 강한 인장스프링(68)은 측판부재(44)의 아아치형 슬롯(72)에 자유로이 둘 수 있는 가동래치핀(70)과 U형 캐리지(58) 사이에 연결된다.제2도에 도시된 바와 같은 접속된 위치의 회로단속기에서는, 가동래치핀(70)은 강한 인장스프링(68)의 작용에 의해 반작용면(74)에 반하여 끌려지는 것을 알 수 있다.

인장스프링들(66)과 (68)은 이와 같이 장력에 의하여 늘려지며, 상부 접점아암(20)은 상부 및 하부접점16, 18) 사이에 생긴접촉력(다시말해서 인장스프링(66)과 (68)로부터의 힘과 U형 캐리지(58)에 의하여 상부 접점아암 피벗핀(48)에 미치는 반작용력)사이에서 평형상태로 부유한다.

하부 접점아암(22)은 한쌍의 압축스프링(78)과 베아링부재(80) 그리고 제한핀(82)를 포함하는 스프링으로 기울여지는 샤타(spring biased shutter)인 아암위치 설정장치(76)에 의하여 위치가 정해진다.

압축스프링(78)은 상하부 접점(20)과 (22)가 접속될때 접촉압력을 가해준다.

회로단속기가 핸들(26)의 수동조작에 의하여 정상 개방위치로 작동될 때, 작동기구는 제3도에 도시된 상태로 보인다. 도시된 바와 같이, 상부 및 하부 토글링크(50)과 (52)는 와해되어, 작동스프링(56)에 의하여 U형 캐리지(58)를 캐리지 피벗핀(60)의 주위를 시계방향으로 돌게한다.

상부 접점아암(20)은 U형 캐리지(58)와 함께 움직여서, 상부 및 하부 접점(16)과 (18)은 분리된다.

약한 인장스프링(66)은 상부 접점아암(20)에 작용하여, 형 캐리지(58)상의 픽업블록(84)에 대하여 끌어올린다. 강한 인장스프링(68)로 부터의 힘은, (회로단속기가 접속된 위치일때 강한 인장 스프링(68)이 작동되는) 가동래치핀(70)이 아아치형 슬롯(72)의 상부끝에 의해 구속되어 더 이상 상부 접점아암(20)과 접촉되지 않기 때문에, 더이상 상부 접점아암(20)에 가해지지 않는다.

하부 접점아암(22)는 압축스프링(78)의 작용에 의하여 제2도에 도시된 접속된 위치로부터 제3도에 도시된 위치로 약간 올라갔다. 하부 접점아암(22)의 행정의 상한은 제한핀(82)의 자기구동 슬롯모터(42)에 대한 작용에 의하여 결정된다.

낮은 과부하조건에서 중간과부하 조건까지에서는, 크레이들(28)을 풀기 위하여 래치부재(29)를 움직하기 위해서는 트립유니트(30)가 작용한다.

그리하여 회로단속기는 크레이들(28)이 작동스프링(56)의 영향에 의하여 피벗핀(46)주위를 반시계반향으로 들어간다는 면에서 제4도에 도시된 위치가 되는 것이다. 이에 의하여 상부 및 하부 토글링크(50, 52)는 와해되고, U형 캐리지(58)는 캐리지 피벗핀(60)의 주위를 시계방향으로 회전하게 한다.

핸들(26)은 제4도에 도시된 바와 같이, 트립을 가리키는 중심위치로 작동스프링(56)에 의해 끌어당겨지며, 크로스바아(64)는 U형 캐리지(58)과 함께 회전하여 회로단속기의 다른 극돌에서 접점을 개방시킨다.

회로단속기의 모든 다름부분도 제3도에 도시된 정상개방 위치와 같은 위치로 나타난다.

제2도에 도시된 접속된 위치에 있을때, 회로단속기(10)를 통하여 흐르는 심한 과부하 전류는 상부 및 하부 접점아암(20) 및 (22)가 서로 반대방향으로 회전하려고 하는 강한 전류력을 발생시킨다. 또 하나의 접점을 분리시키는 힘은 자기구동 슬롯모터(42)에 자속을 유기시켜 하부접점아암(22)을 슬롯바닥으로 끄는 도선(36)과 하부 접점아암(22)을 흐르는 전류에 의하여 제공된다. 크레이들(28)과 상부 및 하부 토글링크(50, 52)가 아암에 의해 직접영향을 받지 않으므로, 그들과 U형 캐리지(58)는 제2도에 도시된 위치로 유지되고 한편 상부 접점아암(20)에 미치는 전류력은 상부 접점아암(20)을 상부 접점아암 피벗핀(48) 주위로 회전시킨다. 이 회전의 초기단계에서, 반작용면(74)는 가동래치핀(70)에 작용을 미쳐서, 그것을 아아치형 슬롯(72)내에서 아래쪽으로 움직이게 한다. 처음에는 가동래치핀(70)은 강한 인장스프링(68)의 작용에 반하여 아아치형 슬롯(72)내에서 아래쪽으로 움직인다. 강한 인장스프링(68)이 힘은 그리하여 상기 접점아암(20)의 변화에 비례하여 증가하여, 과부하 전류에 의한 힘에 거슬려서, 전류제한 작용에 반발하려고 한다. 그러나 아아치형 슬롯(72)은 가동래치핀(70)을 상부 접점아암(20)으로부터 멀리 멀게 형성하고, 접점아암의 행정의 약 반전도이며 강한인장 스프링(68)이 눈에띄게 늘어지기전에), 반작용면(74)이 가동래치핀(70)을 들어내어서, 강한 인장스프링(68)이 가등래치핀(70)을 아아치형 슬롯(72)의 정상으로 끌 수 있게 한다.

상부접점아암(20)과 가동래치핀(70)사이에 이탈이 일어나는 저점은, 물론, 아아치형슬롯(72)의 적절한 설계로 통제될 수 있다.

제5도에서 볼 수 있는 바와 같이, 가등래치핀(70)이 아아치형 슬롯(72)내에서 최상단에 있을때는, 상부접점아암의 래치핀(86)에 영향을 미친다. 이같이, 약한인장 스프링(66)이 상부 접점아암(20)을 반시계방향으로 회전시키려는 힘을 가해서 상부 접점아암(20)을 접속된 회로위치로 되돌아오게 하여도, 래치핀(70)의 래칭작용에 의하여 방해된다.

상부 및 하부 접점아암(20) 및 (22)이 제5도에 도시된 전류 제한위치로 이동함에 따라, 상부 및 하부접점(16)과 (18)사이에 아아크가 끌어내어진다. 비록 이 아아크는 판(43)에 반대방향으로 가해지고 그 안에서 상당히 빠른속도로 소호되지만 전류는 트립유니트(30)가 크레이들(28)을 풀어주어 토들링크가 와해되 시키도록 작동되기에 충분한 시간동안 흐른다.

이 작용에 의하여 U형 캐리지(58)는 시계방향으로 회전하고, 래치면(86)이 가동래치핀(70)으로부터 풀어질때까지 가동래치 핀(70)을 따라 올려지게 된다. U형 캐리지(58)가 래치면(86)을 가동래치핀(70)으로부터 풀어주기에 충분한 정도로 회전할때, 약한 인장스프링(66)은 상부 접점아암(20)을 래치면(86)이 픽업블록(84)에 접촉할때까지 반시계 방향으로 회전시킨다. 이때 회로단속기는 제4도에 도시된 위치로된다.

정상회로 접속상태중의 접점접속력은 강한 인장스프링(68)의 특성을 적절히 선택함에 의해 결정된다. 이 힘은 또 아아치형 슬롯(72)의 위치와 형상을 적절히 선택하여서 상부 접점아암(20)의 전류를 제한하는 회전작용중의 임의의 필요지점에서도 접점아암으로부터 풀어질 수 있다. 상부 접점아암(20)이 일찍 풀어지는 것을 대비하여서, 상부 접점아암(20)의 가속에 저항하는 힘은 강한 인장스프링(68)이 더 강한 스프링의 힘을내기 위하여 팽창하지 않았기 때문에 최소로 줄일 수 있다.

이것에 의하여 회로단속기의 전류 제한효과를 증가시킬 뿐만 아니라 전류제한 과정중에 접점아암에 대한 기계적인 응력도 줄일 수 있다. 많이 퍼질필요가 없는 강한 인장스프링이 사용되기 때문에, 스프링에 대한 응력이 또한 최소화되며, 스프링의 신뢰도 및 수명이 증대된다. 더우기, 회로접속 상태에서 접점을 닫는힘과 전류제한 작동중에 래치시키는 힘을 제공하기 위하여 일반적인 스프링을 사용하여서 작동기구를 단순화시킨다. 이와 같이, 본 고안에 의하면 개선된 래치개방기구를 가진 전류제한 회로단속기를 제공할 수 있으며, 좋은성능과 저렴한 가격의 결과를 가져옵을 알 수 있다.

Claims (1)

1. 상호 작동 가능한 접점들과, 접점들에 연결되어 있고 보호될 외부전기회로와 접점들을 직렬회로 관계로 연결하게하는 도선들로 구성하고 있고; 상기 도선들이 한 접점을 이동시키는 가동접점 아암을 포함하고있고, 상부 접점아암이 하나의 캐리지에 선회하게 지지되어있고. 도선을 통해 설정치 이상의 전류가 흐를때, 전류력에 의해 접점의 접속 및 개방운동에 영향을 받는 전류제한 회로 단속기에 있어서, 상부 접점아암(20)이 반작용면(74) 및 래치면(86)과 함께 제공되어 있고, 거기에 반작용면 및 래치면과 함께 상호작용 가능한 스프링이 바이스된 가동래치핀(70)과 함께 연결되어 있으며, 가동래치핀은 상부 접점아암이 접점접속 위치에 있을때 접점압력을 생산하는 상태에서 반작용면에 대해 스프링이 바이어스되고, 전류력에 의해 영향을 받는 접점아암의 접점-개방운동하에서, 가동래치핀으로 하여금 반작용면(74)을 밀어내 놓고 래치면(86)으로 접점속을 방지하는 결속을 하도록하는 특징을 지닌 개선된 작동 기구를 가진 전류제한 회로 단속기.