KR880000402Y1 - 회로 차단기 - Google Patents

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내용 없음.

Description

회로 차단기

제1(a)도는 종래의 일반적인 회로 차단기의 평면도.

제1(b)도는 제1도(a)의b-b선 단면도.

제2도는 제1도 회로차단기에 있어 금속입자의 이동상태의 모범적인 설명도.

제3(a)도는 종래의 회로 차단기에서 사용되고 있는 접촉자의 측면도.

제3(b)도는 제3(b)도의 c-c선 단면도.

제4(a)도는 제3도의 도체를 사용할 경우의 아아크 발생상태의 측면도.

제4(b)도는 제4(a)도의 정면도.

제5도는 비교하기 위한 다른구조를 가진 도체의 경우, 금속입자의 이동상태를 설명한 모범적인 설명도.

제6(a)도는 본 고안에 의한 회로 차단기의 1실시예를 표시한 평면도.

제6(b)도는제6(a)도의 b-b선 측단면도.

제7도는 제6도 회로 차단기에 있어 금속입자의 이동상태를 설명한 모식적 설명도.

제8(a)도는 본 고안에 의한 회로 차단기의 다른 실시예를 표시한 평면도.

제8(b)도는 제8(a)도의 b-b선 측면도.

제9(a)도는 제8도 회로차단기에서 사용되는 고정접촉자의 평면도.

제9(b)도는 제(a)도의 측면도.

제10(a)도는 제8도에서 표시한 회로 차단기에서 사용되는 가동접촉자의 평면도.

제10(b)도는 제10(a)도의 측면도.

제11(a)도는 본 고안에 의한 회로 차단기의 다른 실시예를 표시한 평면도.

제11(b)도, 제11(c)도, 제11(d)도는 제11(a)도의b-b선 측단면도.

제12(a)도는 아크차폐체의 다른 실시예를 표시한 측면도.

제1도2 는 (b)제12도 (a)의 평면도.

제13(a)도는 아크차폐체의 다른 실시예를 표시한 측면도.

제13(b)도는 제13(a)도의 평면도.

제14(a)도는 아크차폐체의 다른 실시예를 표시한 측면도.

제14(b)도는 제14(a)도의 평면도.

제15도는 제14(a)도의 접점중앙부의 아크형상 단면도.

제16(a)도는 아크차폐체의 다른 실시예를 표시한 평면도.

제16(b)도는 제16(a)도의 측면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

27 : 고정접촉자 201 : 고정도체

202 : 고정접점 3 : 가동접촉자

301 : 가동도체 302 : 가동접점

6,7 : 아크차폐체

본 고안은 회로 차단기에 관한 것인데, 특히 차단시에 있어서 한류성능을 향상시킨 회로 차단기에 관한 것이다.

제1(a)도는 일반적인 회로 차단기를 표시한 단면평면도 이고, 제1(b)도는 제1(a)도의 b-b선 측단면도이다.

제1(a)도, 제1(b)도에 있어 가동접점(302)과 고정접점(202)이 폐로되어 있으면, 전류는 고정도체(201)→고정접점(20)→가동접점(302)→가동도체(301)의 경로로 흐른다.

이 상태에 있어서, 단락전류등의 대전류가 이 회로에 흐르면, 조작기구부(4)가 작동하여 가동접점(302)이 고정접점(202)에서 떨어진다.

이때, 고정접점(20)과 가동접점(302)사이에는 아크 A가 발생하여 고정접점(202)과 가동접점(302)사이에는 아크전압이 발생한다. 이 아크전압은 고정접점(202)에서 가동접점(302)의 이탈거리가 증대됨에 따라 상승한다.

그와 동시에 아크 A가 소호판(5)의 방향원로 자기력에 의하여 당겨져 신장되기 때문에 아크전압은 더욱 상승한다.

이와 같이하여, 아크전류는 전류 0점이 되어 아크 A를 소호하여차단이 완결된다.

이와 같은 차단동작중에 있어서,

가동접점(302)과 고정접점(202)과의 사이에는 아크 A에 의하여 단시간 즉, 수미리초 이내에 대량의 에너지가 발생한다. 그리하여, 포위체(1)내의 기체온도는 상승하고 압력도 급격히 상승되지만 이와 같은 고온고압의 기체는 배출구(10)에서 대기중으로 방출된다.

회로차단기 및 그 내부구성부품은 차단할때 상기한 바와 같은 동작은 하지만, 다음에서 고정접점(202)과 가동접점(302)의 동작에 대하여 특별히 설명한다.

일반적으로 아크저항 R은 다음의 식으로 표시된다.

단, R : 아크저항(Ω)

ρ: 아크저항율(Ω.㎝)

ℓ: 아크길이(㎝)

S : 아크 단면적(㎠)

그러나, 일반적으로 수 KA 이상의 대전류이며 아크의 길이 ℓ가 50mm 이하의 짧은 아크 A에 있어서는, 아크공간은 표면에 아크의 뿌리가 존재하는 그 도체의 금속입자에 의하여 채워지 게된다.

더우기 이 금속입자의 방출은 도체표면에 직각방향으로 생기는 것이다. 또한 방출된 금속입자는 방출될때에는 도체금속의 비등점에 가까운 온도를 보유하고 다시 아크공간에 주입됨과 동시에 전기적 에너지의 주입을 받아 고온고압화됨과 동시에 도전성을 갖게 되어 아크공간의 압력분포에 따른 방향으로 팽창되면서 고속도로서 도체에서 멀어지는 방향으로 흘러가게 되는 것이다.

그리하여 아크공간에 있어서의 아크저항율 ρ및 아크단면적 S는 이 금속입자의 발생량과 그 방출방향에 의하여 결정된다.

따라서, 아크전압도 이와같은 금속입자의 이동에 의하여 결정되고 있는 것이다.

이와 같은 금속입자의 이동을 제2도에 의하여 설명한다. 더욱 면을 접점부재로 구성한 경우에도 금속입자의 진동은 다음의 설명과 하등 변동되는 바 없다.

제2도에 있어서 한상의 도체(8)(9)는 상호 대향하는 한쌍의 금속제원주상의 일반적인 도체이며, 도체(8)는 양극이고 도체(9)는 음극이다.

또한 도체(8)(9)의 각기 X면은 도체(8)(9)가 접촉될 경우의 접촉면이 되는 대향면이고, 도체(8)(9)의 각기의 Y면은 각기의 대향면인 X면 이외의 전기적 접촉면인 도체표면을 표시한 것이다. X면을 접점부재로 구성하여도 다음의 금속입자의 진동은 하등 변경되는바 없다.

또한 도면중 1점쇄선으로 표시한 윤곽 z는 도체(8)(9) 사이에 발생한 아크 A의 외곽을 표시한다.

더우기 금속입자 a 및 b는 도체(8)(9)의 X면 및 Y면에서 증발 등에 의하여 발생된 각기의 금속입자를 모범적으로 표시한 것원로서 그 방출방향은 각기 화살표 m 및 n로 표시된 각 유선의 방향이다.

이와 같은 도체(8)(9)에서 방출된 금속입자 a,b는 아크공간의 에너지에 의하여 도체금속의 비등온도인 약 3,000。C정도에서 도전성을 갖게 되는 온도 즉, 8,000。C이상 또는 더욱 고온인 20,000。C까지 승온되어 승온과정에서 아크공간으로부터 에너지를 탈취하여 아크공간의 온도를 하강시키고 그 결과로 아크저항 R를 증대시킨다.

더우기 아크공간에서 금속입자 a,b가 탈취되는 에너지량은 금속입자의 승온정도가 클수록 커지며 그 승온정도는 도체(8)(9)에서 발생한 금속입자 a,b 의 아크공간에 있어서의 위치와 방출경로에 의하여 결정된다.

도체(8)(9)에서 발생한 금속입자 a,b의 경로는 아크공간의 압력분포에 의하여 결정된다.

아크공간의 압력은 전류자신의 핀치력과 금속입자 a,b의 열팽창과의 균형에 의하여 결정된다.

핀치력은 전류의 밀도에 의하여 대략 결정되는 양이고 이는 즉 도체(8)(9)상의 아크 A의 뿌리의 크기에 의하여 결정된다.

일반적으로 금속입자 a,b는 핀치력에 의하여 결정되는 공간을 열팽창되면서 비행하는 것으로 생각하여도 된다.

또한 도체(8)(9)상에 있어서의 아크 A의 뿌리에 제한을 가지지 않을 경우에 금속입자 a 는 일측의 도체(9)에서 다른도체(8)에 베이퍼, 젯트(vapor jet)로 분사시키는 것이 일반적으로 알려지고 있다.

이와 같은 일측도체(9)에서 다른도체(8)를 향하여 금속입자 a를 일방적으로 분사시킬 경우에는 아크 A의 양광주(陽光柱)에 주입될 금속입자 a는 대략 일측도체(9)에서만 공급되는 것이다.

제2도에서는 일예로써 음극에서 양극으로 강하게 분사시킨 상태를 표시한 것이지만, 이와 반대되는 반대방향으로 분사시킬 때도 있다.

다음에 상기 사정을 설명한다.

제2도에 있어서, 어떠한 이유에 의하여 도체(9)에서 도체(8)를 향하여 일방적인 분사가 이루어지고 있다고 하자.

도체(9)의 대향면인 X면에서 발하는 금속입자 a 는 도체계변에 직각으로, 즉 양광주로 향하여 비행하려고 한다.

이때 도체(9)의 대향면인 X면에서 발생한 금속입자 a 는 핀치력에 의하여 생긴 압력에 의하여 양광주에 주입된다.

타측의 도체(8)의 X면을 출발한 금속입자 a 는 양광주내에 입자의 흐름에 밀려서 X면의 외각방향으로 배출되어 양광주에 들어가지 못하고 순식간에 계렬밖으로 도망가게 된다.

이와같이 도체(8)에서 발생된 것과 도체(9)에서 발생된것으로서 금속입자 a 의 동태가 제2도의 화살표 m,m'의 유선으로 표시한 바와 같이 상이하게 되는 것은 상술한 바와 같이 도체계면상의 핀치력에 의하여 생긴 압력에 차이가 있음을 기인하는 것이다.

이와 같이하여 도체(9)의 일방향으로 부터의 분사는 받는 측의 도체(8)를 가열하여 도체(8)의 표면상의 아크뿌리(양극점, 음극점)를 그 정면의 X면에서 그 이외의 면으로도 확대시킨다. 이때문에 도체(8)의도 체개면상의 전류밀도는 저하되고 아크의 압력도 저하한다.

따라서 도체(9)에서의 일반향의 분사를 더욱더 강하게 만든다.

이와 같이하여 생성된 각도체(8)(9)를 출발한 금속입자 a 의 비행경로의 차이는, 아크공간에서 탈취하는 에너지량의 차이가 된다.

따라서 도체(9)의 X면을 출발한 금속입자 a 는 양광주에서 충분하게 에너지를 흡수할 수 있지만, 도체(8)의 X면을 출발한금속입자 a 는 충분한 에너지를 흡수하지 못하여 유효하게 아크 A를 냉각하지 못한채 계열밖으로 방출되어 버린다.

또한 도체(8)(9)의 Y면에서 발생하는 금속입자 b는 도면의 화살표에 유선으로 표시한 바와 같이 아크 A에서 충분한 열을 탈취하지 않을뿐더러, 아크단면적 S를 증대시켜 아크 A의 아크저항 R를 저하시키게 된다.

이와 같이 한쪽의 도체(9)로 부터의 분사가 있을 경우에는, 양광주의 금속입자 a 에 의한 냉각효율이 악화되고 또한 양쪽의 도체(8)(9)의 대향면 이외의 면인 Y면에서 발생하는 금속입자 b가 양광주냉각에 하등 기여하지 않고 오히려 아크단면적 S를 증대시킴으로써 아크저항 R도 저하한다.

따라서, 한쪽의 도체에서 다른쪽의 도체로 일방적인 금속입자의 분사가 존재하게 되면 아크전압을 상승시키는 점에서는 불리하고 따라서 차단시의 한류성능을 향상시킬 수 없는 것이다.

일반적으로 종래의 회로차단기에 사용되고 있는 고정접촉자 및 가동접촉자는 제2도의 모델의 도체와 같게 대향면의 표면적이 크며, 따라서 발생한 아크의 뿌리의 크기의 제한이 가하여지지 않을 뿐더러 대향면 이외에도 그 측면등에 노출면이 있으므로, 제2도에서 설명한 바와같이 양접촉자면에 생기는 아크의 뿌리(양극점 또는 음극점)의 위치 및 크기에 제한이 가하여지고 있지 않기때문에 제2도에서 설명한 기구에서 한쪽의 접촉자에서 다른쪽의 접촉자에 대하여 금속입자 a 의 일방적인 분사가 이루어지며 이때문에 아크단면적 S가 커져서 상술한 바와 같이 차단시의 한류성능을 향상시킬 수 없는 결점이 있다.

또한 종래의 회로차단기에 사용되고 있는 다른 접촉자의 예에서는 접점의 근방에도 체의 용융을 방지하기 위하여 접점근방의 도체면 일부를 절연물로 피복한 것이 있었다.

제3(b)도는 제3(a)도의 것의 평면도이고,

제3(c)도는 제3(b)도의 C-C 선 단면도이다.

그 예에서는 도체의 선단부분은 절연물로 피복되지 않았다.

이와 같은 구성의 한쌍의 도체를 사용하여 제4도와 같게 구성된 회로차단기에 있어서는 그 한쌍의 고정 접촉자(2)와 가동접촉자(3) 사이에 제4도 (a) 및 제4도 (b)에 표시한 바와 같은 아크 A가 생긴다.

이 아크 A에 있어서는 제4(a)도 및 제4(b)도에서 명백한 바와 같이 아크의 뿌리, 즉 양극점, 음극점의 위치가 도체의 선단측을 향하여 크게 확대되어 있어 제2도에서 설명한 바와 같은 이유에 의하여, 차단시의 한류성능을 향상시킬 수 없는 결점이 있다.

더우기 제5도에 표시한 바와 같이 한쌍의 접점중 일측의 접점에만, 그 접촉면의 주변부분을 피복하는 절연물의 판상체(10)로 피복한 경우에 대하여 그 표면상태를 살펴본바, 이 예에서는 절연물(10)에 포위된 접점이 있는 도체(9)의 X면에서는 흐르는 방향이 좁게 제한된 금속입자 a 가 아크양광주부에 주입되지만, 절연물(10')로 피복되어 있지 않은측의 접점이 있는 도체(8)의 X면에서 발생하는 금속입자에 있어서는 그 아크의 뿌리, 즉 그 양극점, 음극점은 제한받음이 없이 도체표면상 전면에 확장되고 또한 나아가서는 접점의 측면인 Y면까지도 확대됨으로써 전류밀도가 감소된다.

따라서 핀치력은 약화되고 금속입자가 아크밖으로 도망치는 점은 제2도와 동일하다.

결국은, 아크양광주의 형상은 비록 일측도체의 접점근방에 절연물을 설치하였어도 결국 일방향의 금속입자의 분사현상이 되어 쌍방의 도체 모두에 아크뿌리의 크기를 제한하지 않는 경우와 동일한 상태를 나타내고, 아크전압도 별로 많은 상승이 없어 한류성능은 향상되지 않는다.

상기에서 설명한 바와같이 아크전압을 상승시키기 위해서는 아크의 뿌리에 생긴 금속입자를 양극 모두에서 양광주에 유효하게 주입시킬 필요가 있는 것이며, 또한 금속입자를 양광주에 주입하는 힘은 아크의 뿌리에 생긴 핀치력에 의한 압력이다.

그리하여, 핀치력은 접촉자상의 아크의 뿌리의 크기, 또는 전류 밀도에 따라서 크게 변화하는 것인 이상 이것을 제한하는 것은 가능한 것이다.

예를 들면, 종래의 접촉자는 적어도 한측의 X면 면적이 커서, 아크의 뿌리의 크기를 유효한 정도로 제한할 수 있게는 되어있지 않았다.

그러나, 이와같은 절연물을 사용하지 않은 접촉자에 있어서도, 각기의 양접촉자의 대향하는 X면을 충분하게 적게하면 어느정도 X면상에서의 전류밀도가 상승되어 핀치력이 증가함과 동시에 각기의 금속입자는 종래와는 상이하게 어느정도 양측에서 양광주에 주입되어, 이로 인하여 아크전압은 종래보다도 상승한다. 그러나, 그것만으로서는 X면이외, 즉 Y면의 아크의 뿌리의 확대는 저지하지 못하고, Y면으로 아크의 뿌리가 확대된만큼 X면의 전류밀도는 감소되고, 금속입자의 주입압력은 저하된다.

따라서 종래의 접촉자의 경우 금속입자에 의한 양광주의 냉각효과가 최대한으로 발휘되고 있는 것은 아니었다.

더우기 종래의 접촉자의 커다란 결점은 Y면으로 아크의 뿌리가 확대하기 위하여 일반적으로 Y면에 많이 설치되고 있는 도체와의 접합부에 직접 아크의 뿌리가 확대하기 쉽고, 이 열에 의하여 융점이 낮은 접점부재가 용융되어 접점탁락이 되는 위험성이 있는 점이다.

본 고안의 목적은 높은 아크전압을 가지며, 차단시의 한류성능이 양호하고 더우기 접점의 탈락염려가 없는 회로차단기를 얻고저 하는 것이다.

본 고안의 회로차단기에 있어서는 회로차단기의 일측의 접점의 전기적 접촉면의 일부를 남기고, 그 주변의 공간에 노출된 도체의 접점근방부분을 도체를 형성하는 재료보다도 고저항을 갖는 고저항재료의 물질(이하 고정항재료 라고 칭한다)로 된 아크차폐체의 배후에 복착되게하여 그에 의하여 금속입자를 강제적으로 아크공간에 주입시키고, 또한 아크차폐체의 중심점을 접점의 중심점에 대하여 아크소호판에서 먼 위치에 설치한 것을 특징으로 하는 것이다.

상기의 고저항 재료로서는 예를들면 유기 또는 무기절연물, 또는 동닛켈, 동망간, 망가닌, 철탄소, 철닛켈, 혹은 철크로옴 등의 고저항 금속등이 사용된다.

또한 온도상승에 대하여 저항이 급격하게 증가하는 철의 사용도 가능한 것이다.

본 고안의 실시예를 도면에 따라 설명한다.

제6(a)도는 본 고안에 관한 회로차단기의 1실시예를 표시한 평단면도이고, 제6(b)도는 제6(a)도의 b-b선측 단면도이다.

제6(a)도, 제6(b)도에 있어서 포위체(1)는 절연체에 의하여 구성되어 개폐장치의 외틀을 형성하는 것으로서, 배출구(101)를 구비하고 있다.

고정접촉자(2)는 포위체(1)에 고정된 고정도체(201)와 고정도체(201)의 일단부에 착설된 고정접점(202)으로 구성되고 있다.

가동접촉자(3)는 고정접촉자(2)에 대하여 개폐하는 것으로서 고정도체(201)에 대하여 개폐동작하는 가동도체(3(1)와, 고정접점(202)에 대하여 가동도체(301)의 일단부에 착설된 가동접점(302)으로 구성되어 있다. 조작기구부(4)는 가동접촉자(3)를 개폐조작하는 것이다.

소호판(5)은 가동접점(3(2)이 고정접점(202)에서 이탈할 때에 생기는 아크를 소호하는 것이다.

아크차폐체(6),(7)는 각기 상술한 고저항재료로 구성되고 각각 고정접점(202),가동접점(302)을 돌출시키어 상호 아크 A에 대향하도록 각각 고정되체(201),가동도체(301)에 착설되어있다.

가동접점(302)과 고정접점(202)이 폐로되어 있으면, 전류는 고정도체(201)→고정접점(202)→가동접점(302)→가동도체(301)로, 전원측에서 부하측으로 흐른다.

이 상태에 있어서, 단락전류등의 대전류가 이회로에 흐르게 되면 조작기구부(4)가 작동하여 가동접점(302)을 고정접점(202)에서 이탈시킨다.

이때에 고정접점(202)과 가동접점(302)사이에 아크A가 발생한다.

이 아크 A는 제7도에 표시된 바와같이 아크차폐체(6)(7)에 의하여 금속입자가 반사되어 아크공간이 고압으로 되고, 그 결과에 의하여 아크가 효과적으로 냉각되어 소호된다.

제7도는 제6도의 회로차단기에 있어 금속입자의 유동을 표시한 모범적 설명도이다.

더우기 X면을 접점부재로 구성한 경우에도 금속입자의 진동은 다음의 설명과 하등변동될바가 없다.

제7도에 있어서 한쌍의 도체(8)(9)는 제2도와 동일형상으로 구성되었고 아크차폐체(6)9(7)가 도체(8)(9)의 각 대향면인 X면을 돌출되게 또한 아크 A에 대향하여 도체(8)(9)에 착설되어 있다.

물론 X면을 접점부재로 구성하여도 다음의 금속입자의 진동은 완전 동일한 것이다.

즉, 공간 Q,Q에서 압력치는 아크A자신의 공간압력치 이상으로는 될수 없지만 그러나 최소한 아크차폐체(6)(7)가 설치되지 않을 경우에 비하여 압도적으로 높은 값을 표시한다.

따라서 아크차폐체(6)(7)에 의하여 생긴 상당히 높은 압력을 보유하는 주변공간 Q,Q는 아크 A의 공간이 확대하려는 것을 억제하는 힘을 부여하며 아크 A를 좁은 공간에 "축소시키는"것이 된다.

이는 즉 대향면인 X면에서 발생한 금속입자 a,c 등의 유선m,m' O,O' 을 아크공간에 축소시켜 가두는 것이 된다.

따라서 X면에서 발생한 금속입자 a,c 는 유효하게 아크공간에 주입된다.

그 결과, 유효하게 주입된 대량의 금속입자 a,c 는 아크공간에서 종래장치와는 비교도 되지 않는 대량의 에너지를 탈취하기 때문에 아크공간을 현저하게 냉각시킨다.

따라서 저항율 ρ 즉 아크저항 R을 현저하게 상승시켜 아크전압을 지극히 크게 상승시킨다.

다시 이 아크차폐체(6)(7)를 예를 들면 제6도에 표시한 바와 같이 고정접점(202)과 가동접점(302)의 접촉면, 즉 제7도에 표시한 대향면인 X면의 주변근처에 설치하면 도체표면인 Y면에까지 아크 A가 이동하는 것을 방지하여 아크 A의 뿌리의 크기도 제한하게 되는 것이다.

그리하여 금속입자 a,c 의 발생을 X면에 집중시킬 수 있음과 동시에 아크단면적 S도 축소시킬 수 있어 금속입자 a,c의 아크공간 주입을 일층 유효하게 촉진할 수 있는 것이다.

따라서 아크공간의 냉각, 아크저항율ρ의 상승 및 아크저항 R의 상승을 더욱 촉진시켜 아크전압을 한층 상승시킬 수 있는 것이다.

다음에, 아크차폐체(6)(7)의 중심점을 고정접점(202) 및 가동접점(302)의 중심점에 대하여 소호판(5)에서 먼위치에 설치한 효과를 설명한다.

제8(a)도는 본 고안에 관한 회로차단기의 다른 실시예를 표시한 평면도이고 제8(b)도는 제8(a)도의 b-b선 측단면도이다.

제9(a)도는 제8도에 표시한 회로차단기에 사용되는 고정 접촉자를 표시한 평면도이고, 제9(b)도는 제9(a)도의 측면도이다.

제10(a)도는 제8도에 표시된 회로차단기에 사용되는 가동접촉자를 표시한 평면도이고, 제10(b)도는 제10(a)도의 측면도이다.

즉 제7도에 표시한 공간 Q에 있어 아크 A의 압력분포는 아크차폐체(6)(7)의 중심점을 고정접점(20)및 가동접좀(302)의 중심점에 대하여 소호판(5)에 대하여 먼 위치에 설치되었기 때문에 배출구(101)측이 약하게 그리고 반대측은 강하게 된다.

따라서, 고정접점(202)과 가동접점(302)와의 사이에 발생한 아크 A는 제8(b)도에 표시한 바와 같이 소호판(5) 및 배출구(101)의 방향으로 휘어져 아크A의 소호판(5)에 의한 냉각또는 뜨거운 가스의 배출구(101)에서 배출이 유효하게 이루어진다. 이때문에 양광주부의 전위경도(傾度)를 효과적으로 상승시켜서 접점간 아크전압을 다시 증가시킬 수 있는 것이다.

제11(a)도,제11(b)도, 제11(c)도 및 제11(d)도는 각기 본 고안의 다른 실시예를 표시한 것으로서, 제11(b)도, 제11(c)도 및 제11(d)도는 제11(a)도선 b-b측 단면도이고, 제11(b)도는 아크차폐체의 표면을 요구면상(凹球面狀)으로, 제11(e)도는 아크차폐체의 표면을 철(凸)구면상으로, 제11(d)도는 아크차체의 표면을 경사면으로 형성시킴을 특징으로 하는 이것다.

이들의 경우의 효과에 대하여 설명한다.

제11(b)도에서와 같이 아크차폐체(6)(7)의 표면을 요입상으로 형성하였기 때문에 제11(b)도에 표시하는 바와 같이 아크 A를 발생하였을 때에 아크 A를 좁혀주는 힘이 더욱 강력하게 되어 아크주의 단면지름 이 평판상의 아크 차폐체의 경우보다 작게 된다.

따라서 아크 A의 발생순간부터 양, 음극부 및 양광주부의 전위경도를 효과적으로 상승시켜서 접점간의 아크전압을 다시 증가시킬 수 있는 것이다.

또한, 제11(C)도는 아크차폐체 (6)(7)의 표면을 철구면상으로 형성한 것이어서 제11(C)도에 표시한바와 같이 아크 A를 좁혀주는 힘을 특히 고정접점(202) 및 가동접점(302)의 접점근방 즉 양음극점 근방에만 작용되게 하여 아크중앙부의 양광주부에서는 아크 A의 좁혀주는 힘을 약화시키고 있다.

따라서 아크중앙부에 있어 승온된 아크 A의 단열변화를 유효하게 이루어지게 함으로써 아크발생 순간부터 양음극부 및 양광주부의 전위경도를 효과적으로 상승시켜 접점간의 아크전압을 더욱 증가시킬 수 있게 한 것이다.

결국, 아크차폐체 (6)(7)의 표면을 철구면상으로 형성함으로써 아크 A를 좁혀주는 힘에 유효한 것은 고정접점(202) 및 가동접점(302)의 접점근방 뿐이고 아크중앙부에서는 그 힘이 거의 존재하지 않아 양광주부의 전위경도를 효과적으로 상승시킬 수 있는 것이다.

또한 제11(d)도는 아크차폐체 (6)(7)의 표면에 아크 A를 소호판 (5)방향으로 경사지게하여 아크 A를 좁혀주는 힘에 방향성을 부여하여 아크길이, 즉 전류의 유로길이를 길게 한 것이다.

즉 아크발생순간에 는아크길이는 고정접점(202) 및 가동접점(302)의 접점면에 대하여 수직방향으로 성장하지만, 표면이 경사된 아크차폐체 (6)(7)가 만드는 제7도에 표시한 공간 Q에 의하여 아크길이는 아크차폐체 (6)(7)에 수직방향으로 변화한다.

그 결과로 아크길이가 길어져서 접점간의 아크전압을 더욱 증가시킬 수 있는 것이다.

더우기 상기 실시예에서는 아크차폐체 (6)(7)의 표면에 유지시킨 경사는 아크 A를 소호판 (5)의 방향으로 만곡시키는 것이지만, 이 경사는 아크 A를 어느방향으로 만곡시켜도 동일한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

제12(a)도, 제12(b)도는 본 고안의 또다른 실시예로서 아크차폐체의 형상을 접점의 형상과 상사형(相似形)으로 하고 그 중심점을 접점의 중심점과 대략 동일하게 한 것을 특징으로 한 것이다.

다음에 아크차폐체 (6)(7)의 형상을 고정접점(2020 및 가동접점(302)의 형상과 상사형으로 하고 아크차폐체 (6)(7)의 중심점을 고정접점 및 가동접점(302)의 중심점과 대략 동일하게 한 효과를 설명한다.

제12(a)도는 본 고안에 관한 회로차단기에 사용되는 아크차폐에 (6)의 일실시예를 표시한 측면도이고, 제12(b)도는 제12(a)도의 평면도이다.

즉 아크차폐체 (6)(7)의 형상을 고정접점(202) 및 가동접점(302)에 대략 상사한 형상으로 형성하고 아크차폐체 (6)(7)의 중심과 고정접점(202) 및 가동접점 (302)의 중심을 대략 동일하게 하였기 때문에 고정접점 (203)과 가동접점(302) 사이에 발생한 아크 A는 다음 설명과 같이 좁혀지게 된다.

즉 고정접점 (202)과 가동접점 (302)의 근방의 아크 A의 형상은 고정접점 (202)과 가동접점 (302)의 접점형상과 흡사한 단면형상이다.

또한 그 접점근방의 양음극점에서 아크중앙부의 양광주에 이르기까지 접점형상에 상사형의 아크차폐체(6)(7)에 의하여 아크외주에 균등한 압축력을 부여하기 때문에 아크발생순간부터 효율이 좋은 아크 A의 축소작용을 할 수 있는 것이다.

그러므로 아크발생순간부터 양음극부 및 양광주부의 전위경도를 효과적으로 상승시켜 접점간 아크전압을 다시 증가시킬 수 있는 것이다.

더우기, 제12도에 표시한 실시예에서는 고정접점 (202)과 가동접점 (302)및 아크차폐체(6)(7)의 형상을 사다리꼴로 하였으나 원형, 각형, 타원형, 다각형 등의 형상이어도 무방한 것은 물론이다.

제13(a)도, 제13(b)도는 본 고안의 다른 실시예를 표시한 것으로서 고정접점 (202)및 가동접점 (302)의 형상을 각형으로 하고 아크차폐체 (6)(7)의 형상을 원형으로한 효과에 대하여 설명한다.

제13(a)도는 아크차폐체 (6)의 다른 실시예를 표시한 측면도이고, 제13(b)도는 제13(a)도의 평면도이다.

즉 고정접점 (202)및 가동접점 (302) 사이에서 발생한 아크에 A에 있어서, 각형형상의 고정접점 (202)및 가동접점 (302)의 접점근방의 아크 A의 외형형상은 고정접점 (202)및 가동접점 (302)의 접점형상과 흡사한 각형상이다.

그러나, 아크 A가 접점간의 중앙부로 갈수록 아크 A 자신으 핀치효과의 작용으로 아크 A의 단면형장은 원형이 된다.

따라서, 아크차폐체 (6)(7)를 원형형상으로 하면 아크 A의 단면형상이 원형부분에, 환언하면 아크 양광주의 중앙부 외주에 상술한 설명에서와 같이 "축소시키는"힘이 균등하게 작용하여 양광주부의 전위 경도를 효과적으로 상승시켜서 접점간 아크전압을 더욱 증가시킬 수 있는 것이다.

제14(a)도, 제14(q)도 및 제15도는 본 고안의 다른 실시예로서, 고정접점 (202)및 가동접점 (302)의 형상을 원형으로 하고 아크차폐체 (6)(7)의 형상은 각형으로 한 효과에 대하여 설명한다.

제14(a)도는 아크차폐체 (6)의 다른 실시예를 표시한 측면도이고, 제14(b)도는 제 14(a)도의 평면도이다.

즉 고정접점 (202)및 가동접점 (02) 사이에서 발생된 아크 A에 있어서, 원형형상의 고정접점 (202)및 가동접점 (302)의 접점 근방의 아크 A의 외형형상은 접점형상에 흡사한 원형이다. 그러나, 아크 A가 양접점간의 중앙부에 갈수록 각형형상의 아크차폐체 (6)(7)의 외형의 영향이 강하게 나타난다.

즉 전술한 바와 같이 승압되는 공간 Q의 분포는 아크차폐체 (6)(7)의 형상에 대응하는 것이고, 접점간 중앙부의 아크 A의 단면은 제15도에 표시하는 바와 같이 그 압력분포에 따른 단면 형상이 된다.

이와 같이 변형되어진 아크 A에서는 특히 원형접점과 동등한 동심원내에 없는 부분의 아크 A는 아크 A자신의 핀치력이 강하게 작용되어 다시 자기수축하려고 한다.

그 때문에 양광주부의 전위경도를 효과적으로 상승시켜 접점간의 아크전압을 다시 증가시킬 수가 있는 것이다.

제16(a)도, 제16(b)도는 본 고안의 다른 실시예를 표시한 것으로서, 고정접점 (202) 또는 가동접점 (302)의 폭을 소호판 (5) 또는 배출구 (101)에 가까와 질수록 좁아지게 형성시킨 것의 효과를 설명한다.

제16(a)도는 고정접촉자 (2)의 다른 실시예를 표시한 평면도이고, 제16(b)도는 제16(a)도의 측면도이다.

즉, 고정접점 (202)과 가동접점 (302)과의 접점사이에서 발생된 아크 A는 자성재료로 구성된 소호판(5)에 당겨지는 점, 높은 압력을 가진 아크 A의 흐름에 따라 배출구 (101) 방향으로 이동하는 등에 의하여 아크 A의 뿌리는 접점상에서 폭이 보다 좁아져서 이동한다.

따라서 상술한 바와 같은 아크차폐체 (6)(7)의 효과에 첨가되어 더욱 아크전압을 상승시킬 수 있는 것이다.

또한 아크주의 단면형상은 고정접점 (202)및 가동접점 (302)의 형상과 상사형이 되기때문에 아크차폐체 (6)(7)의 형상을 고정접점(202)및 가동접점 (302)의 형상과 상사형으로 함으로써 더욱 효과를 높힐 수 있는 것이다.

더우기 고정접점 (202)및 가동접점 (302)의 근방부의 고정도체(201)및 가동도체 (301)의 표면을 고저항재료로 피복하여 아크 A의 뿌리가 고정도체 (201) 및 가동도체 (301)에 이동되지 않게 하여도 된다.

상술한 바와 같이 본 고안에 의하면 종래의 것에 비하여 매우 높은 한류성능을 가지며 저렴한 가격으로 높은 차단성능이 있으며 재료의 낭비없이 제조가 용이한 회로 차단기를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 접점을 고착한 도체를 보유하고, 상호 전기회로를 개폐하는 한쌍의 접촉자(2)(3),

   이 한쌍의 접촉자(2)(3)의 사이에 형성된 아크를 소정방향으로 구동하는 아크구동수단 및 전기한쌍의 접점의 근방부 표면만을 관통공에서 노출시키고, 그 이외 부분을 그 배후에 음폐하도록 전기도체에 고정된 아크 차폐체 (6)(7)는 도체를 형성하는 재료보다 높은 저항율의 고저항 재료로 구성함을 특징으로한 회로 차단기.

   2. 제1항에 있어서, 아크차폐체 (6)(7)의 중심점을 전기접점의 중심점보다 아크소호판 (5)에서 먼 위치에 설치한 것을 특징으로 한 회로 차단기.

   3. 제1항에 있어서, 아크 차폐체 (6)(7)의 표면을, 접점을 포옹하는 요구면상으로 형성한 것을 특징으로한 회로 차단기.

   4. 제1항에 있어서, 아크차폐체 (6)(7)의 표면을 철구면상으로 형성한 것을 특징으로 한 회로 차단기.

   5. 제1항에 있어서, 아크차폐체 (6)(7)의 표면을 경사면으로 형성함을 특징으로 한 회로 차단기.

   6. 제1항에 있어서, 접점의 형상과 상사(相似)한 형상의 아크차폐체 (6)(7)의 중심점을 전기접점의 중심점과 대략 동일점으로 함을 특징으로 한 회로 차단기.

   7. 제1항에 있어서, 접촉자의 각 형형상의 한쌍의 접점 및 원형형상의 아크차폐체 (6)(7)를 구비함을 특징으로 한 회로 차단기.

   8. 제1항에 있어서, 원형형상의 한쌍의 접점 및 각형형상의 아크차폐체 (6)(7)를 구비함을 특징으로 한 회로 차단기.

   9. 제1항에 있어서, 한쌍의 접점의 폭을 아크소호판 (5) 또는 아크배출구 (101)에 가까와 질수록 좁아지게 형성시킴을 특징으로 한 회로 차단기.