KR880000702B1 - 회로 차단기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

회로 차단기

제1(a)도 내지 제1(d)도는 종래의 회로 차단기를 표시하는 구성도.

제2도는 종래의 회로 차단기에 있어서의 전류대 동작시간의 특성을 표시하는 특성도.

제3(a)도 내지 제3(d)도는 본 발명에 의한 회로 차단기의 실시예를 나타내는 구성도.

제3(e)도 내지 제3(i)도는 본 발명에 의한 회로 차단기의 실시예에 대한 전기적 등기회로도.

제4도는 제3도에 대한 일부 상세도.

제5도는 선택차단을 가능케하는 전류대 동작시간의 특성을 표시하는 특성도.

제6도는 제3도에 대한 한류전류의 양상을 설명하기 위한 파형도.

제7(a)도 내지 제7(c)도는 한류차단 및 선택 차단을 설명하기 위한 회로도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

51 : 절연 케이스 52 : 차단부(차단기 본체부)

53 : 한류부(한류 차단부) 54 : 부하측 구출(口出) 단자

55 : 전원측 구출 단자 56 : 제1의 한류부 고정도체

57 : 한류부 고정접점 58 : 저항

59 : 지지도체 60 : 한류부 가동아암

61 : 회동축 62 : 제2의 한류부 고정도체

63 : 스프링 64 : 가동철심

65 : 한류부 가동접점 66 : 고정철심

67 : 도체 68 : 과전류 인입 장치

69 : 가동도체 70 : 차단부 가동 이암

71 : 차단부 가동 접점 72 : 차단부 고정도체

73 : 차단부 고정접점 74 : 핸들

75 : 핀 76, 77 : 배기공

78 : 절연판

본 발명은 저압회로 보호에 사용하여, 한류차단 및 선택차단을 가능케한 회로차단기에 관한다.

종래 저압회로 보호용으로서 제1(a)도 내지 제1(d)도에 표시하는 바와같은 회로차단기가 사용되고 있다. 제1(a)도는 폐로상태를 표시하는 것으로서, 이 회로 차단기의 전류 통로는 차단기 본체부(이하, 차단부라 칭한다). (1)과 한류차단부(이하, 한류부라 칭한다). (2)로서, 상호 직렬회로로 되어 있고, 그리고 한류부의 한류부 고정도체(3)과 한류부 가동 아암(4)는 평행도체를 이루고, 대전류의 통전에 수반하는 전자 반발력에 유효하게 움직이도록 구성되어 있다. 이와같은 회로 차단기에 있어서, 단락사고 등에 의해, 대전류가 흐르면 한류부(2)에 있어서의 한류부 고정도체(3)과 한류부 가동 아암(4)로 되는 평행도체에는 상호 역방향의 단락전류가 흐르기 때문에 전자반발력이 발생하고, 한류부 고정접점(5)와 한류부 가동접점(6)(이하 한류부 접점(5, 6)이라 칭한다)은 제1(b)도에 표시하는 바와 같이 분리된다. 이때, 한류부접점(5), (6) 사이에 아아크가 발생하고 이 아아크 저항에 의해서 단락전류는 한류를 시작한다.

또한 이와 동시에 차단부(1)에서는 제1의 차단 고정도체(7)에 흐르는 단락전류에 의해 제2도에 표시하는 특성 A1과 같이 순서 잡아빼는 전류-동작시간 특성을 보유한 과전류 잡아빼기 장치(8)도 순서에 힘이 가해져서 잡아빼기 동작을 시작한다. 이 경우 도시하지 않은 잡아빼기 기구부에 약간의 기계적 시간 지체가 있기 때문에 제1(b)도에 표시하는 바와 같이 차단부(1)으 차단부 고정접점(9)와 차단 가동 접점(10) (이하 차단부 접점(9), (10)이라 약칭한다)은 과도적으로 폐로 상태를 유지한다. 그러나 즉시 제1(c)도에 표시하는 바와 같이 차단부(1)의 차단부 접점(9, 10)은 개로상태로 된다. 이때 회로 차단기는 차단이 완료되고 전류는 소멸하므로 한류부(2)에 있어서의 전자 반발력은 소멸하고 따라서 기로하고 있던 한류부접점(5), (6)은 제1(d)도에 표시하는 바와같이 스프링(11)에 의해 복귀되고 재차 폐로상태로 된다.

또한 도면에서 (12)는 절연 케이스(13)은 부하측 구출단자, (14)는 전원측 구출단자, (15)는 제1의 차단부 고정도체(7)에 거꾸로 세워서 설치되어 한류부 가동아암(4)을 지지하는 지지도체(16)은 한류부 가동아암(4)의 회동 중심을 이루는 회동축, (17)은 부하측 구출단자, (13)이 단부에 설치된 제2의 차단부 고정도체, (18)은 단부에 차단부 가동접점(10)이 설치된 차단부 가동아암, (19)은 제1의 차단부 고정도체(7)과 차단부 가동 아암(18)과를 전기적으로 접속하는 가동도체, (20)은 차단부(1)에 있어서의 온-오프 수동조작용의 핸들이다.

그런데, 이와같은 회로차단기에 있어서는 아아크저항에 의한 한류차단이 행새지므로 차단용량을 크게할 수 있고, 또한 회로에 부여되는 열적, 전자적 충격이 작아진다는 이점이 있으나, 단락전류가 커지기 전에 속히 접점을 개방하여 한류하는 방식이므로 회로를 순시에 차단하지 않으면 안된다. 따라서, 상위측과 하위측의 2개의 회로 차단기가 설치된 저압회로에서는 제2도에 표시하는 특성 B1을 가진 하위측의 회로차단기 측, 즉 부하축에서 단락사고가 발생한 경우, 제2도의 특성 A1을 가진 상위측의 회로차단기는 제2도에 표시하느 바와같이 특성 A1과 특성 B1과는 교차하고 있으므로 양 차단기는 동시에 차단 동작을 개시하고 만다. 즉 상위 차단기도 차단하기 때문에 정전범위의 확대를 초래하여, 소위선택 차단이 되지 않는다는 결점이 있다.

상술한 바와같이 한류부(2)에 의해서 한류차단을 행하면 차단용량의 증대화는 도모되나, 선택차단은 행해질 수 없으며, 일반적으로 이들을 동시에 만족하는 것은 곤란하였다.

본 발명은 상기 사정에 의거하여 행하여진 것으로서 한류차단 및 선택차단이 가능한 회로 차단기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명에 의한 회로 차단기는 상기목적을 달성하기 위하여 아래와 같이 구성한 것을 특징으로 하고 있다. 즉 단한시형(短限時形)의 과전류 잡아빼기 장치를 보유한 차단기 본체부와 대전류가 흐른 경우에 전자반발력을 발생시키는 평형도체를 구비하고, 상기 전자 반발력에 의해, 접점을 분리동작시키도록한 한류차단부를 직력 접속하고, 상기 한류차단부에 있어서의 통상시의 통전경로를 형성하는 도체에 전자석을 장착하고 이 전자석이 여자되면 상기 접점의 분리 동작을 조장하도록 구성한 것을 특징으로 하고 있다.

이한 본 발명의 - 실시예를 도면을 참조하여서 설명한다.

제3(a)도 내지 제3(i)도는 본 발명에 의한 회로차단기의 - 실시예를 표시하는 것으로서, 제3(a)도, 제3(b)도, 제3(c)도, 제3(d)도는 구성도, 제3(e)도, 제3(f)도, 제3(g)도, 제3(h)도, 제3(i)도는 전기적인 등가회로이다. 또한 제3(a)도, 제3(e)도는 폐로상태를 표시하고 있다.

제3(a)도에 있어서, (51)은 절연케이스로 이의 내부에서는 차단기 본체부(이하 차단부로 칭한다)(52)와 한류 차단부(이하 한류부라 칭한다)(53)이 구성되어 있다. 또, 절연케이스(51)의 차단부(52)측으로부터는 부하측 구출단자(54)가 도출되고, 한류부(53)으로부터는 전원측 구출단자(55)가 도출되고 있다. 한류부(53)에 있어서, 전원측 구출단자(55)가 그 일단부에 형성된 제1의 한류부 고정도체(56)은 중간부위에 한류부 고정접점(57)이 설치되고, 타단부에는 한류용의 저항(58)의 일단이 접속되어 있다. 절연케이스(51)에 거꾸로 세워서 설치된 지지도체(59)의 중간부위에는 한류부 가동 아암(60)의 중간부위가 회동축(61)에 의해서 회동가능케 부착되어 있다.

여기서 회동축(61)은 한류부 가동 아암(60)의 회동중심을 이루고 있다.

한편 지지도체(59)의 일단부에는 후술하는 차단부 고정도체가 지지 접속되고 또한 이 지지도체(59)의 타단에는 제2의 한류부 고정도체(62)의 일단이 접속되고 있다. 한류부 가동 아암(60)의 일단에는 한류부 가동접점(65)가 설치되고, 회동축(61)의 반대측의 타단에는 핀(75)에 의해서, 가동철심(64)가 부착되어 있다. 또, 상기 제1의 한류부 고정도체(56)에는 고정철심(66)이 상기 가동철심(64)와 대응하여서 설치되어 가동철심(64)와 고정철심(66)의 사이에는 스프링(63)이 장착되어 있다. 이 가동철심(64)와 고정철심(66)은 1개의 전자석부를 구성하고, 제1의 한류부 고정도체(56)에 흐르는 전류에 의해서 여자되도록 되어 있다. 이 전자석부의 상세한 것을 제4도에 표시한다. 제4도에 있어서 고정철심(66)은 거의 U자형상을 이루고 그 속을 제1의 한류부 고정도체(56)이 통하며 절연판(78)에 의해서 절연된 스프링(63)이 장착되어 있다. 상기 스프링(63)은 한류부 가동 아암(60)을 회동축(61)을 중심으로 하여서 시계방향으로 회동하도록 작용하고 한류부 접점(57)(65)의 폐로시에 있어서의 접촉 압력을 발생시키면 동시에 전자속부의 복귀 스프링 기능도 겸하고 있다. 또한 제2의 한류부 고정도체(62)의 타단에는 상기 저항(58)의 타단이 접속되어 있다. 또, 한류부(53)에 있어서의 한류부 접점(57)(65)에 대향하는 절연 케이스(51)에는 차단시의 까스를 방출하기 위한 배기공(77)이 설치되어 있다. 다음에 차단부(52)에 대하여 기술한다. 차단부(52)에 있어서, 부하측 구출단자(54)의 일단에는 과전류 잡아빼기 장치(68)이 도체(67)을 개재하여서 접속되고 있다. 이 과전류 잡아빼기 장치(68)은 순서 잡아빼는 특성을 갖지않고 단락 전류가 흘렀을 경우, 사이클의 시간 지체로써, 동작하도록 제5도에 표시하는 특성A2와 같은 단락시 잡아빼기 특성을 가지도록 한 것이다. 또 과전류 잡아빼기 장치(68)의 타단에는 가동도체(69)의 일단이 접속되고, 또한 이 가동도체(69)의 타단은 회동 가능케 설치된 차단부 가동 아암(70)이 접속되어 있다. 그리고 이 차단부 가동 아암(70)의 회동중심에 대하여서 반대측의 단부에는 차단부 가동접점(71)이 설치되어 있다.

또, 지지도체(59)의 기저부측에 부착 접속된 차단부 고정도체(72)에는 상기 차단부 가동접점(71)과 대응하여서, 차단부 고정접점(73)이 설치되었다. 또한 도면의 (74)는 조작용의 핸들이다. 또, 차단부(52)의 절연케이스(51)에는 차단시의 까스를 방출하는 배기공(76)이 설치되어 있다.

다음에 제3(a)도, 제3(e)도를 참조하여서 이 회로 차단기의 통전로에 대하여서 기술한다. 제3(a)도, 제3(e)도에 있어서 전원측 구출단자(55)에서 제1의 한류부 고정도체(56)을 경유하여서, 한류부 고정접점(57) 및 한류부 가동접점(65)(이하 이들을 한류부 접점(57)(65)라 칭한다) 한류부 가동 아암(60)을 통하고, 회동축(61)을 통해서 지지도체(59)에서 차단부 고정도체(72)에 이른다. 또한, 차단부 고정도체(72)에서 차단부 고정접점(73) 차단부 가동접점(71)(이하 이들을 차단부 접점 (71), (73)이라 칭한다)을 경유하여서 가동접점 아암(70), 가동도체(69)과 전류 잡아빼기 장치(68), 도체(67)을 통해서 부하측 단자(54)에 이른다.

다음에 상술과 같이 구성된 회로차단기의 동작에 대하여 설명한다. 지금 부하측에 단락사고가 발생하고, 제6도에서 표시하는 단락전류 i1이 흘렀다고 하면 초기시에 있어서는 제3(a)도, 제3(e)도에 표시하는 바와같이 차단부 접점(71), (73) 및 한류부 접점(57), (65)는 폐로상태에서도 통전로는 형성되고 있다. 다음에 제3(b)도 제3(f)도에 표시하는 바와같이 제1의 한류부 고정도체(56)과 한류부 가동 아암(60)은 평행도체를 형성하고, 또한 상호 역방향으로 전류가 흐르기 때문에 이 평행부 접점(57), (65)는 분리동작을 시작한다. 동시에 제1의 한류부 고정도체(56)에 흐르는 전류에 의해서, 고정철심(66) 및 가동철심(64)로 구성되는 전자석부가 여자되므로 가동철심(64)는 스프링(63)의 반항력에 이겨내서 흡인되기 시작한다.

이 경우 전자반발력도 전자석에 의한 흡인력도 한류부 가동아암(60)을 회동축(61)을 중심으로 하여서 반시계방향으로 회동시키는 힘으로 되어, 이 양자의 힘이 상승되어 한류부 가동 아암(60)은 회동축(61)을 중심으로 하여서 급속히 반시계방향으로 회동하고 한류부접점(57), (65)를 급속히 분리시킨다. 또한 한류부 가동아암(60)은 회동축(61)을 중심으로 하여서 그 양단에 각기 한류부 가동접점(65)과 가동 철심(64)를 가지고 있으며, 또한 한류부 가동 아암(60)의 회전 모오멘트가 최소로 되도록 회동축(61)의 한류부 가동 아암(60)의 거의 중심위치에 부착되어 있으므로, 제1도에 표시하는 회로 차단기 보다도 그 분리속도는 현저히 빨라진다. 이와같이 한류부 접점(57), (65)가 급속히 분리함과 동시에 단락 전류에 의해서 강력히 가동철심(64)가 고정철심(66)에 흡인되어서, 유지된다. 즉 한류부 접점(57), (65)는 개로 위치를 유지한다. 따라서 이 개로동작 과정에서 한류부 접점(57), (65)의 사이에 아아크가 발생하고 아아크 전압이 보다 급격히 상승하고 이 아아크 전압에 의해 단락전류는 제6도에 표시하는 바와같이 i1에서 i2로 한류되기 시작한다. 또 한류부 접점(57), (56)간의 아아크 발생에 의한 아아크 저항에 의해 단락전류는 한류부 접점(57), (67)에 대하여서, 병렬회로를 구성하는 저항(58)으로 흐름이 이동되기 시작한다.

다음에 한류부 접점(57), (65)가 완전히 개로하고 저항(58)으로의 흐름이 완전히 완료하면 제3(b)도, 제3(g)도에 표시하는 바와같이 한류부 접점(57), (65)간의 아아크는 소멸한다. 그 후도 단락전류는 저항(58)에 의해서 한류되고 그 한류된 전류는 계속 흐르고, 이 전류가 계속 흐르는 사이에서는 가동철심(64)는 고정철심(66)에 흡인된 상태를 계속 유지한다. 그리고 이 전류는 저항(58)에 의해서 한정되어서 제6도에 표시하는 바와같이 전류 i3로 되어 이 전류완료까지에 요하는 시간은 시간 t로 된다. 또한 한류부 접점(57), (65) 사이에 발생하는 아아크는 그 근방의 금속부를 용해시키는 등의 영향을 주나, 가동철심(64), 고정철심(66), 스프링(63)은 한류부 접점(57), (65)는 지지동체(59)를 개재하여서, 그 반대측으로 설치하고 있으므로 아아크에 의해 손상을 받는 일은 없다. 또 이 차단과정에서 발생하는 아아크 까스는 배기공(77)을 통하여서, 대기중에 방출된다.

그후 차단부 접점(71),(73)은 제5도에 표시하는 특성 A2와 같은 단한시(短限時) 잡아빼기 특성을 가진 과전류 잡아빼기 장치(68)에 의해 어떤 시간 지체됨으로써, 제3(c), 제3(h)도에 표시하는 바와같이 아아크를 발생하여서 분리하고, 단락전류는 또다시 감소를 시작한다. 이 때문에 한류부(53)의 고정철심(66)의 흡인력도 감소되기 시작하고, 또한 스프링(63)의 효과에 의해 한류부 접점(57), (65)는 닫힘 동작으로 이행된다. 그리하여 차단부 접점(71), (73)에 의해서 차단이 완료되고 전류가 영으로 되면 고정철심(66)은 여자가 해제되어, 제3(d)도, 제3(c)도에 표시하는 바와같이 한류부 접점(57), (65)는 닫히고, 차단부 접점(71)(73)은 개리를 완료하고 차단이 완전히 완료한다. 이 차단부(52)의 차단과정에서 발생한 아아크 까스는 배기공 (76)으로부터 대기중에 방출된다.

다음에 이 회로 차단기를 사용한 한류선택차단에 대하여서 제7도를 참조하여서 설명한다. 제7도에 있어 제5도에 있어서의 특성 A2 즉, 단한시에 잡아빼기 특성을 가진 상위측의 회로 차단기 α와 제5도에 있어서의 특성 B2 즉 순시잡아빼기 특성을 가진 하위측의 일반 범용의 회로 차단기 β가 접속된 저압회로에 있어, 하위측의 회로 차단기 β의 부하측에 단락사고가 발생하였다고 한다. 이 경우 제7(a)도의 회로 차단기 α, β가 폐로 상태에서, 우선 제7(b)도에 표시하는 상태로 된다. 즉 하위측의 회로 차단기 β는 순시 잡아빼기 동작에 의해 순간에 접점을 열고 단락전류를 한류하기 시작한다. 이때 하위측 차단기 β와 상위측 차단기 α의 한류부의 양자로서, 아아크 에너지를 분담하며 하위측 차단기 β는 상위측 차단기 α에 의해 한류된 전류를 차단하는 것으로 되므로 하위측 차단기 β의 차단책무는 대폭으로 경감된다. 다음에 상위측 차단기 α의 단한시 잡아빼기장치(68)이 동작하기전에 하위측 차단기 β의 차단이 완료하고, 전류가 영으로 되면 이미 설명한 바와같이 한류부 접점(57), (65)가 다시 폐로상태로 되고, 제7(c)도와 같은 상태로 된다. 따라서, 건전한 분기회로에의 급전이 지속된다.

또한, 상위측의 회로차단기 α와 하위측의 회로차단기 β와의 사이에서 단락사고가 발생하였을 경우는 이미 제3도에서 설명한 바와같이 단한시 잡아빼기 특성을 가지는 과전류 잡아빼기 장치(68)에 의해서 차단부접점(71, 73)이 열기회로를 차단한다.

이상 기술한 바와같이 본실시예에서는 한류차단과 선택차단의 양자가 동시에 가능하므로 경제적인 회로보호시스템으로 사용할 수 있을뿐 아니라 사고 범위를 최소한으로 한정할 수 있다. 전자반발력으로 분리되는 한류부 가동 아암(60)을 단락발생과 동시에 단락 전류에 의해서 여자되는 전자석부로서 분리 동작을 조장함과 동시에 분리후는 그 위치를 확실히 유지하므로 저항(58)으로의 흐름 이동이 양호하게 행해진다. 또한 한류부접점(57), (65)의 분리동작시에 있어서의 회전 모멘트가 최소토록 한류부 가동아암(60)에 전자석부를 구성하였으므로 상기전자석부의 강력한 접점 분리조장 작용으로 초고속 접점 분리동작이 얻어지고, 아아크 전압의 상승도 극히 빨리 우수한 한류작용을 얻을 수가 있다. 또 한류부 접점(57), (65)에 접촉 압력을 주는 스프링(63)을 아아크의 발생하는 위치에 대하여서 반대측에 설치하였으므로 차단시의 아아크에 의해 스프링(63)이 손상을 받는일이 없다. 또 차단시의 아아크 까스는 전부 대기중에 방출하도록 하였으므로 절연케이스(51)내에서 상호간 단락되는 일은 없다.

이상에서 기술한 바와같이 본 발명에 의하면 단한시형의 과전류 잡아빼기 장치를 가진 차단기 본체와 대전류가 흐른 경우에 전자 반발력을 발생사키는 평행도체를 구비하고 상기 전자반발력에 의해 접점을 분리동작시키도록 하고, 상기 한류차단부에 있어서의 통상시의 통전경로를 형성하는 도체에 전자석을 장착하고 이 전자석이 여자되면 상기 접점의 분리동작을 조장하도록 구성하였으므로 한류 차단 및 선택차단이 가능함과 동시에 상기 접점의 분리동작의 조장에 수반하여 한류차단 성능이 극히 향상된 회로차단기가 제공된다.

Claims (2)

1. 부하측 구출 단자를 보유하고 대전류가 흐른 경우에 예정시간을 제체하므로써 잡아빼기 동작을 시행하는 단한시형의 과전류 잡아빼기 장치와, 이것에 의하여 작동하는 회로 차단부를 갖는 차단기 본체부와 전원측 구출 단자가 설치되고, 또한 한류차단부 고정 접점이 설치된 한류 차단부 고정도체와 상기 차단기 본체부와와 정기적으로 접속되고 또한 상기 한류차단부 고정 접점에 대응되는 한류차단부 가동 접점이 설치되고 또한 이 한류차단부 가동접점과 고정접점이 폐로상태에서는 상기 한류차단부 고정도체에 대하여 반대방향으로 통전로가 형성되도록 상기 한류차단부 고정도체와 함께 평행도체를 형성하는 회동 가능한 한류차단부 가동접촉자로 구성되는 회로차단기에 있어서, 상기 한류차단부 고정접점(57)과 전원측 구출단자(55)의 중간 위치에 상기 한류차단부 고정도체(56)을 경유하여 설치하는 고정철심(66)과 ; 이 고정철심(66)과 대응하여 전자석부를 구성하는 것으로서, 상기한류차단부 가동 접촉자(60)의 회동축(61)에 대하여 가동접접(65)과는 반대의 위치에 설치되고 또한 상기 한류차단부 고정도체(56)에 대전류가 흐르고 상기 고정 철심(66)이 여자될때 상기 한류차단부 고정접점(57) 및 상기 한류차단부 가동접점(65)를 개로시키도록 흡인동작하는 가동철심(64)과 ; 상기 한류차단부 고정도체(56)를 연이어 설치하여 상기 한류차단부 고정접점(57)과 상기 한류차단부 가동접점(65)에 병렬로 접속설치되고 상기 두 접점이 분리되어도 환류된 전류에 의하여 상기 전자석을 흡인유지하는 한류용지항(58)을 구비하는 것을 특징으로하는 회로차단기.
2. 제1항에 있어서, 상기 전류차단부 가동접촉자(60)는 그 회동축(61)을 이 한류차단부 가동 접촉자(60)의 대략 중심위치에 설치한것을 특징으로 하는 회로차단기.

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