KR880000760Y1 - 전력개폐장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전력개폐장치

제1도는 종래의 전력개폐장치를 표시한 단면도.

제2도는 제1도의 측면도.

제3도는 제1도의 평면도.

제4도는 제1도의 탈이온 그리드의 사시도.

제5도는 종래의 전력개폐장치의 소호실부분과 아아크의 동태를 표시한 설명도.

제6도는 본 고안의 일실시예를 표시한 구조도.

제7도는 본 고안에 의한 전력개폐장치의 소호실부분과 아아크의 동태를 표시한 설명도.

제8도-제21도는 각기 본 고안의 다접 실시예를 표시한 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 설치대 2 : 베이스

4 : 고정철심 5 : 조작코일

6 : 판스프링 7 : 가동철심

8 : 크로스바 10 : 트리프스프링

11 : 가동접촉자 11 : 가동접점

13 : 고정접촉자 13 : 고정접점

13 : 아아크런너 15 : 단자

19 : 아아크박스 21 : 대아이온그리드

22 : 전류(轉流)전극

본 고안은 전기회로를 개폐하는 전력개폐장치에 관한 것이다. 제1도-제4도는 종래 전력개폐장치의 일예를 표시한 것이다. 이를 도면에 있어서 1은 금속제강판으로 형성된 설치대로서, 이 설치대(1)에는 전력개폐장치본체를 설치할때 사용되는 복수의 설치공(1a)이 천공되어 있다.

2는 절연재료로 형성된 베이스로서, 설치대(1)와 나사(3)에 의하여 고정되어 있다.

4는 규소강판이 적층된 고정철심으로서, 이 고정철심(4)에는 조각코일(5)이 장착되며 설치대(1)와의 간극에는 완충재로써 판스프링(6)이 설치되어 있다. 7은 상기 고정철심(4)과 대향되게 설치된 가동철심으로서 조작코일(5)에 통전되면 고정철심(4)에 흡착되도록 구성 되어 있다.

8은 절연재료로 형성된 크로스바로서, 핀(9)을 통하여 가동철심(7)과 연결되어 있다.

10은 이 크로스바(8)와 설치대(1)와의 사이에 설치된 트리프스프링으로서 평상시에는 이 전력개폐장치의 주회로가 개로되도록 크로스바(8)를 밀어올리고 있다.

11은 가동접점(11a)을 구비한 가동접촉자로서 상기 크로스바(8)에 천공된 지지공(8a)에 설치되어 가압스프링(12)에 의하여 가압되고 있다.

13은 가동접촉자(11), 가동접점(11a)과 대향하는 고정접점(13a)을 구비한 고정접촉자로서, 고정접촉자(13)는 나사(14)에 의하여 단자(15)에 고정되어 있음과 동시에 전술한 단자(15)는 베이스(2)에 나사(16)(17)에 의하여 고정되어 있다. (13b)은 아아크런너로서 고정접촉자(13)와 전기적으로 접속되어 있으나 고정접촉자(13)와 일체화되어도 무방하다. 18은 주회로전선과 접속되는 단자나사로서, 단자(15)에 끼운다. 19는 절연재료로 형성된 아아크박스로서, 나사(20)에 의하여 베이스(2)에 고정되어 있다.

아아크박스(19)는 아아크가스를 외부로 방출하기위한 구멍(19a)과 천정부(19b)와 측판(19c)으로 구성되어있다. 21은 제4도와 같은 형상의 자성체로 제작된 탈이온그리드, (22)는 전류(轉流)전극으로서 아아크박스(19)의 천정부(19b)에 고정되어 있다. 고정접점(13a)과 가동접점(11a)은 소호실의 내부공간에 형성되어 있다.

다음은 이 전력개폐장치의 개폐동작에 대하여서 설명한다. 제1도에 표시한 바와 같이 주회로가 개로되어 있는 상태에 있어서는 조작코일(5)에 전압을 인가하면 고정철심(4)과 가동철심(7)과의 사이에 자속이 발생하여 트리프스프링(10)의 탄력에 대항하여 가동철심(7)이 고정철심(4)에 흡착된다. 이때 가동철심(7)과 연결된 크로스바(8)도 동일하게 동작하여 가동접촉자(11)의 가동접점(11a)이 고정접촉자(13)의 고정접점(13a)과 접촉함과 동시에 가압스프링(12)에 의하여 소정의 가압력이 가하여져서 주회로가 폐로된다.

이어서 상기 조작코일(5)을 소자(消磁)하면 트리프스프링(10)의 탄력에 의하여 가동철심(7)이 고정철심(4)에서 개리이동되고, 크로스바(8)도 가동철심(7)과 연동하여 이동한다. 따라서 크로스바(8)가 제1도에 표시한 상태로 복귀함과 동시에 가동접촉자(11)의 가동접점(11a)과 고정접촉자(13)의 고정접점(13a)이 개리한다.

이개리하는 경우에 가동접점(11a)과 고정접점(13a)간에는 제1도에서 A로 표시한 부분에 아아크가 발생한다. 아아크가 발생하여 전류가 차단될 때까지의 아아크의 동태를 제5도에 표시하는바, 제1도에서 소호실(B)은 좌우대칭이므로 한쪽만을 제5도에 표시하였다. 제5(a)도는 고정접점(13a)과 가동접점(11a)이 폐로된 상태를 표시한다.

조작코일(5)에 통전상태에서 고정접점(13a)과 가동접점(11a)을 개리시키면 고정접점(13a)과 가동접점(11a)간에는 제5(b)도에 표시한 바와 같이 아아크(23)가 발생한다. 접점 개리거리는 일정거리까지 시간의 경과와 더불어 커지게 된다. 이 아아크(23)는 가동접촉자(11)나 고정접촉자(13)에 흐르는 전류와 탈이온그리드(21)에 의하여 제5(c)도와 같이 구동신장되어 아아크(23)의 일단은 제5(d)도에 표시하는 바와같이 고정접점(13a)의 표면에서 아아크런너(13b)에 전이된다.

이어서 제5(d)도에 표시하는 아아크(23)의 돌단부와 아아크런너(13b)의 B표시부분과의 사이에서 절연파괴가 발생되어 아아크(23)의 일단은 제5(e)도에 표시한 아아크런너(13b)의 B표시부분에 전이하여 제5(f)도에 표시하는 바와 같이 아아크(23)의 다른 일단이 가동접점(11a)에서 전류전극(22)에 전이함과 동시에 아아크(23)가 탈이온그리드(21)사이에 흡인되어서 소호된다.

이 소호에 의하여 전류의차단동작이 완료된다. 이와 같은 전력개폐장치에 있어서는 전류전극(22)의 위치가 가동접첨(11)의 이면측에 있기 때문에 아아크(23)의 일단이 가동접점(11a)에서 전류전극(22)에 전이하기 까지 긴시간을 필요로 한다.

따라서 고가인 가동접점(11a)의 소모가 많아지는 결점이 있다.

본 고안은 가동접점의 소모를 감소시키는 것을 목적으로 한 것이다. 본 고안의 전력개폐장치는 전류전극의 배치가 상이한점을 제의하면 제1도-제4도의 것과 동일하다.

본 고안의 전력개폐장치에 있어서는 전류전극(22)의 돌출단(22a)의 위치는 접점 개리거리가 한정치를 초과하면 제6(f)도에 표시한 바와 같이 Y₁{전류전극(22)의 돌출단(22a)과 아아크런너(13b)간의 최단거리}가 X₁{가동접점(11a)과 아아크 런너(13b)의 최단거리}보다 작아지게 설정되어 있다.

본 고안에 의한 전력개폐장치에 있어 아아크의 동태를 제6도에 의하여 설명한다.

제6(a)도는 고정접점(13a)과 가동접점(11a)이 폐로된 상태를 표시한다.

조작코일(5)의 통전상태에서 고정접점(13a)과 가동접점(11a)을 개로시키면 고정접점(13a)과 가동접점(11a)간에는 제6(b)도에 표시한바와 같이 아아크(23)가 발생한다. 접점개리거리는 시간이 경과와 더불어 소정의 크기까지 커진다. 이 아아크(23)는 가동접촉자(11)나 고정접촉자(13)에 흐르는 전류와 자성을 보유하는 전류전극(22)과 탈이온 그리드(21)에 의하여 제6(c)도와 같이 구동, 신장된다.

가동접점(11a)이 가동함에 따라 X₁가 Y₁보다 커지면 제6(d)도와 같이 아아크(23)의 일단은 가동접점(11a)에서 전류전극(22)의 돌출단부(22a)에 전이한다.

아아크(23)는 고정접촉자(13), 아아크런너(13a), 전류전극(22)을 흐르는 전류와 탈이온 그리드(21)에 의하여 제6(e)도와 같이 구동, 신장되어 아아크(23)가 제6(f)도와 같이 탈이온그리드(22)에 인입되어 전류가 차단된다.

이와 같이 본 고안에 의한 전력개폐장치에 있어서는 가동전극의 개리시점에서 전류전극(22)의 돌출단부(22a)의 위치를 제6(f)도에서 Y₁가 X₁보다 작아지게 설정하고 있기 때문에 아아크(23)의 일단이 가동접점(11a)에 고착하고 있는 시간이 짧아지기 때문에 고가인 접점소모를 절감할 수 있는 것이다.

가동접촉자(11)는 열불량도체로 포위되어있기 때문에 짧은 시간간격으로 부하전류의 개폐를 반복하면 아아크(23)에 의하여 가열되어 현저하게 고온으로되어 크로스바(8)에 열적인 손상을 주어 크로스바(8)가 절손되기 쉽지만 본 고안을 적용하면 아아크(23)의 일단이 가동접점(11a)에 고착하고 있는 시간이 짧기때문에 크로스바(8)의 열적인 손상을 방지할수 있는 것이다. 상기 설명은 제6(f)도에서 X₁와 Y₁의 관계가 Y₁<X₁의 경우에 관한 것이지만, 제6(f)도에 있어서 즉, 아아크런너(13b)와 가동접촉자의 이면(가동접점이 접합되지 않는 측의면)간의 거리와 Y₁의 관계가 Y₁<X₀의 경우에도 같은 효과가 얻어진다.

단, 이경우 가동접점상의 아아크(23)의 뿌리는 가동접촉자(11)의 선단부(11b)를 경유하여 전류전극(22)에 전이된다. 제6도의 실시예에서는 L자형의 아아크런너(13b)가 고정 접촉자(13)의 선단부에서 접합되고 있으나 제7도와 같이 아아크런너(13)는 L자형이 아니더라도 같은 효과를 얻을 수 있다. 또한 제8도와 같이 아아크런너(13b)를 2분할하여 한쪽을 고정접촉자(13)의 선단부가 아닌 부분에 접속한 것에서도 같은 효과가 얻어진다.

상기 실시예는 본 고안을 마그넷트에 의하여 개폐동작하는전력개폐장치 즉, 전자접촉기에 대하여 적용한 것이지만, 기타 배선용 차단기와 같은 전력개폐장치에도 적용할 수 있는 것이다.

그 경우의 예를 제9도에서 소호실 B부근을 표시한다. 제9(a)도는 고정접점(13a)과 가동접점(11a)이 접촉되어 있는 상태를 표시한다. 가동접촉자(11)는 회전축(24)을 중심으로 도시되지 않은 조작기구에 의하여 회전되어 고정접점(13a)과 가동접점(11a)이 개리한다. 이 개리된 상태를 제9(b)도에 표시한다. 가동접촉자(11)와 전류전극(22)은 연선(撚線)(25)(26)에 의하여 전기적으로 접속되어 있다. 아아크(23)가 가동접점(11a)의 표면에 고착되어 있는 시간이 짧기때문에 가동접점(11a)의 소모가 적게되는 효과를 얻을수있는 것이다. 또한 아아크(23)가 고정접촉자(13)와 전류전극(22)에 흐르는 전류에 의하여 구동되어 탈이온그리드(21)사이에 급속히 인입되므로 아아크시간이 단축되어 아아크에너지가 저감되므로 대전류의 차단이 가능한 효과도 얻어진다.

본 고안에 의한 다른 실시예에 있어, M는 전류전극(22)의 중공부, N는 전류전극(22)의 평면부로서 탈이온 그리드에 대향하도록 구성되어 있다. 전류전극의 형상을 제10도에 표시한다. 제10도는 전류전극의 반을 표시한 것이지만 좌우 대칭이어서 나머지 반도 같은 형상을 하고 있다.

제10도와 같이 가동접촉자(11)가 전류전극(22)의 절개부(M)내에 진입하도록 구성되어 있다.

즉, 양접점의 개리거리가 최대로 되었을때 양접점사이에 전류전극이 위치하도록 구성되어 있다. 이 실시예에 의한 전력개폐장치에 있어 아아크의 동태를 제11도에 따라 설명한다. 제11도(2)는 고정접점(13a)과 가동접점(11a)이 폐로된 상태를 표시한 것이다.

조작코일(5)이 통전상태에서 고정접점(13a)과 가동접점(11a)을 개로하면, 고정접점(13a)과 가동접점(11a)간에는 제11(b)도에 표시한 바와 같이 아아크(23)가 발생한다. 이 아아크(23)는 가동접촉자(11)와 고정접촉자(13)를 흐르는 전류가 구성하는 자계로 구동된다.

접점 개리거리는 시간경과와 더불어 소정의 크기까지 커지게 된다. 접점 개리거리가 고정접점(13a)과 전류전극(22)과 아아크 런너사이의 최단거리보다 커지게되면 아아크(23)의 일단은 제11(c)도에 표시한 바와 같이 가동접점(11a)에서 전류전극(22)에 전이한다.

전류전극(22)의 재료로서 자성체가 사용되면 아아크(23)는 제12도에 표시한 바와 같이 가동접촉자(11)에 흐르는 전류와 자성체인 전류전극(22)에 의하여 아아크(23)에 제10도의 B로 표시하는 강한자장이 작용하고, 이때 구동력 F가 발생하여 아아크(23)는 강하게 구동되어 제11(c)도에 표시한 바와 같이 아아크(23)는 가동접점(11a)에서 전류전극(22)으로 한층 빠르게 전이한다.

이 아아코(23)의 전이는구동력 F와 전이전극의 형상에 의하여 조속히 이루어지는 것이다. 그리고 아아크(23)는 전류전극(22)이나 고정접촉자(13)에 흐르는 전류에 의하여 제11(d)도와 같이 구동신장되어 제11(e)도의 상태를 경유하여 제11(f)도에 표시하는 바와같이 전류전극(22)의 평면부(N)와 탈이온 그리드 및 다아크런너(136)사이에서 소호된다. 이 소호에 의하여 차단은 완료한다.

이와 같이 본 고안에 의한 전력개폐기에 있어서는 아아크의 일단이 가동접점에서 전류전극으로 전이가 매우 빠르게 되기 때문에 가동 접점의 소모가 적어짐과 동시에 아아크시간이 단축되어 아아크에너지가 저감되므로 차단성능이 향상된다. 고정접촉자(13)와 아아크런너(13b)는 제11도와 같이 접합하여 구성되어도 되지만, 제12도와 같이 접합하여 구성하여도 되고, 더우기 제13도와 같이 고정접촉자(13)상에 아아크런너(13b)를 재치하여도 된다. 또한 제14도와 같이 고정접촉자(13)와 아아크런너(3b)를 일체로 하여도 되며, 제15도와 같이 아아크런너(13b)를 2분할 하여도 된다.

제12도-제15도에 있어서, 고정접점(13a)과 고정접촉자(13)과의 접합면에서 아아크런너(13b)에서 가동접점(11a)에 대향하는 면까지의 거리(Y)가, 고정접점(13a)과 고정접촉자(13)와의 접합면에서 고정접점(13a)의 표면까지의 거리(X)보다 크게 설정되어있다.

이 설정에 의하여 아아크가 고정접점(13a)에 체류하는 시간이 짧게되어 그 소모를 저감시킬 수 있는 것이다. 제12도-제15도의 것에서도 제10도, 제11도의 것과 동일하게 아아크(23)의 일단이 고정접점(13a)의 표면에 아아크가 교착하는 시간을 단축할 수 있는 것이다.

상기 실시예는 본 고안을 마그넷트에 의하여 개폐동작하는 전력개폐장치 즉, 전자접촉기에 적용한 것이지만 본 고안을 배선용차단기에 대하여서도 적용이 가능하며, 그 경우의 예를 제16도에서 표시한다.

제16도는 고정접점(13a)과 가동접점(11a)이 개리한상태를 표시한다. 가동접촉자(11)는 회전축(24)을, 중심에도 시되지않은 조작기구로 회전시켜서 개폐동작하는 것이다. 가동접촉자(11)와 전류전극(22)은 연선(26)에 의하여 전기적으로 접속되어 있고, 가동접촉자(11)는 연선(25)에 의하여 단자에 접속되어 있다.

아아크는 최초 가동접점(11a)과 고정접점(13a)의 사이에 발생하고, 아아크(23)의 일단은 고정접점(13a)에서 아아크런너(13b)에 전이하여 최종적으로 아아크(23)가 전류전극과 탈이온그리드(21)와 아아크런너(13b)사이에 이동되어서 전류가 차단된다.

본 고안의 전력개폐장치에 있어서는 아아크(23)의 일단이 가동접점(11a)의 표면에 교착하고 있는 시간이 단축되므로 가동접점(11a)의 소모를 저감할수 있는 효과가 있지만, 이 교착시간의 단축에 의하여 아아크시간이 단축되어 아아크에너지가 저감되므로 우수한 차단성능이 얻어지는 효과도 있는 것이다.

다음은 아아크런너(13b)의 다른 구성을 제17도에 표시한다. 제17(a)도는 상면도, 제17(b)도는 제17(a)도의 A-A'선 단면도, 아아크런너(13a)와 고정접촉자(13b)는 납땜등의 수단으로 접합되어서 아아크런너(13a)는 가동접점에 대향하는 부분을 보유한다.

제17(b)도에 있어서 X는 고정접점(13a)과 고정접촉자(13)가 접합된 면에서 고정접점(13a)의 표면까지의 거리이고, Y는 고정접점(13a)과 고정접촉자(13)가 접합된 면에서 아아크런너(13b)의 가동접점(11a)에 대향하는 면까지의 거리로서, Y가 X보다 크도록 구성되어 있다.

고정접촉자(13)와 아아크런너(13b)는 제17도와 같이 고정접촉자(13)와 아아크런너(13b)를 별개로 하여 결합구성하여도 되지만, 제18도와 같이 고정접촉자(13)상에 아아크런너(13b)를 재치고정하도록 구성하여도 되며, 제19도와 같이 고정접촉자(13)와 아아크런너(13b)가 일체화된 고정접촉자를 사용할수도 있고, 더우기 제20도와 같이 아아크런너(13b)를 2분할 하여도 된다.

제18도-제20도의 어느것이라 하여도 제17도의 것과 같이 아아크(23)의 일단이 고정접점(13a)표면에 아아크가 교착하는 시간을 단축할 수 있는 것이다.

상기 실시예는 본 고안을 마그넷트에 의하여 개폐동작하는 전력개폐장치 즉, 전자접촉기에 적용한 것이지만 본 고안을 배선용 차단기에 대하여서도 적용이 가능하여 그 경우의 예를 제21도에 표시한다.

제21도는 고정접점(13a)과 가동접점(11a)이 개리하고 있는 상태를 표시한 것이다.

가동접촉자(11)는 회전축(24)을 중심으로 도시생략된 조작기구에 의하여 회전시켜서 개폐동작이 이루어진다. 가동접촉자(11)와 전류전극(22)은 연선(26)에 의하여 전기적으로 접속되어 있고 가동접촉자(11)는 연선(25)에 의하여 단자에 접속되어 있다.

아아크는 최초가동접점(11a)과 고정접점(13a)간에 발생하고, 아아크(23)의 일단은 고정접점(13a)에서 아아크런너(13b)에 전이하여 최종적으로 아아크(23)가 전류전극과 탈이온 그리드와 아아크런너 사이에 이동되어서 전류가 차단된다.

본 고안의 전력개폐장치에 있어서는 아아크(23)의 일단이 고정접점(13a)과 가동접점(11a)의 표면에 교착하고 있는 시간이 단축되므로 고정접점(13a)과 가동접점(11a)의 소모를 저감할 수 있는 효과가 있으나 고착시간의 단축에 의하여 아아크시간이 단축되어 아아크에너지가 저감되므로 우수한 차단성능을 얻게되는 효과도 있는 것이다.

Claims (3)

1. 고정접점(13a)이 있는 고정접촉자(13)와, 가동접촉자(11)에 접합되어 고정접점(13a)에 대향하는 가동접점(11a)과, 상기 고정접촉자(13)와 전기적으로 접합된 아아크런너(13b)와, 상기 가동접촉자(11)에 가동접점(11a)이 접합된 면의 반대측면에 대향하게 배치된 전류전극(22)을 구비한 전력개폐장치에 있어서, 양접점(11a)(13a)의 개로완료상태에서 가동접촉자(11)의 가동접점(11a)이 접촉하는면의 반대면과 아아크런너(13b)와의 사이의 최단거리(Xo)부다도 상기 전류전극(22)의 돌출단부(22a)와 아아크런너(13b)의 사이의 최단거리(Y₁)가 짧게 되도록 상기 가동접점(11a), 아아크런너(13b) 및 전류전극(22)을 배치한 전력개폐장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 고정접점(13a)이 고정접촉자(13)에 접합된 면에서 상기 아아크런너(13b)의 가동접점(11a)에 대향하는 면까지의 거리(Y)가 고정접점(13a)과 고정접촉자(13)가 접합된 면에서 고정접점(13a)의 표면까지의 거리(X)보다 커지게 구성된 것을 특징으로한 전력개폐장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 전류전극(22)은 상기 고정접점(13a)과 가동접점(11a)의 개리거리가 최대로되었을때, 고정접점(13a)표면과 가동접촉자(11)이면 과의 사이에 위치하고, 또한 절개부(M)와 이절개부(M)에 연속된 평면부(N)를 보유함과 동시에 이 평면부(N)는 탈이온그리드(21)와 대면하도록 구성하여서된 전류전극(22)을 구비한 전력개패장치.