KR880001827Y1 - 회로 차단기 - Google Patents

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내용 없음.

Description

회로 차단기

제1(a)도는 일반적인 회로차단기의 평면도.

제1(b)도는 제1(a)도의 b-b선 단면도.

제2도는 일반적인 회로차단기에 있어서 금속입자의 거동의 모식적(模式的)설명도.

제3(a)도는 종래의 회로차단기에 사용된 어느접촉자의 측면도.

제3(b)도는 제3(a)도의 평면도.

제3(c)도는 제3(b)도의 C-C선 단면도.

제4(a)도는 제3도에 표시된 도체를 사용한 경우의 아아크발생 상태 측면도.

제4(b)도는 제4(a)도의 정면도.

제5도는 비교를 하기위한 다른 도체구조인 경우의 금속임자의 거동에 대한 모식적 설명도.

제6(a)도는 본 발명에 의한 회로차단기의 일실시예를 표현한 평면도.

제6(b)도는 제6(a)도의 B-B선 측단면도.

제7도는 제6도 회로차단기에 있어, 금속입자의 거동에 대한 모식적 설명도.

제8도는 본 발명에 관한 회로차단기의 일실시예를 표시한 측단면도.

제9(a)도는 제8도에 표시된 아아크차폐체와 소호판과의 위치관계를 표시한 사시도.

제9(b)도는 가동접촉자의 사시도.

제10(a)도 제10(b)도는 각기 본 발명에 관한 회로차단기의 일실시예에 있어 아아크차폐체의 정면도 및 평면도.

제11도는 본 발명에 관한 회로차단기의 1실시예로서, 제11(a)도는 일부단면 평면도, 제11(b)도는 제11(a)도의 B-B선 단면도.

제12도 및 제13도는 본 발명 회로차단기에 있어 접점간의 접점입자의 거동등의 모식적 설명도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

도면에 있어 각도면중 동일부분에는 동일부호를 사용하였고,

2 : 고정접촉자, 201 : 고정도체,

202 : 고정접점 3 : 가동접촉자

301 : 가동도체 302 : 가동접점

5 : 소호실 501 : 소호판

502 : 소호판틀 503 : 소호판의 절결요구

504 : 소호판의 슬릿 6, 7 : 아아크차페체

601, 701 : 아아크주행로 t₁: 슬릿폭

t₂: 아아크주행로 폭

본 고안은 회로차단기에 관한것으로, 특히 차단시에 있어서 한류성능을 향상시킨 회로차단기에 관한 것이다. 제1(a)도는 일반적인 회로차단기를 표시한 단면평면도이고, 제1(b)도는 제1(a)도의 b-b선 측단면도이다. 제1(a)도 제1(b)도에 있어서 가동접점(302)와 고정접점(202)이 페로되어 있으면, 전류는 고정도체(201)→고정접점 (202)→ 가동접점 (302)→ 가동도체 (301)의 경로로 흐른다.

이상태에 있어서, 단락전류등의 대전류가 이 회로에 흐르면, 조작기구부(4)가 작동하여 가동접점(302)를 고정접점(202)에서 개리시킨다. 이때에, 고정접점(202)와 가동접점(302)간에는 아아크 A가 발생하여, 고정접점(202)과 가동접점(302)간에 아아크전압이 발생한다. 이 아아크 전압은, 고정접점(202)에서 가동접접(302)의 개리거리가 증대됨에 따라서 상승한다.

또한 동시에 아아크 A가 소호판(501)방향으로 자기력에 의하여 당겨져서 신장하기 때문에 아아크전압이 더욱 상승한다.

이와 같이 하여 아아크전류는 전류 영접이 되면 아아크 A를 소호하고, 차단이 완결된다.

이와 같은 차단동작중에 있어서, 가동접점(302), 고정접점(202)와의 사이에는 아아크 A에 의하여 짧은 시간즉, 수미리초내에 대량의 에너지가 발생한다. 그때문에 포위체(1)내에 기체온도는 상승하고, 압력도 급격하게 상승하지만, 이고온고압의 기체는 배출구(101)에서 대기중으로 방출된다.

회로차단기 및 그내부구성부품은 그 차단에 있어서 상기한 바와 같은 동작을 하지만, 다음에 고정접점(202)과 가동접점(302)과의 동작에 대하여 특별히 설명한다.

일반적으로 아아크저항 R는 다음과 같은 식이 부여된다.

단 R : 아아크저항 (Ω)

p : 아아크 저항율 (Ω.㎝)

l : 아아크길이 (㎝)

S : 아아크단면적 (㎠)

그러나, 일반적으로 수 KA이상의 대전류이며 아아크길이가 50㎜이하의 짧은 아아크 A에 있어서는, 아아크 공간은 표면에 아아크의 뿌리가 존재하는 그 도체의 금속입자에 의하여 점유된다. 더우기, 그 금속입자의 방출은, 도체표면에 직각방향으로 방출된다.

또한 방출된 금속입자는 방출되었을때에 있어서는 도체금속의 비등점에 가까운 온도이며, 다시 아아크공간에 주입되자마자 전기적 에너지의 주입을 받아 고온, 고압화됨과 동시에 도전성을 띠게되며 아아크 공간의 압력분포에 다른 방향으로 팽창하면서 고속도로 도체에서 멀어지는 방향으로 흘러가는 것이다. 그리하여 아아크공간에 있어서의 아아크저항율 p및 아아크단면적 S는 이 금속입자의 발생량과 그 방출방향에 의하여 결정된다. 따라서 아아크전압도 이와 같은 금속입자의 거동에 따라서 결정되어 있는 것이다. 다음에 이와 같은 금속입자의 거동을 제2도에 따라 설명한다. 그리고 X면을 접점부재로 구성한 경우에도 금속입자의 거동은 다음 설명과 다를바가 없다. 제2도에 있어서 한쌍의 도체(8) (9)는 서로 대향하는 한쌍의 금속제 원주형의 일반적인 도체로서, 도체(8)는 양극이고 도체(9)는 음극이다.

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

또한 도면중 1점쇄선으로 표시된 윤곽 Z는 도체(8), (9)사이에 발생하는 아아크 A의 외곽을 표시하고, 더우기 금속입자 a및 금속입자 b는 도체(8), (9)가 X면 및 Y면에서 증발등에 의하여 방출된 각기의 금속입자를 모식적으로 표시한 것으로서, 그방출방향은 각각 화살표 m및 화살표 n에 의하여 표시된 각 유선의 방향이다.

이와같은 도체(8), (9)에서 방출된 금속입자 a, b는 아아크공간의 에너지에 의하여 도체금속의 비등점온도인 약 3,000℃정도에서, 도전성을 띠게 되는 온도 즉, 8,000℃이상 또는 더욱 고온인 20,000℃정도까지 승온되어 그 승온과정에서 아아크 공간에서 에너지를 탈취하여 아아크공간의 온도를 하강시키고, 그결과 아아크저항 R를 증대시킨다. 더우기 아아크공간에서 금속입자 a, b가 탈취하는 에너지량은 금속입자의 승온정도가 클수록 크며 그 승온정도는 도체(8), (9)에서 방출된 금속입자 a, b의 아아크공간에 있어서의 위치 및 방출경로에 의하여 결정된다. 다음에 도체(8), (9)에서 방출된 금속입자 a, b의 경로는 아아크 공간의 압력분포에 의하여 결정된다. 그 아아크 공간의 압력은 전류자신의 핀치력과 금속입자 a, b의 열팽창의 균형에 의하여서 결정된다. 핀치력은 전류의 밀도에 의하여 대략 결정되는 량이고 이는 즉 도체(8), (9)상의 아아크 A의 뿌리의 크기에 따라서 결정된다. 일반적으로 금속입자 a,b는 핀치력에 의하여 결정된 공간을 열팽창되면서 비행하는 것으로 생각하여도 된다.

또한 도체(8), (9)상에서 아아크 A의 뿌리에 제한을 가하지 않을 경우에는 금속입자 a는 편측도체(9)에서 타의 도체(8)로 일방적으로 베이퍼어, 젯트로서 불게되는 것으로 알려지고 있다.

이와같이 편측도체(9)에서 다른도체(8)를 향하여 금속입자 a, b가 일방적으로 불게될 경우에는, 아아크 A의 양광주(陽光柱)에 주입되는 금속입자 a는 대략 편측도체(9)에서만 공급되는 것이다. 제2도에서는 일예로서 음극에서 양극으로 강하게 이동되고 있는 것을 표현하였으나, 이것의 역방향으로 이동하는 경우도 있다.

다음에 생긴 상기 사정을 설명한다.

제2도에 있어서, 어떠한 이유에 의하여 도체(9)에서 도체(8)를 향하여 일방적인 이동이 발생하고 있다고 한다. 도체(9)의 대향면인 X면에서 방출된 금속입자 a는 도체계면에 직각으로 즉, 양광주를 향하여 비행하려고 한다. 이때 도체(9)의 X면에서 방출된 금속입자 a는 핀치력에 의하여 생긴 압력에 의하여 양광주에 주입된다. 다른쪽의 도체(8)의 X면을 떠난 금속입자 a는 양광주내의 입자 흐름에 밀려서 X면의 외각방향으로 배출되어 양광주에 들어가지 못하고 순식간에 계외(系外)로 달아나 버린다.

이와같이 도체(8)에서 방출된 것과 도체(9)에서 방출된것으로 금속입자 a의 이동이 제2도중의 화살표 m, m' 유선표시와 같이 상이한것은 상술한 바와 같이 도체계면에 있어서 핀치력에 의하여 생긴 압력에 차이가 있기 때문이다.

이와같이 하여 도체(9)의 일방향 송출은 받는 측의 도체(8)를 가열하여 도체(8)의 표면상의 아아크의 뿌리(양극점, 음극점)을 그 정면의 X면에서 그 이외의 면으로 확대시킨다. 이때문에 도체(8)의 도체계면상의 전류밀도는 저하하고 아아크의 압력도 저하된다. 따라서 도체(9)에서 일방적인 송출을 더욱 강하게 한다.

이와같이 하여 생긴 각각의 도체(8), (9)를 떠난 금속입자 a의 비행경로의 차이는 아아크 공간에서 탈취하는 에너지량의 차이와 같다. 따라서 도체(9)의 X면을 떠난 금속입자 a는 양광주에서 충분하게 에너지를 흡수할 수 있으나 도체(9)의 X면을 떠난 금속입자 a는 충분히 에너지를 흡수치 못하여 유효하게 아아크 A를 냉각하지 못한채 계외로 방출되어 버린다.

또한 도체(8), (9)의 Y면을 떠난 금속입자는 도면의 화살표 n의 유선표시와 같이 아아크 A에서 충분한 열을 탈취하지 않았을 뿐만 아니라, 아아크단면적 S를 증대시켜서 아아크 A의 아아크 저항 R를 저하시키게 된다.

이와같이 한쪽의 도체(9)에서 송출이 있을 경우에는 양광주의 금속입자 a에 의한 냉각효과가 나쁘게 되고 또한 양쪽 도체(8), (9)에 대향면 이외의 면인 Y면에서 발생하는 금속입자 b가 양광주냉각에 하등기여하지 못하며, 더우기 아아크 단면적 S를 증대시킴으로서 아아크저항 R도 저하된다. 따라서 한쪽 도체에서 다른쪽 도체로 일방적인 금속입자의 송출이 있게되면 아아크전압을 상승하는 점에서 불리하고 따라서 차단시의 한류성능을 향상시키지 못한다. 일방적으로 종래의 회로차단기에 사용되고 있는 고정접촉자 및 자동접촉자는 제2도의 모델 도체에서와 같이 대향면의 표면적이 크다. 따라서 발생된 아아크뿌리의 크기에 제한이 주어지지 않을 뿐만 아니라 대향면 이외에도 그 측면등에 노출면이 있으므로 제2도에서 설명한 바와 같이 양접촉자면에 생긴 아아크의 뿌리(양극점 또는음극점)의 위치 및 크기에 대하여 각별히 제한이 가하여지지 않기 때문에 제2도에서 설명한 기구에서 일측접촉자에서 타측접촉자에 대하여 금속입자 a의 일방적인 이동이 행하여져 이 때문에 아아크 단면적 S가 커져서 상술한 바와 같이 차단시의 한류성능을 향상하지 못하는 결점이 있었다.

또한 종래의 회로차단기에 사용되고 있는 다른 접촉자의 예에서는 접점근방에 도체의 용응을 방지하기 위하여 접점근방의 도체면 일부를 절연물 (10')로 피복한 것이 있다. 제3(a)도는 그와 같은 접촉자(2)를 표시한 측면도이고, 제3(b)도는 제3(a)도의 평면도이며, 제3(c)도는 제3(b)도의 c -c선 단면도이다. 이예에서는 도체의 선단부분은 절연물(10')로 피복되어있지 않다.

이와 같이 구성된 한쌍의 도체를 사용하여 제4도와 같이 회로차단기를 구성한것에 있어서는 한쌍의 고정 접촉자(2)와 가동접촉자(3)사이에 제4(a)도 및 제4(b)도에표시한 바와 같은 아아크 A가 생긴다. 이 아아크 A에 있어서는 제4(a)도 제4(b)도에서 명백한 바와 같이 아아크의 뿌리, 즉 양극점, 음극점의 위치가 도체선단을 향하여 크게 확대되어있고, 제2도에서 설명한 바와 같은 이유에 의하여 차단시의 한류성능을 향상시키지못하는 결점이 있다. 더우기 제5도에 표시한 바와 같이 한쌍의 접점중 일측것에만 접측면의 주변부분을 피복하는 절연물의 판상체(81)로 피복을 하였을 경우에 대하여 그 표면상태를 조사하였던바, 이 경우에는 절연물(10')에 포위된 접점이 있는 도체(9)의 X면에서는 흐름방향이 좁게 제한된 금속입자a가 아아크 양광주부에 주입되지만 절연물 (10')로 피복되지 않은 접점이 있는 도체(8)의 X면으로 부터의 금속입자에 있어서는 그 아아크의 뿌리, 즉 그 양극점, 음극점은 제한되는 일없이 도체표면상 가득히 확산되며 더우기 접점측면인 Y면까지 확산됨으로서 전류 밀도가 감소한다. 따라서 핀치력은 쇠약해지며 금속입자가 아아크밖으로 도망하는 점은 제2도와 동일하다. 이때문에 결국은 아아크 양광주부의 양상은 비록 일측도체의 근방에 절연물을 설치하여도 결국 일방향에서의 금속입자의 송출현상이 되고 따라서 쌍방도체 모두 아아크의 뿌리크기를 제한하지는 않는경우와 같은 상태가 되어 아아크전압도 별반 크게 상승되지 않고 한류성능은 향상하지 않는다.

이상 설명한 바와 같이 아아크전압을 상승시키기 위하여서는 아아크의 뿌리에 생긴 금속입자를 양극모두에 양광주에 유효하게 주입시킬 것이 필요하고, 또한 금속입자를 양광주에주입시키는 힘은, 아아크의 뿌리에 생긴 핀치력에 의한 압력이다.

그런데 핀치력은 접촉자상의 아아크의 뿌리크기, 또는 전류밀도에 의하여 크게 변화하는 이상 이것을 제한하는 것은 가능한 것이다. 예를 들면 종래의 접촉자는 적어도 한쪽 X면의 면적이 커서 아아크의 뿌리의 크기를 유효한 정도로 제한하도록 되어 있지 않았다. 그러나, 이와 같이 절연물을 사용하지 않은 접촉자에 있어서는 각기 양접촉자의대향하는 X면을 충분히 적게하면 어느정도 X면상에서의 전류밀도가 상승되어 핀치력을 증대함과 동시에 각기의 금속입자는 종래와는 다르게 어느정도 양측에서 양광주에 주입되며, 이로인하여 아아크전압은 종래보다도 상승한다.

그러나, 그것만으로는 X면 이외, 즉 Y면의 아아크의 뿌리확대는 저지하지 못하고 Y면으로 아아크이 뿌리가 확대된 만큼 X면의 전류밀도는 감소하고, 금속입자의 주입압력은 저하된다. 따라서 종래의 접촉자의 경우, 금속입자에 의한 양광주의 냉각효과가 최대한으로 발휘되었던 것이 아니었다. 더우기 종래의 접촉자의 커다란 결점은 Y면으로 아아크의 뿌리가 확대하기 위하여 일반적으로Y면에 많이 설치되는 도체와의 접합부에 직접 아아크의 뿌리가 확대되기 쉬우며, 이 열에 의하여 융점이 낮은 접합부재가 용융되어 접점탈락을 일으킬 위험성이 있다는 것이다. 이 고안의 목적은 높은 아아크 전압이 있고 또한 차단시의 한류성능이 양호하고 더우기 접점의 탈락염려가 없는 회로차단기를 얻고저하는 것이다.

이 고안의 회로차단기에서는 회로차단기의 일측접점의 전기적 접촉면 의 일부를 남기고, 그 주변의 공간에 노출된 도체의 접점근방부분을, 도체를 형성하는 재료보다도 고저항율을 가진 고저항재료의 물질(이하 고저항재료라고 지칭한다)로된 아아크차폐체 (판상의 아아크 차폐판 및 코오팅, 테이핑등으로 형성된 피복물)의 배후에 감추어지게하고, 그로인하여 금속입자를 강제적으로 아아크 공간에 주입되게 하여 고정접점(202), 가동접점(302)에서 소호판(501)의 방향으로 아아크차폐체에 홈을 형성하여 이홈의 종단부를 소호판(501)의 절결구의 저부보다도 접점에서 먼 위치에 있게한 것이다. 상기의 고정항 재료로서는 예를 들면 유기또는 무기절염물 혹은 동닉켈, 동망강, 망가닌, 철탄소, 철닉켈, 또는 철크롬 등의 고저항 금속이 사용된다. 또한 온도 상승에 대하여서 저항이 급격히 상승하는 철의 사용도 가능하다.

본 고안의 원리를 도면에 따라 설명한다.

제6(a)도는 본 고안에 의한 회로차단기의 일실시예를 표시한 평단면도이고, 제6(b)도는 제6(a)도의 B-B선 측단면도이다. 제6(a)도 제6(b)도에 있어서, 포위체(1)는 절연체에 의하여 구성된 개폐장치의 외틀을 형성하는 것으로서 배출구(101)를 구비하였다. 고정접촉자(2)는포위체(1)에 고정된 고정도체(201)와, 고정도체(201)의 일단부에 설치된 고정접점(202)으로 구성되어 있다. 가동접촉자(3)는 고정접촉자(2)에 대하여 개폐하는 것으로 고정도체(201)에 대하여 개폐동작하는 가동도체(301)와, 고정접점(202)에 상대하게 가동도체(301)일단부에 설치된 가동접점(302)으로 구성되어 있다. 조작기구부(4)는 가동접촉자(3)를 개폐조작하는 것이다. 소호판(501)은 가동접점(302)이 고정접점(202)에서 개폐할때에 생기는 아아크를 소호하는 것이다.

아아크차폐체(6), (7)는 각각 상기한 고저항재료로 구성되어 각각 고정접점(202), 가동접점(302)을 돌출시켜 상호 아아크 A에 대향하게 각각 고정도체(201), 가동도체(301)에 설치되어 있다. 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 흐르면, 조작 기구부에서(4)가 작동하여, 가동접점(302)을 고정접점(202)에서 개리시킨다. 이때에 고정접점(202)과 가동접점(302)간에 아아크 A가 발생한다. 이 아아크 A에 있어서는 제7도에 표시한 바와 같이 아아크차페체(6), (7)에 의하여 금속입자가 반사되어, 아아크 공간이 고압으로 되어 그결과로 아아크가 효과적으로 냉각되어 소호된다.

제7도는 제6도의 회로차단기에서 금속입자 거동의 모식적 설명도이다.

더우기 X면을 접점부재로 구성한 경우에도 금속입자의 거동은 다음 설명과 하등 다를바가 없다.

제7도에 있어 1쌍의 도체(8), (9)는 제2도와 같은 형상으로 구성되어 있고, 아아크차폐체(6), (7)가 도체(8), (9)에 각각의 대향면인 X면이 돌출되게 또한 아아크 A에 대향하게 도체(8), (9)에 설치되어 있다. 물론 X면을 접점부재로 구성하여도 다음의 금속입자의 거동은 전혀 동일 한 것이다. 즉, 공간 Q, Q에 있어 압력치는 아아크 A자신의 공간의 압력치이상으로는 될 수 없지만 그러나 적어도 아아크 차폐체(6), (7)가 설치되지않은 경우에 비하여 압도적으로 높은 압력치를 나타낸다. 따라서 아아크 차폐체(6), (7)에 의하여 생긴 상당히 높은 압력을 갖는 주변공간 Q,Q은 아아크 A의 공간확대를 억제하는 힘을 부여하여 아아크 A를 좁은 공간에 "압축"하게 된다. 이것은 즉 대향면인 X면에서 발생한 금속입자 a,c등의 유선 m,m,o,o를 아아크공간에 압축하여 몰아넣게된다. 따라서 X면에서 발생한 금속입자 a,c는 유효하게 아아크공간에 주입된다.

그 결과로 유효하게 주입된 대량의 금속입자 a,c는 아아크공간에서 종래장치와는 비교할 수 없는 대량의 에너지를 탈취하기때문에 아아크공간을 현저하게 냉각한다. 따라서 저항율ρ즉, 아아크저항 R를 현저하게 상승시켜서 아아크전압을 지극히 상승시킨다. 다시, 이 아아크차폐체(6), (7)를 예를 들면, 제6도에 표시한 바와 같이고정접점(202)과 가동접점(302)의 접촉면, 즉 제7도에서 표시하는 대향면 X면의 주변근처에 설치하게되면 도체표면인 Y면에까지 아아크 A가 이동하는 것을 방지하여 아아크 A의 뿌리의 크기도 제한하게 된다. 이때문에 금속입자 a, c의 발생을 X면에 집중시킬 수 있음과 동이에, 아아크단면적 S도 축소시킬 수 있어 금속입자 a, c의 아아크 공간으로의 유효한 주입을 일충촉진할 수 있게되는 것이다. 따라서 아아크공간의 냉각,아아크저항율 ρ의 상승 및 아아크저항 R의 상승을 한층 촉진하여 아아크전압을더욱 상승시킬 수 있는 것이다.

제8도는 본 고안에 관한 회로 차단기의 일실시예를 표시한 측단면도이다.

제9(a)도는 제8도에 표시된 아아크차폐체와 소호판과의 위치관계를 표시한 사시도이고, 제9(b)도는 가동접촉자를 표시한 사시도이다.

도면중 제6도와 동일부분에는 동일부호를 사용하였다.

제8도 및 제9도에 있어서 아아크차폐체(6), (7)에는 고정접점(202), 가동접점(302)에서 소호판(501)방향으로 고정도체(201), 가동도체(301)가 노출하는 홈으로 형성된 아아크주행로(601), (701)가 있다.

이 아아크주행로(601), (701)의 각각의 소호판(501)의 종단부 a, b는 고정접점(202)과 가동접점(302)이 폐로하고 있을때에 자성재로된 소호판(501)의 U자형 또는 V자형의 절결홈(503)의 저부 C와 동일위치 또는 동위치보다도 배출구(101) 측으로 설치되어 있다.

다음에 동작을 설명한다.

가종접점(302)이 고정접점(202)에서 개리되면 가동접점(302)과 고정접점(202)간에 아아크 A가 발생한다.

이 아아크 A는 자성재로된 소호판(501)에 의하여 흡인되기 때문에 아아크 A의 뿌리는 아아크주행로(601), (701)내부를 소호판((501) 방향으로 일직선 주행하여 제8도에 표시한 바와 같이 아아크 A는 발생직후에 직접 소호판(501)에 접촉되어 급속히 분단 냉각된다. 이 경우 아아크주행로(601), (701)의 종단부 a, b는 절결요구(503)의 저부 c와 상하방향으로 동일위치또는 동일위치 보다도 배출구(101)측에 설정되어 있기 때문에 아아크 A는 제8도에 표시된 바와 같이 발생직후에 바로 소호판(501)에 접촉되기 때문에 더욱 급속하게 분단냉각되어 아아크는 양호하게 소호된다.

다음에 본 고안의 다른 실시예로서 종래의 회로차단기에 있어서 아아크 전압의 상승에 대한 한계를 타개하고, 전기 접촉자에 설치한 아아크차폐체에 의하여 접점간에 발생하는 접점입자의 아아크공간 주입량을 시켜서 아아크전압을 대폭 상승시키는 것을 주목적으로 하고 특히 아아크차폐체에 형성한 아아크주행로와 소호판의 슬릿을 특정함으로써 접점의 소모등을 억제할 수 있는 동시에 한류효과가 크면서도 열교환성이 좋아 저차단성의 향상을 도모할 수 있는 회로차단기에 대하여 설명한다. 이하, 본 고안에 관한 다른 한 실시예를 도면에 따라 설명한다.

제10(a)도 제10(b)도 및 제11(a)도, 제11(b)도는 본 고안에 의한 다른 일실시예이고, 제4도는 고정접점부분을 표시한 것이다. (6), (7)은 아아크차페체로서 각각 접점(202), (302)의 접촉면 이외의 각도체(201), (301)의 외주를 포위하듯 가동도체(301) 및 고정도체(201)에 고착되어 있다.

아아크차페체(6), (7)의 재료는 각도체(201), (301)를 구성하는 재료보다도 높은 저항율이 있는 재료를 사용한다. 형성방법으로서는 예를 들면 세락믹크와 같은 고저항재료를 상기 각도체(201), (301)에, 예를 들면 플라즈마 젯트용사수단 등으로 피복하거나 또는 고저항재료로 형성한 판체를 각도체(201), (301)에 고착한다.

고저항재료로서는 상기의 경우와 같은 유기 도는 무기절연물, 또는 고저항금속 등이 사용된다. 아아크차폐체(6), (7)를 용사수단등으로 피복형성하면 저렴하게 간단히 할 수 있을 뿐만 아니라 특히 가동접촉자(3)측에는 그 중량이 적어져서 관성 모멘트가 적어져 가동접촉자(3)의 개리스피이드가 커져 아아크 전압이 크게 된다.

일방 차폐체를 예를 들면 아아크차폐체(6)에는 접점단면에서 소호실(5)측으로 멀어지는 방향에 예를 들면 도체(201)를 노출시키게 구성된 아아크주행로(601)가 형성되어 있다. 또한 소호판(501)에는 상기 아아크주행로(601)에 대응하는 슬릿(504)가 형성되어 있다.

아아크차폐체(6)의 아아크주행로(601)의 폭치수 t₂와 소호판(501)의 슬릿(504) 폭치수t₁은 t₁ t₂의 관계로 설정되어 있다. 상기 아아크주행로(601)는 상기 도체(201)의 노출수단에 한정되지 않고, 아아크차폐체(6)보다도 도전성이 높은 재료로된 성형품을 고착하여도 된다.

다음에 상기 구성에 대한 동작을 설명한다.

그 작동은 종래의 회로차단기와 동일하므로 그 설명을 생략하지만, 양접점간에서 접점입자등의 거동에 대하여서는 종래 것과 상이하므로 다음에 설명한다.

제12도에 있어서, (202) 및 (302)는 상호대향된 한쌍의 접점이고, 각각의 접점의 주위를 덮고, 또한 아아크공간에 대향하도록 고정도체(201), 가동도체(301)에 아아크차폐체(6), (7)가 설치되어 있다.

또한 도면 중 x, a, c, m는 제2도에 표시된 것들과 동일한 것이고, Z₁는 본 발명의 회로차단기에 의하여 수축된 아아크(8)의 공간외곽을, Z₂(제13도)는 아앙크스포트가 아아크주행로(601)에 이행하였을 때의 아아크(8)의 외곽율, O₁도 본 고안의 회로차단기에 의하여 종래의 것과는 상이한 경로를 흐르는 접점입자 C의 유선을, 또한 Q는 아아크차폐체(6), (7)에 의하여서 아아크(8)에 의하여 발생할 압력을 반사하고, 아아크차폐체가 없는 종래의 것에 있어서는 저하되었던 압력을 상승시키고 있는 교차사선 표시공간을 표시한 것이다. 이와 같은 본 고안의 회로차단기에 접점간의 전극입자는 다음과 같은 거동을 한다. 즉, 공간 Q의 압력치는 아아크(8)자체의 공간압력치 이상으로는 될 수 없지만, 그러나 적어도 아아크차폐제가 설치되지않은 경우에 비하여 압도적으로 높은 압력치를 표시하는 것이고 따라서 아아크차폐체(6), (7)에 의하여 생긴 상당히 높은 공간 Q의 압력은 아아크(8)의 공간의 확대를 억제하는 힘이되어 아아크(8)를 좁은 공간으로 "압축"하게 된다. 이것은 즉, 대향면 X에서 발생한 접점입자 a, c등의 유선을 아아크공간에 압축, 폐쇄하게 된다.

따라서 대향면 X에서 출발한 접점입자 a, c는 유효하게 아아크공간에 주입되며, 그 결과로 유효하게 주입된 대량의 접점입자 a, c는 아아크공간에서 종래것과는 비교할 수없는 대량의 에너지를 탈취하기 때문에 아아크공간을 현저하게 냉각한다. 따라서, 아아크저항율 즉, 아아크저항을 현저하게 상승시키어서 아아크전압을 지극히 높게 상승시킨다.

다시 접점(202), (302)간의 압력은 상술한 바와 같이 고압이되기 때문에 배출구(101)에 향하여 강한 기류가 생겨 접점(202)상의 아아크 스포트는 아아크차폐체(6)의 아아크 주행로(601)상을 제13도와 같이 이동한다.

이때문에 접점(202), (302)의 소모가 지극히 경감됨과 동시에 아아크길이가 확장되기때문에 현저한 한류효과를 얻을 수 있는 것이다. 더우기 아아크주는소호판(501)의 슬릿(504)에 접촉되어 냉각되기 때문에 아아크열의 열교환성이 좋아져 차단성능이 향상하는 것이다. 더우기 소호판(501)의 구성재료로서는 자성재 또는 비자성재의 어느것도좋다. 즉, 자성재로 구성한 경우에는 아아크의 냉각이 효과적으로 되지만 정격전류가 큰 회로차단기에서는 자성재에 발생하는 맴돌이전류에 의하여 정격운전시의 온도상승이 문제가된다. 한편, 비자성재로 구성할 경우에는 아아크의 냉각효과는 다시 떨어지지만 정격운전시의 온도상승은 문제가 되지 않는다.

또한 홈은 최소한 일측에만 형성하여도 같은효과가 있다.

이와 같이본 고안의 회로차단기에 있어서는 아아크차페체와 같은 저렴하고 간단한 장치의 부가에 의하여 종래의 회로차단기의 한계를 훨씬 넘어서 아아크전압을 현저하게 상승시킬 수 있으며, 특히 상기한 차폐체의 아아크주행로와 소호판의 슬릿을 특정함으로서 접점 수명이 길게되며, 더우기 높은 한류성능과 차단성능을 보유하는 회로차단기를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (3)

1. 도체(201)(301)와 이들 도체에 각각 고착된 접점(202) (302)을 보유하고, 상기 접점(202) (302)을 개폐하는 고정접촉자(2) 및 가동접촉자(3)로된 한쌍의 전기접촉자와, 상기 도체(201) (301)과 접점(202) (302)보다도 고저항율의 재료로되고 상기 각도체(201) (301)의 접점(202) (301)의 접점(202) (302)을 포위설치하여 상기 양접점(202) (302)이 개리시 저점간에 발생하는 아아크를 수축 하도록한 아아크차폐체(6) (7)와, 일단이 접점(202)측에 인정하고 상기 접점(202)보다도 폭(t₂)이 좁으며 상기 양접점(202) (302)이 개리시 접점간에 발생하는 아아크의 흐름방향에 뻗는 상기 고정접촉자(2)의 아아크차폐체(6)에 형성된 아아크주행로(601)와, 복수열로 되며 상

   기 접점(202)측의 단부와 이단부측으로 뻗은 아아크주행로(601)의 타단이 중첩되도록 형성된 소호판(501)으로 구성된 것을 특징으로 하는 회로차단기.
2. 제1항에 있어서, 상기 각소호판(501)은 접점(202) (302)측단부에 절결요구(503)가 형성되고 상기 아아크주행로(601)의 중심선은 상기 절연요구 (503)의 중심과 일치하며 상기 절연요구(503)의 저부(C)를 통과하고 있는 것을 특징으로 하는 회로차단기.
3. 제2항에 있어서, 상기 각소호판(501)은 상기 절연요구(503)의 저부(C)에 접점(202)의 반대측에 뻗는 슬릿(504)이 있으며 이 슬릿(504)은 그폭(t₁)이 아아크주행로 (601)의 종단(a)보다도 접점(202)에서 먼위치에 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 회로차단기.