KR940008190B1 - 개폐기 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

개폐기

제1도는 청구항1의 발명의 일실시예에 의한 차단기와 온상태를 나타낸 구성도.

제2도는 제1도의 차단기의 오프상태를 나타낸 구성도.

제3도는 제1도의 고정접촉자의 사시도.

제4도는 제1도의 접점이 개리한 직후의 상태를 나타낸 구성도.

제5도는 제1도의 가동접촉자가 최대로 회동한 상태를 나타낸 구성도.

제6도는 청구항 1의 발명의 다른 실시예를 나타낸 구성도.

제7도는 청구항 1의 발명의 또 다른 실시예에 의한 고정접촉자의 사시도.

제8도는 청구항 2의 발명의 일실시예에 의한 차단기의 온상태를 나타낸 구성도.

제9도는 제8도의 차단기의 오픈상태를 나타낸 구성도.

제10도는 제8도의 고정접촉자의 사시도.

제11도는 제8도의 접점이 개리한 직후의 상태를 나타낸 구성도.

제12도는 제8도의 가동접촉자가 최대로 회동한 상태를 나타낸 구성도.

제13도는 청구항 3의 발명의 일실시에에 의한 차단기의 온상태를 나타낸 구성도.

제14도는 제13도의 차단기의 오프상태를 나타낸 구성도.

제15도는 제13도의 고정접촉자의 사시도.

제16도는 제13도의 접점이 개리한 직후의 상태를 나타낸 구성도.

제17도는 제13도의 가동접촉자가 최대로 회동한 상태를 나타낸 구성도.

제18도는 청구항 3의 발명의 다른 실시예에 의한 차단기의 온상태를 나타낸 구성도.

제19도는 제18도의 차단기의 오프상태를 나타낸 구성도.

제20도는 종래의 회로차단기의 오프시의 상태를 나타낸 구성도.

제21도는 제20도의 접점의 개리직후의 상태를 나타낸 구성도.

제22도는 제20도의 가동접촉자가 최대로 회동한 상태를 나타낸 구성도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 가동접촉자 2 : 가동접검

3 : 고정접점 5 : 단자부

14 : 회동중심 21 : 고정접촉자

21a, 21b, 21c : 도체부 22 : 고정접촉자

22a, 22b, 22c : 도체부 23 : 고정접촉자

23a, 23b, 23c : 도체부.

본원 발명은 예를 들면 회로차단기, 한류기(限流器) 또는 전자(電磁)접촉기 등, 전류차단시에 용기내에서 아크를 발생하는 개폐기에 관한 것이다.

제20도는 종래의 개폐기로서 예를 들면 회로차단기의 오프시의 상태를 나타낸 구성도이다. 도면에 있어서, (1)은 가동접촉자, (2)는 가동접촉자(1)의 일단부에서 고착된 가동접점, (3)은 가동접촉자(1)의 회동에 의해 가동접점(2)과 접리(接離) 가능한 고정접점, (4)는 일단부에 고정접점(3)이 고착되어 있는 고정접촉자, (5)는 고정접촉자(4)의 타단부에 접촉되어 있는 단자부이다. (6)은 소호판(消弧板), (7)은 소호판(6)을 지지하는 소호측판, (8)은 가동접촉자(1)를 회동시키는 기구부, (9)는 기구부(8)를 수동으로 조작하기 위한 핸들, (10)은 또 하나의 단자부, (11)은 가동접촉자(1)와 단자부(10)를 접속하는 도체이다. 또, (12)는 이것들을 수납하는 용기, (13)은 배기공이다.

다음에, 동작에 대하여 설명한다. 단자부(5)를 전원에 접속하고, 단자부(10)를 부하에 접속하여, 핸들(9)을 화살표 B방향으로 조작한다. 이 조작에 의해, 기구부(8)가 동작하여 가동접촉자(1)는 일단에 설정된 회동중심(도시하진 않음)을 중심으로 하여 회동하고, 가동접점(2)이 고정접점(3)과 접촉하여, 전력이 전원으로부터 부하에 공급된다. 이 상태에서 통전의 신뢰성을 확보하기 위해, 가동접점(2)은 고정접점(3)에 규정의 접촉압력으로 눌려 접촉되어 있다.

여기서, 회로차단기로부터 부하측의 회로에서 단락사고등이 발생하여 회로에 대전류가 흐르면, 기구부(8)내에 배설되어 있는 전류검출부(도시하지 않음)가 기구부(8)를 동작시켜 가동접촉자(1)를 회동시킨다. 이로인해, 가동접점(2)이 고정접점(3)으로부터 개리(開離)하고, 접점(2), (3) 사이에 아크가 발생한다. 그러나, 통상 단락전류 등의 대전류가 흐르면, 접점(2), (3)의 접촉면에 있어서의 전자(電磁)반발력이 매우 강해지고, 상기한 가동접점(2)에 걸려 있는 접촉압력을 이겨내기 위해 가동접촉자(1)는 기구부(8)의 동작을 기다리지 않고 회동하여 접점(2), (3)의 개리가 발생한다. 발생한 아크는 소호판(6)에 의해서 인출되어서, 지연되어 냉각된다. 이 결과, 아크저항이 상승하고, 단락전류가 작아지는 한류(限流)가 발생하고, 전류제로점에서 아크가 소호되어서 전류차단이 완료된다.

한류는 회로차단기의 보호기능을 향상시키기 위해 매우 중요하다. 한류성능을 높이기 위해서는 전술한 바와 같이 아크저항을 증대시킬 필요가 있다. 아크저항을 증대시키기 위해 아크를 지연시키는 방법으로서 흔히 사용되는 것은 예를 들면 일본국 특개소 60(1985)-49,533호 공보다 동 특개평 2(1990)-68,831호 공보에 개시되어 있는 바와 같이 고정접촉자 형상을 제20도와 같은 형상으로 하는 방법이다.

이것들에 개시되어 있는 고정접촉자(4)의 형상은 각 도체부(4a)~(4e)로 구성되어 있다. 고정접촉자(4)에 의한 전류경로는 단자부(5)로부터 도체부(4a), (4b), (4c), (4d) 및 (4e)을 차례로 거쳐 고정접점(3)에 이른다. 고정접촉자(4)의 전류경로(4e)에 흐르는 전류가 아크에 미치는 전자력(電磁力)은 아크를 소호판(6)방향으로 지연시키는 힘이 된다. 이 결과, 아크저항은 보다 높아지고, 또 전류경로(4e)에 흐르는 전류는 온 상태의 가동접촉자(1)에 흐르는 전류에 대략 평행으로 역방향이기 때문에, 전류경로(4e)에 흐르는 전류와 가동접촉자(1)의 사이에는 전자반발력이 작용하여 가종접촉자(1)의 횡동스피드가 커진다. 따라서, 접점개리 직후의 접점(2), (3) 사이의 거리가 급속히 커지기 때문에, 아크저항이 높아짐으로써 접점간(2), (3)에 걸리는 전압이 증대되어도, 절연파괴를 발생하지 않는다. 이 결과, 한류성능이 우수한 회로차단기가 얻어진다.

통상의 교류차단에 있어서의 한류성능을 높이기 위해서는 상술한 바와 같이 아크저항을 높일 필요가 있으며, 그것은 접점(2), (3)이 개리한 직후의 아직 전류가 최대치가 되기 전에 행하지 않으면 안된다. 전류가 커진 후에 아크저항을 높여도, 전류의 관성효과 때문에 전류는 좀체로 한류하지 않는다. 오히려, 대전류이면서 저항이 높기 때문에 차단기내에서 발생하는 아크에너지가 커져서, 차단기의 손상이 심해질 뿐이다. 따라서, 접점(2), (3)이 개리한 직후의 아크에 대해서는 강한 전자력으로 크게 지연시키고, 대전류시의 아크에 대해서는 아크를 지연시키도록 전자력을 작용시키지 않는 고정접촉자 형상이 이상적이다.

상기와 같은 종래의 고정접촉자 형상을 가진 회로차단기의 소호부의 구조도를 제21도에 및 제22도에 나타낸다. 제21도는 접점(2), (3)의 개리직후의 상태를 나타내며, 제22도는 가동접촉자(1)가 최대로 회동한 상태를 나타낸다. 이들 도면에 있어서, (14)는 가동접촉자(1)에 설정된 회동중심이며, 또 소호판(6) 및 소호측판(7)은 생략하였다. 또, 화살표는 전류의 방향을 표시한다.

제21도에 나타낸 바와 같이, 접점(2), (3)이 개리한 직후의 아크를 단자부(5) 방향으로 지연시키는 전자력을 발생하는 전류경로는 도체부(4e)뿐이다. 다른 전류경로가 되는 대부분(4a), (4b), (4c), (4d)는 아크를 단자부(5)와 반대방향으로 지연시키는 전자력을 발생한다. 도체부(4a), (4c)의 전류경로는 고정접점(3)에 대하여 도면을 향해서 아래에 위치하고 있기 때문이다. 또, 도체부(4b)의 전류는 아크의 전류와 역방향이기 때문에 서로 반발하고, 도체부(4d)의 전류는 아크의 전류와같은 방향에서 서로 끌기 때문에 , 아크를 단자부(5)의 방향과 역방향으로 지연하게 된다. 이 때문에 , 전류경로(4e)가 발생하는 아크를 단자부(5) 방향으로 지연시키는 전자력을 감소하고 만다. 또, 가동접촉자(1)의 회동스피드를 높이는 경향이 있는 전자력은 전류경로(4d), (4e)에 의해서 밖에 발생하지 않으며, 고정접촉자(4)의 기타의 전류경로는 모두 가동접촉자(1)의 회동스피드를 저하시키는 전자력을 발생하고 있다. 이와 같이, 종래의 고정접촉자(4)의 구조에서는 고정접촉자(4)에 흐르는 전류의 전자력이 아크를 지연시키거나 가동접촉자의 회동스피드를 높이기 위해 효과적으로 사용되고 있지 않다는 문제점이 있었다.

또, 대전류시에 아크를 지연시키는 전자력을 작게 하는 작용도 없고, 차단기내에서 발생하는 아크에너지를 무의미하게 크게 하고 있으므로 차단기의 손상도 심하다. 대전류에서는 통상 가동접촉자(1)는 제22도에 나타낸 바와 같이 최대로 회동하고 있다. 이 상태에서 아크 A를 단자부(5) 방향으로 지연시키는 전자력을 작용시키면, 아크의 고온가스 H가 대량으로 배기공(13)으로부터 방출되게 된다. 이것은 차단기 외부에 있어서의 지락(地絡)이나 화재를 일으키기 쉬워 매우 위험하다. 원래, 가동접촉자(1)에 흐르는 전류에 의한 전자력은 아크를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이며, 더욱이, 도체부(4e)에 의한 같은 방향의 전자력을 부가하는 것은 더욱 위험성을 높이게 된다.

본원 발명은 상기와같은 문제점을 해결하는 것을 과제로 하여 이루어진 것이며, 우수한 한류성늘을 가지며, 또한 아크에너지에 의한 손상 및 외부에서의 고온가스의 방출이 적은 개폐기를 얻은 것을 목적으로 한다.

청구항 1의 발명에 관한 개폐기는 온상태의 가동접점으로부터 개리하는 방향을 위쪽으로 했을때, 고정접촉자를 단자부가 접속되어 있는 제1도체부, 고정접점이 고착되어 있는 제2도체부, 및 제1도체부와 제2도체부를 상하방향으로 접속하고 있는 제3도체부로 구성하고, 고정접점의 가동접점과의 접촉부의 위치를 단자부의 위치보다 아래쪽에 배치하고, 제3도체부를 고정접점의 위치보다 회동중심측에 배치하며, 제1도체부를 접점이 온상태일 때에 접점의 접촉면의 위치보다 위쪽에 배치하는 동시에, 접점이 오프상태일때에 가동접점의 접촉면의 위치보다 아래쪽에 배치하도록 구성한 것이다.

청구항 2의 발명에 관한 개폐기는 제1도체부를 접점이 온상태일 때에 가동접촉자의 타단부의 위치보다 위쪽에 배치하는 동시에, 접점이 오프상태일 때에 가동접점의 접촉면의 위치보다 아래쪽에 배치하도록 구성한 것이다.

청구항 3의 발명에 의한 개폐기는 제1도체부를 접점이 오프상태일 때에 가동접점의 접촉면의 위치보다 아래쪽에 배치하고, 또한 가동접점으로부터 회동중심측의 가동접촉자의 일부분보다 위쪽에 배치하도록 구성한 것이다.

청구항 4의 발명에 관한 개폐기는 제2도체부가 일단부인 제3도체부와의 접속부로부터 온상태의 가동접촉자와 실질적으로 평행한 방향으로 뻗는 부분을 통하여 고정접점을 고착하는 타단부에 접속하도록 구성한 것이다.

청구항 5의 발명에 관한 개폐기는 고정접촉자가 제1도체부, 제3도체부 및 제2도체부로 U자형상을 이루고, 그 제1도체부와 제3도체부에 절결부를 형성하여, 가동접촉자의 회동동작을 가능하게 한 것이다.

청구항 1의 발명에 있어서는 고정접촉자를 구성하는 도체의 모든 전류경로가 접점개리 직후의 아크를 단자부의 방향으로 지연시키는 전자력을 발생하고, 가동접촉자가 최대로 회동한 상태에서는 아크를 단자부의 방향으로 지연시키는 전자력이 감소한다.

청구항 2의 발명에 있어서는 고정접촉자를 구성하는 도체의 모든 전류경로가 접점개리 직후의 아크를 단자부의 방향으로 지연시키는 전자력을 발생하고, 또한 가동접촉자의 회동스피드를 높이는 토크도 증대하며, 가동접촉자가 최대로 회동한 상태에서는 아크를 단자부의 방향으로 지연시키는 전자력이 감소한다.

청구항 3의 발명에 있어서는 고정접촉자를 구성하는 도체의 모든 전류경로가 접점개리 직후의 아크를 단자부의 방향으로 지연시키는 전자력을 발생하고, 또한 가동접촉자의 회동스피드를 높이는 전자력도 증대시키고, 가동접촉자가 최대로 회동한 상태에서도 가동접촉자를 회동시키는 전자력을 계속 발생하고, 더욱이 이 상태에서는 아크를 단자부의 방향으로 지연시키는 전자력은 감소한다.

[실시예 1]

제1도는 청구항 1의 발명의 일실시예에 의한 차단기의 온상태를 나타낸 구성도이며, 제20도 내지 제22도와 동일 또는 상당부분에는 동일부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.

도면에 있어서, (21)은 고정접점(3)이 고착되어 있는 고정접촉자이며, 이 고정접촉자(21)에는 가동접점(2)이 고정접점(3)에 접촉할 때에 가동접촉자(1)에 닿지 않도록 절결부 예를 들면 홈이 절결되어 있다. (21a), (21b) 및 (21c)는 각각 고정접촉자(21)를 구성하고 있는 도체부이다. 이 온상태에서는 단자부(5)는 고정접점(3)이 접촉면보다 위쪽에 위치하고 있다. 고정접점(3)이 고착되어 있는 도체부(21c)와 단자부(5)와의 접속은 도체부(21a)와 도체부(21b)로 이루어져 있다. 도체부(21a)는 전체가 고정접점(3)이 접촉면보다 위쪽에 위치하고 있으며, 도체부(21b)는 도체부(21c)를 고정접점(3)의 위치보다 회동중심(14)측에서 접속하고 있다.

제2도는 제1도의 차단기의 오프상태를 나타낸 구성도이며, 단자부(5)에 접속되어 있는 도체부(21a)는 가동접점(2)이 접촉면보다 아래쪽에 위치하도록 되어 있다. 제3도는 단자부(5)와 접촉한 고정접촉자(21)를 나타낸 사시도이다. 이 실시예에 있어서의 고정접촉자(21)는 도체부(21a), (21b), (21c)로 U자형으로 구성되어 있다. 그리고 제1도 및 제2도에서는 기구부 등을 생략하였다.

다음에, 동작에 대하여 설명한다. 단락전류 등의 대전류가 흐르면, 종래와 마찬가지로 기구부의 동작을 기다리지 않고 가동접촉자(1)가 회동하고, 접점(2),(3)이 개리하여, 접점(2), (3) 사이에 아크 A가 발생한다. 제4도는 접점(2), (3)이 개리한 직후의 상태 즉 가동접점(2)의 접촉면이 아직 도체부(21a)보다 아래쪽에 있는 상태를 나타내고 있다. 여기서, 화살표는 전류를 표시하며, 소호판(6)은 간략화를 위해 생략하였다.

단자부(5)에서 도체부(21a)까지로 구성되는 전류경로는 전체가 아크 A보다 위쪽에 있다. 이 결과, 이 전류경로가 아크 A에 작용하는 전자력은 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이다. 도체부(21b)에 흐르는 전류는 아크 A의 전류와 역방향이므로, 도체부(21b)에 의한 전자력도 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이 된다. 따라서, 이 고정접촉자(21)에 흐르는 전류가 발행하는 전자력은 모두 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이 된다. 이 결과, 접점개리 직후의 아크 A가 강력하게 지연되어 아크저항이 높아지고, 우수한 한류성능이 얻어진다.

다음에, 제5도는 제1도의 차단기의 가동접촉자(1)가 최대로 회동한 상태를 나타낸 구성도이며, 이 때는 전류도 접점개리 직후에 비해 증대하고 있다. 이 상태에서는 단자부(5)에서 도체부(21a)까지도 구성된 전류경로보다 위쪽에 위치하는 아크 A에 작용하는 전자력중, 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘은 도체부(21b)에 의한 전자력만으로 된다. 가동접촉자(1)에 흐르는 전류에 의한 전자력은 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이나, 도체부(21a)에 의한 이 부분의 아크 A에 작용하는 전자력은 아크 A를 단자부(5)측과 역방향으로 지연시키는 힘이며, 대략 상쇄된다. 고정접촉자(21)의 도체부(21b)의 위치와 길이를 고려하면, 도체부(21b)에 의해서 가해지는 전자력보다 가동접촉자(1)에 의해 상쇄되는 전자력쪽이 크다. 이 결과, 도체부(21a)보다 위쪽의 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 전자력이 적어지는 것은 명백하다.

그 결과, 배기공(13)으로부터의 고온가스의 방출량은 적어진다. 또, 이 부분의 아크 A의 지연은 적고, 발생하는 아크에너지도 적으므로, 차단기내의 손상도 저감시킬 수 있다. 제3도와 같은 고정접촉자(21)의 구조로 함으로써 고정접촉자(21)를 비교적 용이하게 제조할 수 있다.

[실시예 2]

그리고, 상기 실시예 1에서 나타낸 고정접촉자(21)의 도체부(21c) 대신에, 제6도에 나타낸 바와 같이 도체부(21c)를 회동중심(14) 방향으로 뻗게 하여, 도체부(21c) 부분에 흐르는 전류가 온일 때의 가동접촉자(1)에 흐르는 전류와 실질적으로 대략 평행으로 역방향이 되도록 해도 된다. 이와 같이 하면, 도체부(21c)이 전류경로에 의한 전자력도 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이 되고, 또 온일 때의 가동접촉자(1)와 도체부(21c)의 사이에 전자반발력이 작용하므로 가동접촉자(1)의 회동스피드가 증대하고, 접점개리 직후의 아크길이가 급속히 커지므로 아크저항의 상승이 빠르고, 한류성능이 더욱 향산된다.

[실시예 3]

또, 상기 실시예 1, 2에서 나타낸 고정접촉자(21)는 가동접촉자(1)의 작용을 방해하지 않도록 절결부를 가지고 있으나, 가동접촉자(1)의 개폐동작을 방해하지 않도록 하기 위해서 고정접촉자(21)의 형상을 예를 들면 제7도에 나타낸 바와 같이 구조로 해도 된다. 이 구조의 고정접촉자에서도 도체부(21a), (21b), (21c) 및 고정접점(3), 단자부(5)와 가동접촉자(1) 등과의 위치관계를 상기 실시예와 동일하게 해두면 동일한 효과가 있다.

[실시예 4]

제8도는 청구항 2의 발명의 일실시예에 의한 차단기의 온상태를 나타낸 구성도이다.

도면에 있어서, (22)는 고정접점(3)이 고착되어 있는 고정접촉자이며, 이 고정접촉자(22)에는 가동접점(2)이 고정접점(3)에 접촉할때에 가동접촉자(1)에 닿지 않도록 절결부 예를들면 홈이 절결되어 있다. (22a), (22b) 및 (22c)는 각각 고정접촉자(22)를 구성하고 있는 도체부이다. 이 온상태에서는 단자부(5)는 가동접촉자(1)의 단부(1a)보다 위쪽에 위치하고 있다. 고정접점(3)이 고착되어 있는 도체부(22c)와 단자부(5)의 접속은 도체부(22a)와 도체부 (22b)로 이루어져 있다. 도체부(22a)는 전체가 가동접촉자(1)보다 위쪽에 위치하고 있으며, 도체부(22b)는 도체부(22a)와 도체부(22c)를 고정접점(3)의 위치보다 회동중심(14)측에서 접속하고 있다.

제9도는 제8도의 차단기의 오프상태를 나타낸 구성도이며, 단자부(5)에 접속되어 있는 도체부(22a)는 가동접촉자(1)보다 아래쪽에 위치하도록 되어 있다. 제10도는 단자부(5)와 접속한 고정접속자(22)를 나타낸 사시도이다. 이 실시예에 있어서의 고정접촉자(22)는 도체부(22a), (22b), (22c)로 U자형상으로 구성되어 있다. 그리고 제8도 및 제9도에서는 기구부 등을 생략하였다.

다음에, 동작에 대하여 설명한다. 단락전류 등의 대전류가 흐르면, 종래와 마찬가지로 기구부의 동작을 기다리지 않고 가동접촉자(1)가 회동하고, 접접(2), (3)이 개리하여, 접점(2), (3) 사이에 아크 A가 발생한다. 제11도는 접점(2), (3)이 개리한 직후의 상태 즉 가동접촉자(1)가 아직 도체부(22a)보다 아래쪽에 있는 상태를 나타내고 있다. 여기서, 화살표는 전류를 표시하며, 소호판(6)은 간략화를 위해 생략하였다.

단지부(5)에서 도체부(22a)까지로 구성되는 전류경로는 모두 아크 A보다 위쪽에 있다. 이 결과, 이 전류경로가 발생하여 아크 A에 작용하는 전자력은 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이다. 도체부(22b)에 흐르는 전류는 아크 A와 역방향이므로, 도체부(22b)에 의한 전자력도 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이 된다. 또, 도체부(22c)에 의한 전자력도 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이 된다. 따라서, 이 고정접촉자(22)에 흐르는 전류가 발생하는 전자력은 모두 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이 된다. 이 결과, 접점개리직후의 아크 A가 강력하게 지연된다.

또, 고정접촉자(22)에 흐르는 전류가 가동접촉자(1)에 미치는 전자력중, 가동접촉자(1)의 회동스피드를 저하시키는 방향의 전자력은 도체부(22b)에 의한 것뿐이다. 이 도체부(22b)의 전류경로가 미치는 힘은 도체부(22b)보다 회동중심(14)측의 부분에 있는 가동접촉자(1)에 대한 것이다. 기타의 고정접촉자(22)에 흐르는 전류는 모두 가동 접촉자(1)의 회동스피드를 높이는 방향의 전자력을 발생한다. 더욱이, 도체부(22b)의 전류경로도 도체부(22b)로 부터 가동접검(2)측의 가동접촉자(1)에는 회동스피드를 높이는 전자력을 미친다.

가동접촉자(1)의 회동스피드를 결정하는 것은 가동접촉자(1)에 작용하는 힘이 아니라, 회동중심(14)에 관한 토크이다. 이 토크는 힘과 힘이 작용하는 점으로부터 회동중심(14)까지의 거리의 적(積)이다.

따라서, 가동접촉자(1)의 각 부분에 작용하는 고정접촉자(22)의 각 전류의 전자력에 의한 합성토크는 가동접촉자(1)의 회동스피드를 높이는 성분이 압도적으로 큰 것은 명백하다. 이런한 결과, 접점개리직후의 가동접촉자(1)의 회동스피드는 커지며, 또 아크 A는 강력하게 지연되고, 아크저항이 높아져 우수한 한류성능이 얻어진다.

다음에, 제12도는 제8도의 차단기의 가동접촉자(1)가 최대로 회동한 상태를 나타낸 구성도이며, 이때는 전류도 접점개리직후에 비해 증대하고 있다. 이 상태에서는단자부(5)에서 도체부(22a)까지로 구성된 전류경로보다 위쪽에 위치하는 아크 A에 작용하는 전자력중, 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘은 도체부(22b), (22c)에 의한 전자력만으로 된다. 가동접촉자(1)에 흐르는 전류에 의한 전자력은 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이나, 도체부(22a)에 의한 이 부분의 아크 A에 작용하는 전자력은 아크 A를 단자부(5)측과 역방향으로 지연시키는 힘이며, 대략 상쇄된다. 고정접촉자(22)의 도체부(22b), (22c)의 위치와 길이를 고려하면, 도체부(22b), (22c)에 의해서 가해지는 전자력보다도 가동접촉(1)에 의해 상쇄되는 전자력쪽이 크다. 이 결과, 도체부(22a)보다 위쪽의 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 전자력이 적어지는 것은 명백하다.

이 결과, 배기공(13)으로부터의 고온가스의 방출량은 적어진다. 또, 이 부분의 아크 A의 지연은 적고, 발생하는 아크에너지도 적으므로 차단기내의 손상도 저감시킬 수 있다. 또한, 제10도와 같으 고정 접촉자(22)의 구조로 함으로써 고정접촉자(22)를 비교적 용이하게 제조할 수 있다.

그리고, 상기 실시예 4에서는 고정접촉자(22)의 형상을 제10도에 나타낸 바와 같은 것으로 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시예 4에서 나타낸 고정접촉자(22)는 가동접촉자의 동작을 방해하지 않도록 절결부를 가지고 있으나, 가동접촉자의 개폐동작을 방해하지 않도록 하기 위해서는 제7도에 나타낸 바와 같은 고정접촉자(21)의 구조로 해도 된다. 이 구조의 고정접촉자에서도 도체부(22a), (22b), (22c) 및 고정접점(3), 단자부(5)와 가동접촉자(1) 등과의 위치관계를 제8도와 동일하게 함으로써, 상기 실시예 4와 동일하게 해두면 동일한 효과가 있다.

[실시예 5]

제13도는 청구항 3의 발명의 일실시예에 의한 차단기의 온상태를 나타낸 구성도이다. 도면에 있어서, (23)은 고정접점(3)이 고착되어 있는 고정접촉자이며, 이 고정접촉자(23)에는 가동접점(2)이 고정접점(3)에 접촉할때에 가동접촉자(1)에 닿지 않도록 절결부 예를들면 홈이 절결되어 있다. (23a),(23b) 및 (23c)는 각각 고정접촉자(23)를 구성하고 있는 도체부이다. 이 온상태에서는 단자부(5)는 가동접촉자(1)의 단부(1a)보다 위쪽에 위치하고 있다. 고정접점(3)이 고착되어 있는 도체부(23c)와 단자부(5)의 접속은 도체부(23a)와 도체부(23b)로 이루어져 있다. 도체부(23a)는 전체가 가동접촉자(1)보다 위쪽에 위치하고 있으며, 도체부(23b)는 도체부(23a)와 도체부(23c)를 고정접점(3)의 위치보다 회동중심(14)측에서 상하방향으로 접촉하고 있다.

도체부(23c)는 가동접촉자(1)와 대략 평행으로 되어 있다.

제14도는 제13도의 차단기의 오프상태를 나타내 구성도이며, 단자부(5)에 접속되어 있는 도체부(23a)는 가동접점(2)의 접촉면보다 아래쪽에 위치하고, 또한 가동접촉자(1)의 가동접점(2)으로부터 회동중심(14)측의 일부분(1b)은 도체부(23a)보다 아래쪽에 위치하도록 되어 있다.

제15도는 단자부(5)와 접속한 고정접촉자(23)를 나타낸 사시도이다. 이 실시예에 있어서의 고정접촉자(23)는 도체부(23a), (23b), (23c)이고 U자형상으로 구성되어 있다. 또, 도체부(23a), (23b)에는 절결부를 형성하고, 가동접촉자(1)의 회동동작을 가능하게 하고 있다.

그리고, 제13도 및 제14도에서는 기구부 등을 생략하였다.

다음에, 동작에 대하여 설명한다. 단락적류 등의 대전류가 흐르면, 종래와 마찬가지로 기구부의 동작을 기다리지 않고 가동접촉자(1)가 회동하고, 접점(2), (3)이 개리하여, 접점(2), (3) 사이에 아크 A가 발생한다. 제16도는 접점(2), (3)이 개리한 직후의 상태 즉 가동접자(1)의 단부(1a)가 아직 도체부(23a)보다 아래쪽에 있는 상태를 나타내고 있다. 여기서, 화살표는전류를 표시하여, 소호판(6)은 간략화를 위해 생략하였다.

단자부(5)에서 도체부(23a)까지로 구성되는 전류경로는 모두 아크 A보다 위쪽에 있다. 이 결과, 이 전류경로가 발생하여 아크 A에 작용하는 전자력은 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이다. 도체부(23b)에 흐르는 전류는 아크 A와 역방향이므로, 도체부(23b)에 의한 전자력도 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이 된다. 또, 도체부(23c)에 의한 전자력도 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이 된다. 따라서, 이 고정접촉자(23)에 흐르는 전류가 발생하는 전자력은 모두 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이 된다. 이 결과, 접점개리직후의 아크 A는 강력히 지연되어 아크저항이 높아진다.

아크저향이 높아진다는 것은 접점(2), (3) 사이의 전압이 높아지는것을 의미하고 있다. 따라서, 이 전압을 이겨낼 수 있을 만큼의 절연거리가 접점(2), (3) 사이에 없으면, 접점사이에서 절연파괴가 일어나고 만다. 이 때문에, 가동접촉자(1)의 회동스피드가 크지 않으면 한류는 할 수 없다.

제16도에 나타낸 접점개리직후의 상태에서는 고정접촉자(23)에 흐르는 전류가가동접촉자(1)에 미치는 전자력중, 가동접촉자(1)의 회동스피드를 저하시키는 방향의 전자력이 도체부(23b)에 의해 발생한다. 그러나, 도체부(23b)에 의해 발생하는 전자력은 가동접촉자(1)중 도체부(23b)로부터 회동중심(14)측의 부분에 미칠 뿐이고, 기타의 고정접촉자(23)에 흐르는 전류는 모두 가동접촉자(1)의 회동스피드를 높이는 방향의 전자력을 발생한다. 더욱이, 도체부(23b)도 가도접촉자(1)중 도체부(23b)로부터 가동접점(2)측의 부분에는 회동스피드를 높이는 전자력을 미친다. 따라서, 접점개리직후의 가동접촉자(1)의 회동스피드는 커진다. 또한, 제17도에 나타낸 바와 같이 가동접촉자(1)가 최대로 회동한 상태가 될때까지 가동접촉자(1)의 일부분(1b)에는 가동접촉자(1)를 회동시키는 전자력이 계속 작용한다. 따라서, 접점개리직후로부터 최대회동위치에 가동접촉자(1)가 도달하기까지의 시간이 단축된다. 이 때문에, 접점간에 높은 전압이 걸려도 절연파괴를 일으키지 않고, 우수한 한류성능이 발휘된다.

제17도는 제13도의 차단기의 가동접촉자(1)가 최대로 회동한 상태를 나타낸 구성도이며, 이때에는 전류도 접점개리직후에 비해 증대하고 있다 이 상태에서는 단자부(5)에서 도체부(23a)까지도 구성된 전류경로보다 위쪽에 위치하는 아크 A에 작용하는 전자력중, 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘은 도체부(23b), (23c)에 의한 전력뿐이다. 가동접촉자(1)에 흐르는 전류에 의한 전자력은 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 힘이다. 도체부(23a)에 의한 이 부분의 아크 A에 작용하는 전자력은 아크 A를 단자부(5)측과 역방향으로 지연시키는 힘이며, 가동접촉자(1)에 의한 전자력과 도체부(23c)에 의한 전자력은 대략 상쇄된다.

고정접촉자(23)의 도체부(23b)의 위치와 길이를 고려하면, 도체부(23b)에 의해서 가해지는 전자력보다 가동접촉(1)와 도체부(23c)에 의해 상쇄되는 전자력쪽이 크다. 이 결과, 도체부(23a)보다 위쪽의 아크 A를 단자부(5)측으로 지연시키는 전자력이 적어지는 것은 명백하다.

이 결과, 배기공(13)으로부터의 고온가스의 방출량은 적어진다. 또, 이 부분의 아크 A의 지연은 적고, 발생하는 아크에너지도 적으므로, 차단기내의 손상도 저감시킬 수 있다. 또한, 제15도와 같은 고정접촉자(23)의 구조로 함으로써 고정접촉자(23)를 비교적 용이하게 제조할 수 있다.

[실시예 6]

다음에, 청구항 3의 방법의 다른 실시예를 제18도, 제19도에 나타낸다. 제18도는 가동접촉자(1)의 온상태를 나타내며, 제19도는 가동접촉자(1)의 오프상태를 나타낸다. 단자부(5)에 접속하여 있는 도체부(23a)와 고정접점(3)이 고착되어 있는 도체부(23c)의 사이의 접속은 가동접촉자(1)의 회동중심(14)에 대하여 가동접촉자(1)의 선단부(1a)와 반대측에 있어서 도체부(23b)에 의해 이루어져 있다. 이와 같은 형상으로 함으로써, 최소한 가동접촉자(1)의 일부분(1b)은 항상 도체부(23a)보다 아래쪽에 위치하게 된다. 따라서, 이 실시예에 있어서도 상기 실시예 5와 동일한 효과가 있다.

그리고, 상기 실시예 5, 6에서는 가동접촉자(1)의 개폐동작을 방해하지 않기 위해, 고정접촉자(23)에 절결부를 형성하였으나,이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 제7도와 동일한 전체형상이고, 도체부(23a), (23b), (23c)와 각 부의 위치관계를 상기 실시예 5, 6과 동일하게 하면, 상기 실시예 5, 6과 동일하게 하면, 상기 실시예 5, 6과 동일한 효고를 얻을 수 있다.

또, 상기 실시예 1~6에서는 차단기의 경우에 대하여 설명하였으나, 다른 개폐기라도 되며, 상기 실시예와 같은 효과를 얻는다.

또한, 상기 실시예 1~6에서는 설명을 용이하게 하개 위해, 온상태의 가동접점(2)이 고정접점(3)으로부터 개리하는 방향을 위쪽으로 하였으나, 개폐기의 장착방향은 특히 한정되지 않는다.

이상 설명한 바와 같이, 청구항 1의 발명에 의하면, 온상태의 가동접점이 고정접점으로부터 개리하는 방향을 위쪽으로 했을때, 고정접촉자를 단자부가 접속되어 있는 제1도체부, 고정접점이 고착되어 있는 제2도체부, 제1도체부와 제2도체부를 상하방향으로 접속하고 있는 제3도체부로 구성하고, 고정접점의 가동접점과의 접촉부위 위치를 단자부의 위치를 단자부의 위치보다 아래쪽에 배치하고, 제3도체부를 고정접점의 위치보다 회동중심측에 배치하고, 제1도체부를 접점이 온상태일때에 접점의 접촉면의 위치보다 위쪽에 배치하는 동시에, 접점이 오프상태일때는 가동접점의 접촉면의 위치보다 아래쪽에 배치하도록 구성하였으므로, 고정접촉자로 구성되는 전류경로가 모두 접점개리직후의 아크를 단자부측으로 지연시키는 전자력을 발생하고, 또한 가동접촉자가 최대로 회동한 위치에 있어서는 아크를 단자부측으로 지연시키는 전자력을 감소시키도록 작용하여, 우수한 한류성능을 가지며, 또한 아크에너지에 의한 손상이나 고온가스의 방출이 적은 개폐기를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또, 청구항 2의 발명에 의하면, 제1도제부를 접점이 온상태일때에 가동접촉자의 타단부의 위치보다 위쪽에 배치하는 동시에, 접점이 오프상태일때에 가동접점의 접촉면의 위치보다 아래쪽에 배치하도록 구성하였으므로, 고정접촉자로 구성되는 전류경로가 모두 접점개리직후의 아크를 단자부측으로 지연시키는 전자력을 발생하고, 또 가동접촉자의 회동스피드를 높이는 토크도 증대시키며, 또한 가동접촉자가 최대로 회동한 위치에 있어서는 아크를 단자부측으로 지연시키는 전자력을 감소시키도록 작용하여, 우수한 한류성능을 가지며, 또한 아크에너지에 의한 손상이나 고온가스의 방출이 적은 개폐기를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또한, 청구항 3의 발명에 의하면, 제1도체부를 접점이 오프상태일때에 가동접점의 접촉면의 위치보다 아래쪽에 배치하고, 또한 가동접점으로부터 회동중심측의 가동접촉자의 일부분보다 위쪽에 배치하도록 구성하였으므로, 고정접촉자로 구성되는 전류경로가 모두 접점개리직후의 아크를 단자부측으로 지연시키는 전자력을 발생하고, 또 가동접촉자의 회동스피드를 높이는 전자력이 접점개리시로부터 가동접촉자가 최대로 회동할때까지 계속 작용하며, 또한 가동접촉자가 최대로 회동한 위치에 있어서는 아크를 단자부측으로 지연시키는 전자력을 감소시키도록 작용하여, 우수한 한류성능을 가지며, 또항 아크에너지에 의한 손상이나 고온가스의 방출이 적은 개페기를 얻을 수 있는 효과가 있다.

또, 청구항 4의 발명에 의하면, 제2도체부는 일단부인 제3도체부와의 접속부로부터 온상태의 가동접촉자와 실질적으로 평행한 방향으로 뻗는 부분을 통하여 고정접점을 고착하는 타단부에 접속하도록 구성함으로써, 아크저항이 상승이 빠르고, 보다 한류성능이 향상된다.

또, 청구항 5의 발명에 의하면, 고정접촉자는 제1도체부, 제3도체부, 제2도체부로 U자형상을 이루고, 그 제1도체부와 제3도체부에 절결부를 형성하여, 가동접촉자의 회동동작을 가능하게 함으로써 가종접촉장와 접리가능한 고정접촉자를 비교적 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims (5)

1. 일단부에 회동중심을 가지며, 타단부에 가동접점이 고착되어 있는 가동접촉자, 이 가동접촉자의 회동에 의해 상기 가동접점과 접리(接離) 가능한 고정접점이 일단부에 고착되어 있는 고정접촉자 및 상기 고정접촉자의 타단부에 접속되어 있는 단자부를 구비하고 있는 개폐기에 있어서, 온상태의 상기 가동접점이 상기 고정접점으로부터 개리(開離)하는 방향을 위쪽으로 했을때, 상기 고정접촉자를 상기 단자부가 접속되어 있는 제1도체부, 상기 고정접점이 고착되어 있는 제2도체부, 및 상기 제1도체부와 상기 제2도체부를 상하방향으로 접속하고 있는 제3도체부로 구성하고, 상기 고정접점의 상기 가동접점과의 접촉부의 위치를 상기 단자부의 위치보다 아래쪽에 배치하고, 상기 제3도체부를 상기 고정접점의 위치보다 상기 외동중심부측에 배치하고, 상기 제1도체부를 상기 접점이 온상태일때에 상기 접점의 접촉면의 위치보다 위쪽에 배치하는 동시에, 상기 접점이 오프상태일때에 상기 가동접점의 접촉면의 위치보다 아래쪽에 배치하도록 구성한 것을 특징으로 하는 개폐기.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1도체부를 상기 접점이 온상태일때에 상기 가동접촉자의 타단부의 위치보다 위쪽에 배치하는 동시에, 상기 접점이 오프상태일때에 상기 가동접점의 접촉면의 위치보다 아래쪽에 배치하도록 구성한 것을 특징으로 하는 개폐기.
3. 제2항에 있어서, 상기 제1도체부를 상기 접점이 오프상태일때에 상기 가동접점의 접촉면의 위치보다 아래쪽에 배치하고, 또한 상기 가동접점으로부터 상기 회동중심측의 가동접촉자의 일부분보다 위쪽에 배치하도록 구성한 것을 특징으로 하는 개폐기.
4. 제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서, 제2도부도체는 일단부인 제3도체부와의 접속부로부터 온상태의 가동접촉자와 실질적으로 평행한 방향으로 뻗는 부분을 통하여 고정접점을 고착하는 타단부에 접속하도록 구성한 것을 특징으로 하는 개폐기.
5. 제1항 내지 제3항중 어느 한항에 있어서, 고정접촉자는 제1도체부, 제3도체부,제2도체부로 U자형상을 이루고, 그 제1도체부와 제3도체부에 절결부를 형성하여, 가동접촉자의 회동동작을 가능하게 한것을 특징으로 하는 개폐기.