KR970004395B1 - 급속회로 차단기용 정지 장치 - Google Patents

Abstract

없음.

Description

급속회로 차단기용 정지 장치

제1도는 급속회로 차단기의 접속장치의 원리를 나타낸 도면.

제2도는 본 발명에 따른 정지 장치의 요부를 나타낸 도면.

제3도는 제2도의 정지 장치에서 작용하는 힘을 나타낸 도면.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

4 : 접촉 브릿지13 : 축

14 : 롤러15 : 조작봉

16 : 링크25 : 격발장치

본 발명은 급속회로 차단기용 정지 장치로서 가동접촉 브릿지의 일축에 회전가능하게 지지한 롤러를 갖춘 것에 관한 것이다. 이 롤러를 회로 접속 방향으로 작용시키는 것으로서 롤러를 향한 정면이 적어도 부분적으로 그 롤러의 윤곽에 맞추어져 있는 링크를 형성하고 있는 조작봉이 회전가능하게 지지되어 있다. 접촉 브릿지는 하나의 장치에 의해서 회로 차단 방향으로 움직이는 것이다. 아울러, 조작봉에 대하여 작용하는 것으로서 격발장치가 있다.

급속회로 차단기용으로서, 가동접촉 브릿지의 일축에 회전할 수 있도록 지지한 롤러를 갖춘 정지 장치는 공지되어 있다. 회로 접속시에 자석을 통해서 작용하는 조작봉이 롤러에 대하여 작용하여 접촉 브릿지를 고정 접점에 대하여 밀어붙임으로써 급속회로 차단기를 통한 전류회로를 접속하게 되는 것이다. 즉, 필요한 접촉력이 자석으로부터 조작봉을 거쳐서 롤러로 전달되는 것이다. 급속회로 차단기의 정상적인 회로 차단시에는 자석이 비여기됨과 아울러 롤러에 대하여 작용하는 바이어스 차단 스프링이 접촉 브릿지를 당겨서 차단위치로 가져오게 된다. 따라서, 발생된 불꽃방전이 꺼지게 된다. 그러나, 금속회로 차단기를 통해서 단락 전류가 흐르기 때문에 정상적인 회로 차단 상태가 오래 지속됨과 아울러, 직접 그 단락 전류에 의해서 동작하는 격발 장치가 여기된다. 이 격발 장치는 조작봉에 대하여 작용하여 롤러와 조작봉 사이의 정지 장치가 해제되도록 하는 것이다. 그러면 롤러에 작용하는 회로 차단 스프링이 즉시 작용을 해서 접촉 브릿지가 급히 회로 차단 방향으로 당겨지게 되는 것이다.

조작봉에 대하여 작용하는 격발 장치, 예컨대 격발자석은 높은 반력을 극복하고서 조작봉을 롤러에 대하여 상대적으로 확실하게 움직일 수 있도록 하기 위해서는 역학적인 차원을 결정해야 하는 것이다. 격발장치를 정도가 좀 낮게 구성을 하면 회로 차단 시간이 너무 증가하게 된다.

본 발명의 목적은 청구범위에서 특징으로 하는 바와 같이, 급속회로 차단기의 접촉 브릿지를 위한 것으로서, 매우 빨리 해제되기 때문에 높은 차단 전류, 특히 단락 전류를 아주 빨리 차단시킬 수 있는 정지 장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 잇점은 본질적으로, 정지 장치가 해제되자마자 롤러에 대하여 회로 접속 방향으로 작용하고 있던 힘의 성분이 조작봉의 움직임을 더욱 가속시킴으로써 더 빨리 접촉 브릿지가 회로 차단 동작을 할 수 있게 된다는 것이다.

본 발명의 다른 특징들은 종속 청구범위의 대상들이다.

본 발명에 관해서 첨부한 도면을 예로 들어 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

급속회로 차단기의 접촉 장치를 제1도에 개략적으로 도시하였다. 접촉 레일(1)에 고정 접편(2)이 부착되어 있다. 회로 접속 상태에서는 이 고정 접편(2)에 가동 접편(3)이 접촉되어 있게 되는데, 이 가동 접편(3)은 가동 접촉 브릿지(4)의 일단에 결합되어 있는 것이다. 가동 접촉 브릿지(4)의 타단에는 전류 이동에 적합하게 만든 롤러 베어링(5)이 회동할 수 있도록 형성되어 있다. 이 롤러 베어링(5)는 접촉 레일(6)속에 놓여져 있다. 지금까지 설명한 구성 요소(1~6)들이 급속회로 차단기의 주회로부를 형성하는 것이다. 회로 차단 동작시에 고정 접편(2)과 가동 접편(3)사이에서 생기는 불꽃방전은 공지의 방식으로 방전봉(8 및 9)으로 전달되면서, 짧은 순간에 보조 회로부(10)에 전류가 흐르게 된다. 따라서, 접촉 브릿지는 더이상 전류를 통과시키지 않게 되어 회로 차단 위치에서는 더이상 부하를 받지 않게 된다. 불꽃방전은 방전봉(8,9)으로부터 공지의 방식으로 다수의 도시하지 않은 소화판으로 흘러가서 꺼지자마자, 급속회로 차단기를 통한 전류는 명확하게 중단된다. 따라서, 고정 접편(2)과 가동 접편(3) 사이에는 다시 전위차가 존재하게 된다.

접촉 브릿지(4)는 그 길이 방향으로 연장되어 있는 구멍(12)을 갖추고 있다. 이 구멍(12)의 벽에는 하나의 축(13)이 지지되어 있는데, 이 축상에는 원통형으로 형성된 롤러(14)가 회전식으로 설치되어 있다. 이 축(13)과 롤러(14)는 하나의 공통 축선을 갖게 되는 바, 이 축선은 접촉 브릿지(4)의 이동 방향에 대하여 수직으로 존재하는 것이다. 접촉 브릿지(4)의 회로 접속 상태에서는 롤러(14)가 조작봉(15)상에 놓여지게 되는데, 이 조작봉의 롤러(14)와 마주한 정면은 적어도 부분적으로는 롤러의 윤곽에 맞추어져 있는 링크(16)를 형성하게 된다. 롤러의 반대쪽에 있는 조작봉(15)의 단부는 절연부재(17)로 회전가능하게 지지되어 있다. 도시하지는 않았으나 기본적으로 잘 알려져 있는 개폐장치와 절연부재(17)를 결합시키는 것은 결합대(18)이다. 스프링(19)은 절연재로 된 지지대(20)상에 지지되어 조작봉(15)을 롤러(14)에 대하여 상방으로 밀어부치는 것이다. 개폐장치는 이 조작봉(15)을 통해서 롤러(14)와 아울러, 접촉 브릿지(4)에 대하여 작용하는 것이다. 이것은 고정 접편(2)과 가동 접편(3)간의 접촉력을 형성해서 접편의 가능한 접촉 마모를 자동적으로 보상하게 된다.

접촉 브릿지(4)에 대한 회로 접속 방향으로 작용하는 힘은 개폐 장치에 의해서 도입된다. 정상적인 동작에 의한 회로 차단시에는 회로 접속 방향의 힘이 제거되고, 회로 차단 스프링(22)이 직접 접촉 브릿지(4)에 작용해서 접촉 브릿지를 회로 차단 위치로 끌어당기게 된다. 이 회로 차단 스프링(22)은 적어도 한쪽을 절연시켜서 전류가 그 스프링을 통해서 분산되지 못하도록 해야 한다. 매우 강한 전류, 즉 단락 전류를 차단시키기 위해서는 그 차단 동작을 가속시켜야 한다. 보조 격발 장치(25), 예컨대 자석은 그 강한 전류에 의해서 직접 여기되어서 구멍(12)을 통해서 나와 있는 조작봉(15)의 단부(27)에 대하여 작용대(26)에 의해서 작용을 하게 된다. 따라서, 조작봉(15)은 하방으로 밀려나게 되고, 롤러(14)는 링크(16)를 따라서 회로 차단 방향으로 굴러가게 된다. 이렇게 해서, 롤러(14)와 조작봉(15)간의 정지 장치는 아주 빨리 해제되게 된다.

이제, 제2도를 참조해서 정지 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다. 조작봉(15)의 링크(16)를 형성하고 있는 정면은 일부가 롤러의 윤곽에 맞추어져 있다. 링크(16)의 롤러의 윤곽에 맞추어져 있는 부분은 점(A)에서 롤러(14)에 대하여 접선 방향으로 뻗은 단면부로 이어지게 된다. 링크(15)는 접촉 브릿지(4)의 회로 접속 상태에서 롤러(14)를 움직이는 마찰력이 평형 상태를 이루도록 형성되어 있다. 롤러(14)에 대하여 접선 방향으로 뻗은 링크(16)의 단면부는 회로 접속 방향에 대하여 각(90°~α)으로 기울어져 있다. 회로 접속 방향은 도면에 화살표(28)로서 표시하였다. 각(α)은 회로 접속 방향과 결합선(29)간의 각도로서 정의되는 바, 결합선은 점(A)과 축(13)의 중심점(Z)을 잇는 것이다. 아울러, 각 (α)는 롤러(14)에 대하여 접선 방향으로 뻗은 링크(16)의 단면부와 조작봉(15)의 회로 접속 방향에 대하여 직각으로 뻗은 선간 각도로서 정의하기도 한다. 롤러(14)에 대하여 접선 방향으로 뻗은 링크(16)의 단면부는 조작봉(15)의 바로 상부 모서리에 이르기까지 직선으로 뻗은 것은 아니라, 도면에 점선(30)으로 표시한 바와 같이 그 상부 모서리를 어느 정도 둥글게 해서 롤러(14)가 잘 통과할 수 있도록 한다.

제3도에 롤러(14) 및 조작봉(15)사이의 점(A)에서 작용하는 기본적인 힘들을 표시하였다. 힘(P₁)은 개폐 장치를 통해서 형성된 것으로서 회로 접속 방향으로 작용한다. 이 힘(P₁)은 공지의 방식으로 성분(P₂및 P₃)으로 분해된다. 성분(P₂)은 축(13)의 중심점(Z)의 방향으로 작용하고, 성분(P₃)은 식 P₃=P₁·sinα로 표시할 수 있는 것으로서 성분(P₂)에 대하여 직각으로 작용하는 것이다. 성분(P₃)은 평행하게 이동시켜서 그 작용 방향이 접선 방향으로 뻗은 링크(16)의 단면부의 방향과 일치하게끔 하였다. 따라서, 이 성분은 위에서부터 점(A)에 대하여 작용하는 것이다. 이 힘의 성분(P₃)은 동일한 축에 대하여 크기가 정확하게 같은 반작용력(P₄)을 형성하게 된다. 이 힘(P₄)은 마찰력의 합으로서, 본 장치에서 축(13), 롤러(14) 및 링크(16)사이에서 작용하는 것이다.

따라서, 롤러(14) 및 링크(16)사이에서 작용하는 마찰력(P₄₁)은 식 P₄₁=P₁·cosα·C₆로서 나타낼 수 있는 바, 식중 C₆는 롤러(14)와 링크(16)간의 마찰계수이다. 축(13)과 롤러(14)간의 마찰력은 롤러(14)의 반경(R₂)에 대한 축(13)의 반경(R₁)에 비례해서 작아지게 된다.

이 마찰력에 의해서 점(A)에 작용하는 힘의 성분은

P₄₂=P₁·cosα·C₅·

이다. 힘(P₄)은 식 P₄=P₄₁+P₄₂에 의해서 결정된다. 성분(P₃)과 힘(P₄)은 서로 같으므로 각(α)의 값을 구하면 다음의 식

tanα=C₅·

+ C₆

이 나온다.

롤러(14)의 외부 작용면에는 홈을 형성시켜 놓을 수도 있다. 이 홈은 조작봉(15)의 정면을 안내하는 역할을 하는 것이다. 이렇게 하면 조작봉(15)이 롤러(14)의 측면으로 미끄러져 버리는 현상을 방지할 수 있게 된다. 아울러, 그 두 부분이 서로 기울어지는 현상도 방지할 수 있게 된다. 부언하면, 조작봉(15)의 정면을 롤러(14)의 홈의 형상과 동일하게 만들면 더욱 잘 안내할 수 있게 된다.

Claims (4)

1. 가동 접촉 브릿지(4)의 축(13)에 회전가능하게 지지한 롤러(14), 이 롤러(14)를 회로 접속 방향으로 작용시키는 것으로 롤러(14)에 대향하는 정면이 적어도 부분적으로 그 롤러의 윤곽에 맞추어져 있는 링크(16)를 형성하도록 하여 회전가능하게 지지한 조작봉(15), 접촉 브릿지(4)를 회로 차단 방향으로 움직이는 장치 및 조작봉(15)에 작용하는 격발 장치(25)로 구성한 것으로서, 접촉 브릿지(4)의 회로 접속 상태에서는 롤러(14)를 움직이는 마찰력이 보상이 되도록 링크(16)을 형성하였음을 특징으로 하는 급속회로 차단기용 정지 장치.
2. 제1항에 있어서, 링크(16)에 있어서 롤러의 윤곽에 맞추어져 있는 부분은 롤러(14)에 대하여 접선 방향으로 뻗는 단면부로 연장되도록 하고 링크의 롤러에 대하여 접선 방향으로 뻗은 단면부는 회로 접속 방향에 대하여 90°~α의 각도로 기울어져 있고 각 α는 다음 식

   tanα=C₅·

   

   + C₆

   에 의해서 결정되고, 식중 C₅는 축(13)과 롤러(14)간의 마찰계수이고, C₆는 롤러(14)와 링크(16)간의 마찰계수이고, R₁은 축(13)의 반경이고, R₂는 롤러(14)의 반경을 표시함을 특징으로 하는 정지 장치.
3. 제1항에 있어서, 롤러(14)의 작용면에는 조작봉(15)의 정면에 대한 안내부로서의 역할을 하는 홈이 갖추어져 있음을 특징으로 하는 정지 장치.
4. 제3항에 있어서, 조작봉(15)의 정면은 상기한 홈의 형상에 맞추어져 있음을 특징으로 하는 정지 장치.

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