WO2023043137A1 - 기중 차단기 - Google Patents

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WO2023043137A1
WO2023043137A1 PCT/KR2022/013557 KR2022013557W WO2023043137A1 WO 2023043137 A1 WO2023043137 A1 WO 2023043137A1 KR 2022013557 W KR2022013557 W KR 2022013557W WO 2023043137 A1 WO2023043137 A1 WO 2023043137A1
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WO
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contact springs
movers
length
contact
accommodating
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/013557
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이상철
Original Assignee
엘에스일렉트릭 (주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘에스일렉트릭 (주) filed Critical 엘에스일렉트릭 (주)
Priority to CN202280060080.2A priority Critical patent/CN117916840A/zh
Publication of WO2023043137A1 publication Critical patent/WO2023043137A1/ko

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00—Contacts
    • H01H1/50—Means for increasing contact pressure, preventing vibration of contacts, holding contacts together after engagement, or biasing contacts to the open position
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H31/00—Air-break switches for high tension without arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H31/02—Details

Definitions

  • the present invention relates to an air circuit breaker, and more particularly, to an air circuit breaker capable of energizing and blocking by a mover.
  • a conventional circuit breaker opens and closes a device that receives power from a transmission system or line, or cuts off current when a safety accident such as overload or short circuit occurs, and protects the power system and load equipment.
  • Such a conventional circuit breaker is provided with a mover and a stator in contact with the mover, and when the mover contacts the stator, current flows in the line, and when a large current flows in the line due to a safety accident, the mover is separated from the stator. Cut off the current in the line.
  • the present invention is to solve the above problems, and to provide an air circuit breaker capable of stably maintaining a state in which a mover is in contact with a stator when a line is energized.
  • an air circuit breaker includes a body portion having an opening with one side open; a plurality of movers rotatably coupled to the body and inserted into the opening; and a plurality of contact springs accommodated in the body and providing elastic force to each of the plurality of movers, wherein the plurality of contact springs include: a plurality of first contact springs; and a plurality of second contact springs disposed between the plurality of first contact springs, wherein the plurality of first contact springs provide a greater elastic force to the plurality of movers than the plurality of second contact springs.
  • the body portion includes a plurality of accommodating portions accommodating the plurality of contact springs
  • the plurality of accommodating portions include: a plurality of first accommodating portions accommodating the plurality of first contact springs; and a plurality of second accommodating portions accommodating the plurality of second contact springs, and a length of the plurality of second accommodating portions may be longer than a length of the plurality of first accommodating portions.
  • the length of the plurality of first contact springs is equal to the length of the plurality of second contact springs, and the plurality of first contact springs are the length of the plurality of second accommodating parts and the plurality of second accommodating parts.
  • the plurality of second contact springs may protrude outward from the body part from the plurality of accommodation parts rather than the plurality of second contact springs.
  • the length of the plurality of second accommodating parts may increase as the distance from the plurality of first accommodating parts increases.
  • the lengths of the plurality of first contact springs may be longer than the lengths of the plurality of second contact springs.
  • the lengths of the plurality of second contact springs may be shortened as the distance from the plurality of first contact springs increases.
  • the elastic modulus of the plurality of first contact springs may be greater than the elastic modulus of the plurality of second contact springs.
  • a plurality of contact springs provide a large elastic force only to a plurality of movers disposed in an outer region among a plurality of movers, and a plurality of movers disposed in a central region among a plurality of movers.
  • the mover can maintain contact with the stator when the line is energized without providing excessive force to all of the plurality of contact springs.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an air circuit breaker according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view showing an air circuit breaker according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a view schematically showing a state in which a contact spring is accommodated in a body part.
  • FIG. 4 is a view showing an opening of the body part.
  • FIG. 5(a) shows a state before a plurality of contact springs are accommodated in a plurality of accommodating units
  • FIG. 5(b) shows a state in which a plurality of contact springs are accommodated in a plurality of accommodating units.
  • FIG. 6 is a graph showing relative current densities according to a plurality of movers.
  • FIG. 7 is a table showing currents according to a plurality of movers.
  • FIG. 8(a) shows a state before a plurality of contact springs of an air circuit breaker according to another embodiment of the present invention are accommodated in a plurality of accommodation units
  • FIG. 8(b) shows a plurality of contact springs in a plurality of accommodation units. It is a drawing showing the accepted appearance.
  • FIG. 9 is a view showing a plurality of contact springs of an air circuit breaker according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing parts of a plurality of contact springs of an air circuit breaker according to another embodiment of the present invention.
  • a “module” or “unit” of a component used in an embodiment of the present invention performs at least one function or operation.
  • a “module” or “unit” may perform a function or operation by hardware, software, or a combination of hardware and software.
  • a plurality of “modules” or “units” other than “modules” or “units” to be executed in specific hardware or to be executed in at least one processor may be integrated into at least one module. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an air circuit breaker according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a front view showing an air circuit breaker according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a schematic view showing a contact spring accommodated in a body part.
  • Figure 4 is a view showing the opening of the body portion.
  • an air circuit breaker 100 includes a body 110, a mover 120, and a plurality of contact springs 140.
  • the body portion 110 includes a plurality of openings 115 with one side open. At this time, a partitioning part 113 is formed in the body part 110 to partition the plurality of openings 115 from each other.
  • the mover 120 is composed of a plurality of movers 121 spaced apart from each other.
  • the plurality of movers 121 are arranged side by side with each other.
  • the plurality of movers 121 include a plurality of first movers 121a and 121c and a plurality of second movers 121b disposed between the plurality of first movers 121a and 121c.
  • the plurality of movers 121 are made of a copper material.
  • the plurality of movers 121 are not limited to the copper (Cu) material and may be made of various materials having electrical conductivity.
  • the plurality of movers 121 are provided with a contact portion 123 to which a stator (not shown) is in contact.
  • the contact part 123 is made of a silver material.
  • the contact portion 123 is not limited to a silver (Ag) material and may be made of various materials having electrical conductivity.
  • the plurality of movers 121 are rotatably coupled to the body part 110 .
  • a rotating shaft 131 is provided below the body part 110 , and the plurality of movers 121 are connected to the rotating shaft 131 .
  • the plurality of movers 121 rotate around the rotation shaft 131, the plurality of movers 121 come into contact with the stator (not shown) or are separated from the stator (not shown). do.
  • the air circuit breaker 100 is provided with a terminal 130 electrically connected to the mover 120 .
  • the current is sequentially moved through the contact portion 123, the mover 120, and the terminal 130.
  • the plurality of contact springs 140 are accommodated in the body part 110 . Also, the plurality of contact springs 140 provide elastic force to each of the plurality of movers 121 . In addition, the plurality of contact springs 140 include a plurality of upper contact springs 141 and a plurality of lower contact springs 142 disposed below the plurality of upper contact springs 141 .
  • the contact spring 140 provides an elastic force to the mover 120, so that the mover 120 generates an electric repulsive force due to energization. 120 is prevented from being separated from the stator (not shown).
  • FIG. 5(a) shows a state before a plurality of contact springs are accommodated in a plurality of accommodating units
  • FIG. 5(b) shows a state in which a plurality of contact springs are accommodated in a plurality of accommodating units.
  • the plurality of contact springs 141 include a plurality of first contact springs 141a and 141c and a plurality of second contact springs 141b.
  • the plurality of second contact springs 141b have the same length as the plurality of first contact springs 141a and 141c. Also, the plurality of second contact springs 141b are disposed between the plurality of first contact springs 141a and 141c.
  • the body part 110 is provided with a plurality of accommodating parts 115a, 115b, and 115c in which the plurality of contact springs 141 are accommodated.
  • the plurality of accommodating portions 115a, 115b, and 115c include a plurality of first accommodating portions 115a and 115c and a plurality of second accommodating portions 115b.
  • the plurality of first accommodating portions 115a and 115c accommodate the plurality of first contact springs 141a and 141c.
  • the lengths of the plurality of first contact springs 141a and 141c are longer than the lengths of the plurality of first accommodating parts 115a. Accordingly, the plurality of first contact springs 141a and 141c protrude outward from the body part 110 while being accommodated in the plurality of first accommodating parts 115a and 115c.
  • the plurality of first contact springs 141a and 141c contact the plurality of first movers 121a and 121c (see FIG. 1 ) to provide elastic force.
  • the plurality of second accommodating portions 115b accommodate the plurality of second contact springs 141b.
  • the length of the plurality of second contact springs 141b is longer than the length of the plurality of second accommodating parts 115b. Accordingly, the plurality of second contact springs 141b protrude outward from the body part 110 while being accommodated in the plurality of second accommodating parts 115b.
  • the plurality of second contact springs 141b contact the plurality of second movers 121b (see FIG. 1 ) to provide elastic force.
  • the lengths of the plurality of second accommodating parts 115b are longer than the lengths of the plurality of first accommodating parts 115a and 115c.
  • the plurality of first contact springs 141a and 141c have a length of the plurality of second accommodating parts 151b and the plurality of second accommodating parts 151a and 151c. ) protrudes outward from the body part 110 more than the plurality of second contact springs 141b by a difference (G) in length.
  • the plurality of first contact springs 141a and 141c provide a greater elastic force to the plurality of movers 121 (see FIG. 1 ) than the plurality of second contact springs 141b.
  • FIG. 6 is a graph showing relative current densities according to a plurality of movers
  • FIG. 7 is a table showing conduction current according to a plurality of movers.
  • the X coordinate represents the plurality of movers 121 (see FIG. 1).
  • a indicated on the X coordinate is a plurality of first movers 121a disposed on the left outer periphery
  • c indicated on the X coordinate is a plurality of first movable members 121c disposed on the right outer periphery
  • the Y coordinate indicates a relative current density flowing through the plurality of movers 121 .
  • the position of the mover refers to the plurality of movers 121 sequentially from the left outer shell to the right outer shell.
  • position 1 of the mover represents a plurality of first movers 121a (see FIG. 1) disposed on the left outer shell
  • position 10 of the mover represents a plurality of first movers 121c disposed on the right outer shell.
  • Positions 2 to 9 of the movers indicate the plurality of second movers 121b.
  • the magnitude of the current of the plurality of first movers 121a and 121c is greater than that of the plurality of second movers 121b.
  • the plurality of first contact springs 141a and 141c provide a greater elastic force to the plurality of movers 121 than the plurality of second contact springs 141b (see FIG. 5), The plurality of first movers 121a and 121c are prevented from being separated from the stator (not shown).
  • FIG. 8(a) shows a state before a plurality of contact springs of an air circuit breaker according to another embodiment of the present invention are accommodated in a plurality of accommodation units
  • FIG. 8(b) shows a plurality of contact springs in a plurality of accommodation units. It is a drawing showing the accepted appearance.
  • an air circuit breaker according to another embodiment of the present invention includes a body, a mover, and a plurality of contact springs, and components the same as or similar to those of the previous embodiment. , is replaced with the above description, and in this embodiment, the plurality of accommodating units 215a, 215b, 215c, 215d, 215e, 215f, 215g, 215h, 215i, and 215j will be focused on.
  • the plurality of accommodating portions 215a, 215b, 215c, 215d, 215e, 215f, 215g, 215h, 215i, and 215j include a plurality of first accommodating portions 215a, 215j and a plurality of second accommodating portions 215b, 215c, 215d, 215e, 215f, 215g, 215h, 215i).
  • the plurality of second accommodating portions 215b, 215c, 215d, 215e, 215f, 215g, 215h, and 215i have different lengths that become longer as the distance from the plurality of first accommodating portions 215a and 215j increases.
  • the plurality of contact springs 241 include a plurality of first contact springs 241a and 241j accommodated in the plurality of first accommodating parts 215a and 215j and lengths 215b and 215c of the plurality of second accommodating parts. , 215d, 215e, 215f, 215g, 215h, and a plurality of second contact springs (241b, 241c, 241d, 241e, 241f, 241g, 241h, 241i) accommodated in 215i.
  • the plurality of contact springs 241 are accommodated in the plurality of accommodating parts 215a, 215b, 215c, 215d, 215e, 215f, 215g, 215h, 215i, and 215j, the plurality of contact springs 241 are centered. It protrudes more as you go outward.
  • the plurality of movers 121 provide greater elastic force from the center to the outer edge.
  • FIG. 9 is a view showing a plurality of contact springs of an air circuit breaker according to another embodiment of the present invention.
  • an air circuit breaker according to another embodiment of the present invention includes a body portion, a mover, and a plurality of contact springs, and the same or similar components as those of the previous embodiment are replaced with the above description, , In this embodiment, the plurality of contact springs 341 will be focused on.
  • the plurality of contact springs 341 are accommodated in a plurality of accommodating units.
  • the plurality of accommodating parts have the same length.
  • the plurality of contact springs 341 include a plurality of first contact springs 341a and 341j and a plurality of second contact springs 341b, 341c, 341d, 341e, 341f, 341g, 341h and 341i.
  • the lengths of the plurality of second contact springs 341b, 341c, 341d, 341e, 341f, 341g, 341h, and 341i are shorter as the distance from the plurality of first contact springs 341a and 341j increases.
  • the plurality of contact springs 341 protrude further from the center to the outside.
  • the plurality of movers 121 provide greater elastic force from the center to the outer edge.
  • FIG. 10 is a view showing parts of a plurality of contact springs of an air circuit breaker according to another embodiment of the present invention.
  • a plurality of contact springs of the air circuit breaker according to another embodiment of the present invention have the same length. Also, the plurality of contact springs are accommodated in a plurality of accommodating units, and the plurality of accommodating units have the same length.
  • the plurality of contact springs include a plurality of first contact springs and a plurality of second contact springs disposed between the plurality of first contact springs.
  • the elastic modulus of the plurality of first contact springs is greater than the elastic modulus of the plurality of second contact springs.
  • the plurality of first contact springs provide a greater elastic force to the plurality of movers 121 than the plurality of second contact springs.
  • the wire diameters D of the plurality of first contact springs are larger than the wire diameters of the plurality of second contact springs, so that the plurality of first contact springs have a wire diameter D.
  • the elastic modulus of the contact spring is greater than the elastic modulus of the plurality of second contact springs.
  • the effective number of coil spring windings (C) of the plurality of first contact springs is smaller than the effective number of turns (H5) of the plurality of second contact springs, so that the plurality of second contact springs An elastic modulus of one contact spring is greater than that of the plurality of second contact springs.
  • the center diameter D1 of the plurality of first contact springs is smaller than the center diameter D2 of the plurality of second contact springs.
  • the central diameter means the middle of the inner diameter and the outer diameter.
  • the center diameter D1 of the plurality of first contact springs is smaller than the center diameter D2 of the plurality of second contact springs, so that the elastic modulus of the plurality of first contact springs is greater than the modulus of elasticity of the spring.

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기는, 일측이 개방된 개구부가 구비되는 바디부; 상기 바디부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 개구부에 삽입되는 복수의 가동자; 및 상기 바디부에 수용되고, 상기 복수의 가동자 각각에 탄성력을 제공하는 복수의 접압 스프링을 포함하고, 상기 복수의 접압 스프링은, 복수의 제1 접압 스프링; 및 상기 복수의 제1 접압 스프링 사이에 배치되는 복수의 제2 접압 스프링을 포함하고, 상기 복수의 제1 접압 스프링은, 상기 복수의 제2 접압 스프링보다 상기 복수의 가동자에 큰 탄성력을 제공할 수 있다.

Description

기중 차단기
본 발명은 기중 차단기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가동자에 의한 통전 및 차단이 용이한 기중 차단기에 관한 것이다.
일반적으로 종래의 차단기는 송변전 계통이나 선로에서 전력을 수전하는 장치를 개폐하거나 과부하, 단락 등의 안전사고가 발생한 경우에 전류를 차단시키고, 전력계통과 부하기기를 보호한다.
이러한 종래의 차단기에는 가동자 및 가동자와 접촉하는 고정자가 구비되고, 가동자가 고정자와 접촉하는 경우, 선로에는 전류가 흐르게 되고, 선로에서 안전사고에 의해 대전류가 흐르는 경우, 가동자는 고정자와 분리되어 선로의 전류를 차단시킨다.
최근에 전력계통의 전기용량이 증가됨에 따라, 차단기에는 대전류 통전이 요구되고 있다.
그러나, 대전류가 차단기에서 흐르는 경우, 가동자가 고정자와 접촉하는 접촉면에서 전자반발력이 발생하게 되어, 가동자가 고정자로부터 이탈되어 의도치 않게 선로의 전류를 차단시키는 문제가 발생한다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 가동자에 강한 힘을 가해줄 경우, 가동자의 내구성이 저하되는 문제가 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 선로의 통전시 가동자가 고정자와 접촉한 상태를 안정적으로 유지할 수 있는 기중 차단기를 제공하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기는, 일측이 개방된 개구부가 구비되는 바디부; 상기 바디부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 개구부에 삽입되는 복수의 가동자; 및 상기 바디부에 수용되고, 상기 복수의 가동자 각각에 탄성력을 제공하는 복수의 접압 스프링을 포함하고, 상기 복수의 접압 스프링은, 복수의 제1 접압 스프링; 및 상기 복수의 제1 접압 스프링 사이에 배치되는 복수의 제2 접압 스프링을 포함하고, 상기 복수의 제1 접압 스프링은, 상기 복수의 제2 접압 스프링보다 상기 복수의 가동자에 큰 탄성력을 제공할 수 있다.
이 때, 상기 바디부에는 상기 복수의 접압 스프링이 수용되는 복수의 수용부가 구비되고, 상기 복수의 수용부는, 상기 복수의 제1 접압 스프링을 수용하는 복수의 제1 수용부; 및 상기 복수의 제2 접압 스프링을 수용하는 복수의 제2 수용부를 포함하고, 상기 복수의 제2 수용부의 길이는 상기 복수의 제1 수용부의 길이보다 길 수 있다.
이 때, 상기 복수의 제1 접압 스프링의 길이는 상기 복수의 제2 접압 스프링의 길이와 동일하고, 상기 복수의 제1 접압 스프링은 상기 복수의 제2 수용부의 길이와 상기 복수의 제2 수용부의 길이의 차이만큼 상기 복수의 제2 접압 스프링보다 상기 복수의 수용부로부터 상기 바디부의 외측으로 돌출될 수 있다.
이 때, 상기 복수의 제2 수용부의 길이는 상기 복수의 제1 수용부로부터 멀어질수록 길어질 수 있다.
이 때, 상기 복수의 제1 접압 스프링의 길이는 상기 복수의 제2 접압 스프링의 길이보다 길 수 있다.
이 때, 상기 복수의 제2 접압 스프링의 길이는, 상기 복수의 제1 접압 스프링으로부터 멀어질수록 짧아질 수 있다.
이 때, 상기 복수의 제1 접압 스프링의 탄성 계수는 상기 복수의 제2 접압 스프링의 탄성 계수보다 클 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기는, 복수의 접압 스프링이 복수의 가동자 중에서 외각 영역에 배치되는 복수의 가동자에만 큰 탄성력을 제공하면서도 복수의 가동자 중에서 중앙 영역에 배치되는 복수의 가동자에는 작은 탄성력을 제공함으로써, 복수의 접압 스프링 전체에 과도한 힘을 제공하지 않고도 선로의 통전시 가동자가 고정자와 접촉된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 복수의 가동자 전체에 과도한 힘을 가하지 않게 되어 복수의 가동자의 내구성이 저하되는 것을 방지한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기를 나타내는 정면도이다.
도 3은 접압 스프링이 바디부에 수용된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 바디부의 개구부를 나타내는 도면이다.
도 5(a)는 복수의 접압 스프링이 복수의 수용부에 수용되기 전의 모습을 나타내고, 도 5(b)는 복수의 접압 스프링이 복수의 수용부에 수용된 모습을 타내는 도면이다.
도 6은 복수의 가동자에 따른 상대적인 전류 밀도를 나타내는 그래프이다.
도 7은 복수의 가동자에 따른 통전 전류를 나타내는 표이다.
도 8(a)은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기중 차단기의 복수의 접압 스프링이 복수의 수용부에 수용되기 전의 모습을 나타내고, 도 8(b)는 복수의 접압 스프링이 복수의 수용부에 수용된 모습을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기중 차단기의 복수의 접압 스프링을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기중 차단기의 복수의 접압 스프링의 일부를 나타내는 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시예는 다양한 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명의 실시예에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 발명의 실시예에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
그 밖에도, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기를 나타내는 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기를 나타내는 정면도이고, 도 3은 접압 스프링이 바디부에 수용된 모습을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 바디부의 개구부를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 기중 차단기(100)는 바디부(110), 가동자(120) 및 복수의 접압 스프링(140)을 포함한다.
상기 바디부(110)에는 도 4에 도시된 바와 같이, 일측이 개방된 복수의 개구부(115)가 구비된다. 이 때, 상기 바디부(110)에는 상기 복수의 개구부(115)가 서로 구획되도록 구획부(113)가 형성된다.
상기 가동자(120)는 서로 이격되어 배치되는 복수의 가동자(121)로 이루어진다. 상기 복수의 가동자(121)는 서로 나란하게 배치된다. 이 때, 상기 복수의 가동자(121)는 복수의 제1 가동자(121a, 121c) 및 상기 복수의 제1 가동자(121a, 121c) 사이에 배치되는 복수의 제2 가동자(121b)를 포함한다.
그리고, 상기 복수의 가동자(121)는 구리 재질로 이루어진다. 다만, 상기 복수의 가동자(121)는 구리(Cu) 재질에 한정되지 않고, 전기전도성을 가지는 다양한 재질로 이루어질 수 있다.
이 때, 상기 복수의 가동자(121)에는 고정자(미도시)가 접촉되는 접촉부(123)가 구비된다. 그리고, 상기 접촉부(123)는 은 재질로 이루어진다. 다만, 상기 접촉부(123)는 은(Ag) 재질에 한정되지 않고, 전기전도성을 가지는 다양한 재질로 이루어질 수 있다.
그리고, 상기 복수의 가동자(121)는 상기 바디부(110)에 회전 가능하게 결합된다. 구체적으로, 상기 바디부(110)의 하측에는 회전축(131)이 구비되고, 상기 복수의 가동자(121)는 상기 회전축(131)에 연결된다.
이에 따라, 상기 복수의 가동자(121)는 상기 회전축(131)을 중심으로 회전됨에 따라, 상기 복수의 가동자(121)가 상기 고정자(미도시)에 접촉되거나 상기 고정자(미도시)로부터 이탈된다.
또한, 상기 기중 차단기(100)에는 상기 가동자(120)와 전기적으로 연결되는 터미널(130)이 구비된다. 상기 전류는 상기 접촉부(123), 상기 가동자(120) 및 상기 터미널(130)을 순차적으로 이동된다.
상기 복수의 접압 스프링(140)은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 바디부(110)에 수용된다. 그리고, 상기 복수의 접압 스프링(140)은 상기 복수의 가동자(121) 각각에 탄성력을 제공한다. 또한, 상기 복수의 접압 스프링(140)은 복수의 상측 접압 스프링(141) 및 상기 복수의 상측 접압 스프링(141)의 하측에 배치되는 복수의 하측 접압 스프링(142)을 포함한다.
이에 따라, 상기 가동자(120)가 상기 고정자(미도시)와 접촉된 경우, 상기 접압 스프링(140)은 상기 가동자(120)에 탄성력을 제공하여, 통전에 따른 전기반발력에 의해 상기 가동자(120)가 상기 고정자(미도시)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
그리고, 상기 복수의 접압 스프링(140)에 대해서는 이후 도면을 참조하여 자세하게 설명하기로 한다.
도 5(a)는 복수의 접압 스프링이 복수의 수용부에 수용되기 전의 모습을 나타내고, 도 5(b)는 복수의 접압 스프링이 복수의 수용부에 수용된 모습을 타내는 도면이다.
도 5(a) 및 도 5(b)를 참조하면, 상기 복수의 접압 스프링(141)은 복수의 제1 접압 스프링(141a, 141c) 및 복수의 제2 접압 스프링(141b)을 포함한다.
상기 복수의 제2 접압 스프링(141b)의 길이는 상기 복수의 제1 접압 스프링(141a, 141c)의 길이와 동일하다. 그리고, 상기 복수의 제2 접압 스프링(141b)은 상기 복수의 제1 접압 스프링(141a, 141c) 사이에 배치된다.
이 때, 상기 바디부(110)에는 상기 복수의 접압 스프링(141)이 수용되는 복수의 수용부(115a, 115b, 115c)가 구비된다.
상기 복수의 수용부(115a, 115b, 115c)는 복수의 제1 수용부(115a, 115c) 및 복수의 제2 수용부(115b)를 포함한다.
상기 복수의 제1 수용부(115a, 115c)는 상기 복수의 제1 접압 스프링(141a, 141c)을 수용한다. 이 때, 상기 복수의 제1 접압 스프링(141a, 141c)의 길이는 상기 복수의 제1 수용부(115a)의 길이보다 길다. 이에 따라, 상기 복수의 제1 접압 스프링(141a, 141c)은 상기 복수의 제1 수용부(115a, 115c)에 수용된 상태에서, 상기 바디부(110)의 외측으로 돌출된다.
그리고, 상기 복수의 제1 접압 스프링(141a, 141c)은 상기 복수의 제1 가동자(121a, 121c, 도 1 참조)에 접촉하여 탄성력을 제공한다.
상기 복수의 제2 수용부(115b)는 상기 복수의 제2 접압 스프링(141b)을 수용한다. 이 때, 상기 복수의 제2 접압 스프링(141b)의 길이는 상기 복수의 제2 수용부(115b)의 길이보다 길다. 이에 따라, 상기 복수의 제2 접압 스프링(141b)은 상기 복수의 제2 수용부(115b)에 수용된 상태에서, 상기 바디부(110)의 외측으로 돌출된다.
그리고, 상기 복수의 제2 접압 스프링(141b)은 상기 복수의 제2 가동자(121b, 도 1 참조)에 접촉하여 탄성력을 제공한다.
이 때, 상기 복수의 제2 수용부(115b)의 길이는 상기 복수의 제1 수용부(115a, 115c)의 길이보다 길다. 그리고, 상기 복수의 제1 접압 스프링(141a, 141c)은 도 5(b)에 도시된 바와 같이, 상기 복수의 제2 수용부(151b)의 길이와 상기 복수의 제2 수용부(151a, 151c)의 길이의 차이(G)만큼 상기 복수의 제2 접압 스프링(141b)보다 상기 바디부(110)의 외측으로 돌출된다.
이에 따라, 상기 복수의 제1 접압 스프링(141a, 141c)은 상기 복수의 제2 접압 스프링(141b)에 비하여 상기 복수의 가동자(121, 도 1 참조)에 큰 탄성력을 제공한다.
도 6은 복수의 가동자에 따른 상대적인 전류 밀도를 나타내는 그래프이고, 도 7은 복수의 가동자에 따른 통전 전류를 나타내는 표이다.
먼저, 도 6에 도시된 바와 같이, X좌표는 상기 복수의 가동자(121, 도 1 참조)를 나타낸다. 예를 들어, 상기 X좌표에 표시된 a는 좌측 외각에 배치된 복수의 제1 가동자(121a)이고, 상기 X좌표에 표시된 c는 우측 외각에 배치된 복수의 제1 가동자(121c)이다. 그리고, Y좌표는 복수의 가동자(121)에 흐르는 상대적인 전류 밀도(Relative current density)를 나타낸다.
이 때, 상기 복수의 가동자(121)는 외각 영역에서 중앙 영역으로 갈수록 상대적인 전류 밀도가 작아지는 것을 알 수 있다.
그리고, 도 7에 도시된 바와 같이, 가동자의 위치는 복수의 가동자(121)를 좌측 외각에서 우측 외각까지 복수의 가동자(121)를 순차적으로 지칭한다. 예를 들면, 가동자의 위치 1은 좌측 외각에 배치된 복수의 제1 가동자(121a, 도 1 참조)를 나타내고, 가동자의 위치 10은 우측 외각에 배치된 복수의 제1 가동자(121c)를 나타낸다. 그리고, 가동자의 위치 2 내지 9는 상기 복수의 제2 가동자(121b)를 나타낸다.
이 때, 상기 복수의 제1 가동자(121a, 121c)의 통전 전류의 크기는 상기 복수의 제2 가동자(121b)의 통전의 크기보다 큰 것을 알 수 있다.
또한, 통전전류가 100kA에서 150kA로 증가되면, 상기 복수의 제1 가동자(121a, 121c)의 통전 전류의 크기의 증가가 상기 복수의 제2 가동자(121b)의 통전 전류의 크기의 증가보다 큰 것을 알 수 있다.
즉, 상기 복수의 제1 가동자(121a, 121c)의 통전 전류가 상기 복수의 제2 가동자(121b)의 통전 전류보다 크므로, 상기 복수의 제1 가동자(121a, 121c)가 상기 복수의 제2 가동자(121b)에 비하여 전자반발력에 의하여 고정자(미도시)로부터 이탈되는 힘이 더 큰 것을 알 수 있다.
즉, 상기 복수의 제1 접압 스프링(141a, 141c, 도 5 참조)은, 상기 복수의 제2 접압 스프링(141b, 도 5 참조)보다 상기 복수의 가동자(121)에 큰 탄성력을 제공하여, 상기 복수의 제1 가동자(121a, 121c)가 상기 고정자(미도시)로부터 이탈되는 것을 방지한다.
또한, 상기 복수의 제2 가동자(121b)는 필요 이상으로 상기 복수의 제2 접압 스프링(141b)에 의해 가압되지 않게 되므로, 상기 복수의 가동자(121)의 내구성이 저하되는 것을 방지한다.
도 8(a)은 본 발명의 다른 실시예에 따른 기중 차단기의 복수의 접압 스프링이 복수의 수용부에 수용되기 전의 모습을 나타내고, 도 8(b)는 복수의 접압 스프링이 복수의 수용부에 수용된 모습을 나타내는 도면이다.
도 8(a) 및 도 8(b)를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 기중 차단기는 바디부, 가동자 및 복수의 접압 스프링을 포함하고, 전술한 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 전술한 설명으로 대체하고, 본 실시예에서는 복수의 수용부(215a, 215b, 215c, 215d, 215e, 215f, 215g, 215h, 215i, 215j)를 중점적으로 살펴본다.
상기 복수의 수용부(215a, 215b, 215c, 215d, 215e, 215f, 215g, 215h, 215i, 215j)는 복수의 제1 수용부(215a, 215j) 및 복수의 제2 수용부(215b, 215c, 215d, 215e, 215f, 215g, 215h, 215i)를 포함한다.
상기 복수의 제2 수용부의 길이(215b, 215c, 215d, 215e, 215f, 215g, 215h, 215i)는 상기 복수의 제1 수용부(215a, 215j)로부터 멀어질수록 길어지는 서로 다른 길이를 가진다.
그리고, 상기 복수의 접압 스프링(241)은 상기 복수의 제1 수용부(215a, 215j)에 수용되는 복수의 제1 접압 스프링(241a, 241j) 및 상기 복수의 제2 수용부의 길이(215b, 215c, 215d, 215e, 215f, 215g, 215h, 215i)에 수용되는 복수의 제2 접압 스프링(241b, 241c, 241d, 241e, 241f, 241g, 241h, 241i)을 포함한다.
상기 복수의 접압 스프링(241)이 상기 복수의 수용부(215a, 215b, 215c, 215d, 215e, 215f, 215g, 215h, 215i, 215j)에 수용되면, 상기 복수의 접압 스프링(241)이 중앙에서 외각으로 갈수록 더 돌출된다.
즉, 복수의 접압 스프링(241)이 중앙에서 외각으로 갈수록 더 돌출되도록 구비됨에 따라, 복수의 가동자(121)가 중앙에서 외각으로 갈수록 더 큰 탄성력을 제공한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기중 차단기의 복수의 접압 스프링을 나타내는 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기중 차단기는 바디부, 가동자 및 복수의 접압 스프링을 포함하고, 전술한 실시예와 동일하거나 유사한 구성요소에 대해서는 전술한 설명으로 대체하고, 본 실시예에서는 복수의 접압 스프링(341)을 중점적으로 살펴본다.
먼저, 상기 복수의 접압 스프링(341)은 복수의 수용부에 수용된다.
이 때, 상기 복수의 수용부의 길이는 동일하다.
상기 복수의 접압 스프링(341)은 복수의 제1 접압 스프링(341a, 341j) 및 복수의 제2 접압 스프링(341b, 341c, 341d, 341e, 341f, 341g, 341h, 341i)를 포함한다.
이 때, 상기 복수의 제2 접압 스프링(341b, 341c, 341d, 341e, 341f, 341g, 341h, 341i)의 길이는, 상기 복수의 제1 접압 스프링(341a, 341j)으로부터 멀어질수록 짧아진다.
즉, 상기 복수의 접압 스프링(341)이 상기 복수의 수용부에 수용되면, 상기 복수의 접압 스프링(341)이 중앙에서 외각으로 갈수록 더 돌출된다.
즉, 복수의 접압 스프링(341)이 중앙에서 외각으로 갈수록 더 돌출되도록 구비됨에 따라, 복수의 가동자(121)가 중앙에서 외각으로 갈수록 더 큰 탄성력을 제공한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기중 차단기의 복수의 접압 스프링의 일부를 나타내는 도면이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 기중 차단기의 복수의 접압 스프링의 길이는 동일하다. 그리고, 상기 복수의 접압 스프링은 복수의 수용부에 수용되고, 상기 복수의 수용부의 길이는 동일하다.
그리고, 상기 복수의 접압 스프링은 복수의 제1 접압 스프링 및 상기 복수의 제1 접압 스프링 사이에 배치되는 복수의 제2 접압 스프링을 포함한다.
이 때, 상기 복수의 제1 접압 스프링의 탄성 계수는 상기 복수의 제2 접압 스프링의 탄성 계수보다 크다.
이에 따라, 상기 복수의 제1 접압 스프링은 상기 복수의 제2 접압 스프링에 비하여 복수의 가동자(121)에 더 큰 탄성력을 제공한다.
또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 복수의 제1 접압 스프링의 선경(D)은 상기 복수의 제2 접압 스프링의 선경보다 크게 하여, 상기 복수의 제1 접압 스프링의 탄성 계수가 상기 복수의 제2 접압 스프링의 탄성 계수보다 크게 된다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 복수의 제1 접압 스프링의 유효 권수(coil spring winding, C)은 상기 복수의 제2 접압 스프링의 유효 권수(H5)보다 작게 하여, 상기 복수의 제1 접압 스프링의 탄성 계수가 상기 복수의 제2 접압 스프링의 탄성 계수보다 크게 된다.
또한, 본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 상기 복수의 제1 접압 스프링의 중심경(D1)은 상기 복수의 제2 접압 스프링의 중심경(D2)보다 작다. 여기서, 중심경은 내경과 외경의 중간을 의미한다.
그리고, 상기 복수의 제1 접압 스프링의 중심경(D1)은 상기 복수의 제2 접압 스프링의 중심경(D2)보다 작게 하여, 상기 복수의 제1 접압 스프링의 탄성 계수가 상기 복수의 제2 접압 스프링의 탄성 계수보다 크게 된다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.

Claims (8)

  1. 일측이 개방된 개구부가 구비되는 바디부;
    상기 바디부에 회전 가능하게 결합되고, 상기 개구부에 삽입되는 복수의 가동자; 및
    상기 바디부에 수용되고, 상기 복수의 가동자 각각에 탄성력을 제공하는 복수의 접압 스프링을 포함하고,
    상기 복수의 접압 스프링은,
    복수의 제1 접압 스프링; 및
    상기 복수의 제1 접압 스프링 사이에 배치되는 복수의 제2 접압 스프링을 포함하고,
    상기 복수의 제1 접압 스프링은, 상기 복수의 제2 접압 스프링보다 상기 복수의 가동자에 큰 탄성력을 제공하는, 기중 차단기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 바디부에는 상기 복수의 접압 스프링이 수용되는 복수의 수용부가 구비되고,
    상기 복수의 수용부는,
    상기 복수의 제1 접압 스프링을 수용하는 복수의 제1 수용부; 및
    상기 복수의 제2 접압 스프링을 수용하는 복수의 제2 수용부를 포함하는, 기중 차단기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 수용부의 길이는 상기 복수의 제1 수용부의 길이보다 긴, 기중 차단기.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 접압 스프링의 길이는 상기 복수의 제2 접압 스프링의 길이와 동일하고,
    상기 복수의 제1 접압 스프링은 상기 복수의 제2 수용부의 길이와 상기 복수의 제2 수용부의 길이의 차이만큼 상기 복수의 제2 접압 스프링보다 상기 바디부의 외측으로 돌출되는, 기중 차단기.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 수용부의 길이는 상기 복수의 제1 수용부로부터 멀어질수록 길어지는, 기중 차단기.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 접압 스프링의 길이는 상기 복수의 제2 접압 스프링의 길이보다 긴, 기중 차단기.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 복수의 제2 접압 스프링의 길이는, 상기 복수의 제1 접압 스프링으로부터 멀어질수록 짧아지는, 기중 차단기.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 접압 스프링의 탄성 계수는 상기 복수의 제2 접압 스프링의 탄성 계수보다 큰, 기중 차단기.
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