KR100458181B1 - 소전류 차단이 가능한 직류차단기 및 이의 소전류 차단방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소전류 차단이 가능한 직류차단기 및 이의 소전류 차단방법에 관한 것으로, 상세하게는 프레임과, 상기 프레임의 상단 하부에 설치되고, 가동 접점과 고정 접점을 구비하는 메인 접점 유니트와, 상기 메인 접점 유니트와 대응되도록 상기 프레임의 상단에 설치되고, 고정 접점을 통해 상승하는 아크 전류를 내부의 복수의 소호판을 통해 여러 개의 직렬 아크로 쪼개지도록 하여 소멸시키는 소호실을 포함하여 구성되는 직류차단기에 있어서, 메인 접점 유니트의 고정 접점과 가동 접점의 양측면에 위치되도록 프레임에 설치되는 브로우 코일 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 상기와 같이 구성된 본 발명에 따르면 접점의 양측면에 코일을 설치하고, 코일에서 차단기의 트립시 아크 전류의 자기유기(self induced) 자속에 대하여 방향성을 갖는 자속을 발생시켜, 이를 아크의 자체전류에 의해 발생하는 자속에 가하여 아크 전류를 소호실 방향으로 유도하여 전류차단을 용이하게 할 수 있으며 특히, 전류가 부하전류 이하로 0암페어(A) 까지의 소전류영역에서 더욱 큰 효력을 발휘하여 전류를 차단하므로서 차단기의 아킹시간(Arcing Time)을 단축하여 전류 차단시 아크열에 의한 차단기의 손상을 최소화 할 수 있다.

Description

소전류 차단이 가능한 직류차단기 및 이의 소전류 차단방법{DIRECT CURRENT BREAKER BREAKABLE A LOW CURRENT AND METHOD OF BREAKING THE SAME}

본 발명은 직류차단기에 관한 것으로, 상세하게는 접점의 양측면에 코일을 설치하고, 코일에서 발생하는 자속이 아크 전류에서 발생되는 자기유기 자속과 가자(加磁)되도록 하여, 접점간에 발생한 아크 전류가 신속하게 소호실로 유도되도록 하여 전류를 차단하며, 특히 정격전류 이하로 0A까지의 저전류 영역에서 차단 효능이 높은 소전류 차단이 가능한 직류차단기 및 이의 소전류 차단방법에 관한 것이다.

일반적으로 직류차단기는 직류전력 계통에 사용되는 차단기로서 계통의 사고(Fault)전류 및 정상전류 차단시 접점 개방에 의해 접점간에 발생하는 아크 소멸시간의 빠르기에 따라 직류 고속도차단기, 직류 준고속도차단기, 일반형 직류차단기로 나뉜다.

이러한 직류차단기의 구성을 살펴보면 도 1에 도시된 바와 같이 프레임(1)과, 프레임(1)의 측면에 설치되고, 모선(도시 생략)으로부터 전류를 공급받는 고정 접점측 외부 연결 터미널(3)과, 고정 접점측 외부 연결 터미널(3)과 전기적으로 접속되고, 프레임(1)의 상면 하부에 설치되며, 고정 접점(도시 생략)과 가동 접점(도시 생략)으로 이루어진 메인 접점 유니트(5)와, 프레임(1)의 측면에 설치되고, 외부의 제어에 따라 도면상 좌우로 구동되며, 메인 접점 유니트(5)의 가동 접점과 기계적으로 결합되어, 가동 접점을 좌우로 이동시켜 고정 접점을 접촉시키는 메커니즘(7)과, 프레임(1)의 측면에 설치되고, 가동 접점과 전기적으로 접속되어 모선으로부터 전류를 공급받는 가동 접점측 외부 연결 터미널(9)과, 메인 접점 유니트(5)와 대응되도록 프레임(1) 상단에 설치되어 메인 접점 유니트(5)에서 발생하는 아크 전류를 소호시키는 소호실(11)로 구성된다.

이러한 직류차단기의 동작을 도 1을 참조하여 설명하면, 먼저 고정 접점측 외부 연결 터미널(3) 또는 가동 접점측 외부 연결 터미널(9)에 전압이 가압되어 있는 상태에서 직류차단기가 투입되면, 내부의 주회로(도시 생략)에 의해 메커니즘(7)이 도면상 좌에서 우로 이동하면서, 이와 연결된 메인 접점 유니트(5)의 가동 접점이 고정 접점과 접촉되어 가동 접점측 외부 연결 터미널(9) 또는 고정 접점측 외부 연결 터미널(3)을 통해 아래 전력 계통으로 전압을 인가하게 된다.

이러한 상태에서 직류차단기가 개방되면, 주회로의 제어에 따라 메커니즘(7)이 내부의 트립 코일과 스프링의 힘에 의해 우측에서 좌측으로 이동되고, 이때 가동 접점이 고정 접점으로부터 분리되며, 가동 접점과 고정 접점 사이에는 아크 전류가 발생하고, 아크 전류의 주위에 발생하는 자기유기 자속(Self inducedmagnetic flux)에 의해 아크 전류가 상단으로 부상하고, 부상된 아크 전류가 소호실(11)로 유도되어 소멸하게 된다.

한편 교류차단기가 50㎐의 주파수를 가지는 전압이 공급되는 계통에 쓰이고 있다면, 주회로를 흐르는 전류는 반주기(10㎳)마다 자연영점을 가지게 되고, 따라서 접점간 발생한 아크 전류 또한 자연 영점을 가져 전류차단이 그만큼 수월하게 된다.

그런데 직류차단기는 자연영점이 존재하지 않아 전류 차단을 위해서는 인위적으로 전류 영점을 만들어 주어야 하므로 그만큼 차단이 어렵게 된다. 따라서 직류차단은 얼마나 신속하게 접점간 발생한 아크 전류를 강제로 소호실로 유도하여 강제전류영점을 만들어 주는가가 전류차단의 성패를 가름하게 되는데, 그 힘은 아크 전류에 의한 자계의 힘과 소호실간의 유기적인 메커니즘에 의해 영향을 많이 받는다. 하지만 전류값이 자기 정격부하전류보다 큰 중, 대전류 영역에서는 이 아크 전류에 의한 자기유기자속이 강하므로 아크 전류가 소호실로 유도되어 소호실에서의 큰 아크저항으로 인해 쉽게 아크가 자동 소호되어 차단기의 고속도 차단이 가능하나, 전류값이 자기정격부하 전류보다 작은 저전류 영역에서는 자기유기 자속이 상대적으로 약하므로 아크 전류가 소호실로 유도되기 어렵거나 유도되더라도 유도되는 시간이 길게 되므로 이에 따른 아킹 시간이 길어져 차단기에 손상을 주게 되며 나아가서는 차단이 실패하는 경우가 발생하게 된다.

그리하여 이러한 소전류를 차단하기 위하여 몇 가지 기술이 개발되었다.

그중 하나로는 메커니즘의 트립 구동시 작용하는 기계적인 힘을 피스톤 원리를 적용하여 실린더의 부피 감소에 따라 노즐을 통해 뿜어지는 압축 공기로 접점간 발생 아크를 소호실로 밀어 올리는 방식과, 주접점 주위에 철재 형상의 부품을 삽입하여 접점간 발생한 아크의 자체전류에 의해 발생하는 자속을 집중시켜 모으는 방식과, 아크 전류가 흐르는 통로의 도체 형상을 원형 또는 U자형 등 특이한 형상으로 형성하고, 이를 주접점과 소호실 사이에 설치하여 소전류를 소호실로 유도하는 방식과, 영구 자석을 이용하여 자계를 유도하는 방식 등이 있다. 이와 같이 기존 방식에는 직류 소전류 차단에 큰 어려움이 있어 현재 국제규격 IEC, ANSI 등에서는 임계전류 차단 항목을 정의해 놓고 차단기가 전류를 차단하지 못하는 영역을 시험을 통해 규정하도록 하고 있다.

그러나 이러한 종래의 방식중 Air-puffer에 의한 압축 공기 분사 방식은 소전류 차단에 효과가 있으나 압축 공기를 분사하는 노즐의 위치, 노즐의 크기, 노즐의 방향, 공기의 분사량 등 고려해야 할 설계 요소가 너무 많으며, 또한 모든 전류에서 반복적으로 전류 차단을 실험해 보아야 하는 불편함이 있으며, 또 외부에 노출되어 있으므로 누적되는 아크 잔재물 등 불순물의 낙하로 노즐구멍이 막히게 되면 그 성능을 발휘할 수가 없게 될 뿐만 아니라, 차단기의 메커니즘 동작이 고속도이므로 짧은 시간내에 압축공기가 만들어져 분사되므로 공기가 분사되는 시간은 대략 10㎳전후이며, 만약 아크가 이 짧은 시간에 소호실로의 유도가 실패하게 되면, 차단기는 전류를 차단할 수 없게 되는 어느 정도의 위험이 발생하는 문제점이 있다.

또한 접점간 철재편을 사용으로 아크 전류에 의한 자계를 집중시키는 방식은 자계를 모을 수는 있으나 아크의 부상을 유도하는데 큰 도움이 되지 못하는 다른 문제점이 있다.

또 외부 아크혼 등 형상 변화로 자계를 집중시켜 아크 전류를 유도하는 방식은 구조가 복잡하고 부품의 부피가 상당히 큰 것에 비하여 효과가 탁월하지 않은 또 다른 문제점이 있다.

또 영구자석을 사용하는 방식은 전압 변화에 따른 역전류 유입시 대책이 없으며, 아크열 등에 의한 감자(減磁) 현상이 발생하는 또 다른 문제점이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 것으로, 접점의 양측면에 브로우 코일을 설치하고, 차단기의 트립시 브로우 코일에서 아크 전류의 자기유기 자속에 대하여 방향성을 갖는 자속을 발생시켜, 발생된 자속이 아크 전류에 의해 발생하는 자속과 가자(加磁)되도록 하여 아크 전류를 소호실로 유도하여 사고전류의 차단시 아킹시간을 짧게하여 사고계통을 고속도 차단하는데 유용한 것이며 또한, 자기 정격부하전류 이하의 0A까지의 저전류 영역에서도 아크 전류의 자기유기 자속이 상대적으로 작은점에 착안하여 브로우 코일에서 자속을 발생시켜 아크 전류의 자기유기 자속에 의한 자계의 방향과 동일 방향의 자계를 형성하여 저전류 아크도 브로우 코일에 의해 쉽게 소호실로 부상되어 저전류 차단시 아킹 시간을 짧게 하여 쉽게 차단하도록 하는데 있다.

도 1은 종래의 직류차단기의 구성을 개략적으로 나타낸 측면도

도 2는 본 발명에 따른 소전류 차단이 가능한 직류차단기의 구성을 개략적으로 나타낸 분해 사시도

도 3은 도 2의 결합 상태를 나타낸 사시도

도 4는 본 발명에 따른 소전류 차단이 가능한 직류차단기의 브로우 코일 어셈블리의 구성을 나타낸 분해 사시도

도 5는 본 발명에 따른 소전류 차단이 가능한 직류차단기의 트립시 정(Forward)전류가 인가됨에 따른 전류 방향과 자속의 방향을 설명하기 위한 도 3의 A-A 측단면도

도 6은 본 발명에 따른 소전류 차단이 가능한 직류차단기의 트립시 역(Reverse)전류가 인가됨에 따른 전류 방향과 자속의 방향을 설명하기 위한 도 3의 A-A 측단면도

<도면중 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 프레임 3 : 고정 접점측 외부 연결 터미널

5 : 메인 접점 유니트 5-1 : 가동 접점

5-2 : 고정 접점 7 : 메커니즘

9 : 가동 접점측 외부 연결 터미널 11 : 소호실

101 : 안착홀 103 : 결합홈

110 : 브로우 코일 어셈블리 111 : 보빈

113 : 코일 115 : 코어

117 : 절연하우징 119 : 결합돌기

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은,

프레임과, 상기 프레임의 상단 하부에 설치되고, 가동 접점과 고정 접점을 구비하는 메인 접점 유니트와, 상기 메인 접점 유니트와 대응되도록 상기 프레임의 상단에 설치되고, 상기 고정 접점을 통해 상승하는 아크 전류를 내부의 복수의 소호판을 통해 여러 개의 직렬 아크로 쪼개지도록 하여 소멸시키는 소호실을 포함하여 구성되는 직류차단기에 있어서,

상기 메인 접점 유니트의 고정 접점과 가동 접점의 양측면에 위치되도록 상기 프레임에 설치되는 브로우 코일 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기에서 상기 프레임의 상단 중앙부에는,

상기 브로우 코일 어셈블리가 안착되는 안착홀이 형성되며,

상기 소호실의 양측면에는,

상기 브로우 코일 어셈블리가 결합되는 결합홈이 형성된다.

여기에서 또한 상기 브로우 코일 어셈블리는,

보빈과,

상기 보빈의 외주연에 감겨지는 코일과,

상기 보빈의 중앙부에 삽입되는 강자성체의 코어와,

상기 보빈과 코일 및 코어가 내부에 수납되도록 공간부를 가지며, T자형으로 형성되고, 배면에 상기 결합홈과 결합되는 결합돌기가 형성되는 케이스로 구성된다.

본 발명의 다른 특징은,

프레임과, 상기 프레임의 상단 하부에 설치되고, 가동 접점과 고정 접점을구비하는 메인 접점 유니트와, 상기 메인 접점 유니트와 대응되도록 상기 프레임의 상단에 설치되고, 상기 고정 접점을 통해 상승하는 아크 전류를 내부의 복수의 소호판을 통해 여러 개의 직렬 아크로 쪼개지도록 하여 소호시키는 소호실을 포함하는 직류차단기의 소전류 차단방법에 있어서,

상기 메인 접점 유니트의 양측면에 서로 대응되는 브로우 코일 어셈블리를 설치하고, 상기 직류차단기의 트립시 외부로부터 공급되는 직류 전압에 의해 상기 브로우 코일 어셈블리의 코일에 전류가 인가되어 자속이 생성되면, 이를 상기 가동 접점과 고정 접점에서 발생하는 아크 전류에서 유기되는 자속과 아크 상부는 감자(減磁)되고, 하부는 가자(加磁) 되도록 하여 상기 아크 전류를 부상시켜 상기 소호실로 유도되도록 하는 것을 특징으로 한다.

여기에서 상기 브로우 코일 어셈블리의 코일은,

상기 직류차단기의 주회로에 정전류(Forward) 또는 역전류(Reverse)의 유입상태에서 차단기 개방시 상기 직류차단기의 주회로를 흐르는 전류 방향에 관계없이 상기 브로우코일 어셈블리에서 발생되는 자속이 상기 직류 차단기의 접점간 생성된 아크 전류에서 유기되는 자속과 가자되어 아크 전류가 소호실로 빠르게 유도되도록 상기 직류차단기가 연결된 모선(母線)과 전기적으로 접속시켜 아크 전류가 상기 소호실측으로 힘을 받을 수 있는 방향으로 자속을 발생시킨다.

여기에서 또한 상기 브로우 코일 어셈블리의 코일은,

상기 직류차단기의 주회로에 정전류(Forward) 또는 역전류(Reverse)의 유입상태에서 차단기 개방시 상기 직류차단기의 주회로를 흐르는 전류 방향에 관계없이상기 브로우코일 어셈블리에서 발생되는 자속이 상기 직류 차단기의 접점간 생성된 아크 전류에서 유기되는 자속과 항상 가자되어 아크 전류가 소호실로 빠르게 유도되도록 상기 직류차단기 주회로로 유입되는 전류 방향을 감지하여 상기 브로우 코일 어셈블리 코일에 흘러 들어가는 코일전류의 방향을 바꿔 공급하는 전기회로를 구비하는 별도의 외부전원 공급장치와 전기적으로 접속시켜 아크 전류가 상기 소호실측으로 힘을 받을 수 있는 방향의 자속을 발생시킨다.

여기에서 또 상기 브로우 코일 어셈블리는,

여자 시간 조절을 통해 아크 전류가 충분히 소호실로 유도되어 소호되도록 한다.

이하, 본 발명에 따른 소전류 차단이 가능한 직류차단기의 구성을 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 도 2 및 도 3에 있어서 도 1에 나타낸 종래의 직류차단기와 동일 부분에 대해서는 도 1과 동일한 부호를 부여하여 그에 대한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명에 따른 소전류 차단이 가능한 직류차단기의 구성을 개략적으로 나타낸 분해 사시도이고, 도 3은 도 2의 결합 상태를 나타낸 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 소전류 차단이 가능한 직류차단기의 브로우 코일 어셈블리의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 소전류 차단이 가능한 직류차단기(100)는, 메인 접점 유니트(5)의 고정 접점(5-1)과 가동 접점(5-2)의 양측면에 위치되도록 브로우(Blow)코일 어셈블리(110)가 프레임(1)에 설치된다. 여기에서 프레임(1)의 상단 중앙부에는 브로우 코일 어셈블리(110)가 안착되는 안착홀(101)이 형성되며, 소호실(11)의 양측면 하단부에는 브로우 코일 어셈블리(110)가 결합되는 결합홈(103)이 형성된다.

여기에서 또한 브로우 코일 어셈블리(110)는 보빈(111)과, 보빈(111)의 외주연에 감겨지는 코일(113)과, 보빈(111)의 중앙부에 삽입되는 강자성체의 코어(115)와, 보빈(111)과 코일(113) 및 코어(115)가 내부에 수납되도록 공간부를 가지며, T자형으로 형성되고, 배면에 결합홈(103)과 결합되는 결합돌기(119)가 형성되는 케이스(117)로 구성된다.

여기에서 또 코일(113)의 감기는 방향은 발생하는 자속이 아크 전류에서 유기되는 자속에 가자되어 아크 전류가 상방향으로 부상될 수 있는 방향으로 권선된다.

여기에서 또 브로우 코일 어셈블리(110)의 코일은 직류차단기(100)에 정전류 또는 역전류의 유입시 브로우 코일 어셈블리(110)의 자속의 방향이 바뀌어 아크 전류에서 유기되는 자속과 브로우 코일 어셈블리(110)에서 자속이 가자될 수 있도록 직류차단기(100)와 연결된 모선(도시 생략)과 전기적으로 접속시키거나 또는 직류차단기(100)로 유입되는 전류 방향을 감지하여 전류의 방향을 바꿔 공급하는 전기회로(다접점 스위치, 스위치 제어회로 등)를 구비하는 별도의 외부전원 공급장치(도시 생략)와 전기적으로 접속시킨다.

여기에서 또 브로우 코일 어셈블리(110)에는 여자 시간 조절을 통해 아크 전류가 충분히 소호실로 유도되어 소호되도록 여자 시간 조절을 수행하는 별도의 시간 조절 회로(도시 생략)가 구비되는 것이 바람직하다.

이하 본 발명에 따른 소전류 차단이 가능한 직류차단기의 소전류 차단방법을 도 5 및 도 6을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명에 따른 소전류 차단이 가능한 직류차단기의 트립시 정전류가 인가됨에 따른 전류 방향과 자속의 방향을 설명하기 위한 측단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 소전류 차단이 가능한 직류차단기의 트립시 역전류가 인가됨에 따른 전류 방향과 자속의 방향을 설명하기 위한 측단면도이다.

먼저 직류차단기(100)가 사고에 의한 트립이던지 정상적인 트립이던지 직류차단기(100)가 개방되어 전류 통전중에 메인 접점 유니트(5)의 고정 접점(5-1)으로부터 가동 접점(5-2)이 오픈되면 이 사이에는 아크 전류(c)가 형성된다. 이와 동시에 모선 또는 별도의 외부전원 공급장치로부터 각 브로우 코일 어셈블리(110)의 코일에 직류전압이 인가된다. 이때 아크 전류(c)는 직류 차단기(100)에 인가되는 전압의 플러스, 마이너스 방향에 따라 전류 방향이 결정된다.

그러면 각 코일(113)에는 이의 임피던스에 상응하는 코일 전류가 흐르게 되고 암페어 주회의 법칙에 따라 코일(113)의 주변에는 자계가 형성되고, 보빈(111) 내부에 설치된 강자성체의 코어(115)를 통해 각 브로우 코일 어셈블리(110)는 N 또는 S 자속(d)을 외부로 유출시킨다.

코어(115)로부터 유출된 자속(29)은 상대편 브로우 코일 어셈블리(110)에서 발생된 S 또는 N 자속(d)과 서로 상쇄되지 않고 가자된다.

그러면 아크 전류(c) 자체에서 발생한 자기 유기 자속(c')에 브로우 코일 어셈블리(110)에서 발생한 자속이 더해져 아크 전류(c)의 상부 자속은 감자되고, 아크 전류(c)의 하부 자속은 가자된다.

도 5를 통해 이를 보다 상세하게 설명하면 직류차단기(100)는 정전류가 공급되는 상태에서 고정 접점(5-1)과 가동 접점(5-2)이 열리면 아크 전류(c)가 발생된다. 이때 아크 전류(c)는 도 5에 도시된 바와 같이 지면에서 나오는 방향으로 발생되고, 이로 인해 아크 전류(c)의 주변에는 반시계 방향으로 회전되는 자기유기 자속(c')이 형성된다.

이와 동시에 모선 또는 직류차단기(100)의 주회로로 유입되는 전류 방향을 감지하여 브로우 코일 어셈블리(110)의 코일(113)에 흘러 들어가는 코일 전류의 방향을 바꿔 공급하는 외부전원 공급장치의 전기회로를 통해 각 브로우 코일 어셈블리(110)의 코일(113)로 직류전압이 입력되면, 도 5에 도시된 바와 같이 브로우 코일 어셈블리(110)의 코일(113)에서 전류가 통전되어 좌측의 코일 어셈블리에서 우측의 코일 어셈블리 방향으로 자속(d)이 흐르게 된다.

이로 인해 아크 전류(c)에 의한 자기유기 자속(c')은 브로우 코일 어셈블리(110)에서 발생한 자속(d)에 의해 영향을 받는데, 도 5에 도시된 바와 같이 아크 전류의 상방향인 a부분에서의 자속은 감자(減磁)되고, 반대로 하방향인 b부분에서의 자속은 가자(加磁)된다. 따라서 고정 접점(5-1)과 가동 접점(5-2)간의 아크 전류(c)는 플레밍의 왼손법칙의 원리에 따라 상방향으로 힘이 작용하여 아크 전류(c) 자체가 상방향으로 유도되고, 유도된 아크 전류(c)는 다시 소호실(11)로 유도되어 소멸하게 된다.

한편 반대로 직류차단기(100)에 역전류가 공급시 아크 전류(c)가 발생되면 이때 모선 또는 직류차단기(100)의 주회로로 유입되는 전류 방향을 감지하여 브로우 코일 어셈블리(110)의 코일(113)에 흘러 들어가는 코일 전류의 방향을 바꿔 공급하는 외부전원 공급장치의 전기회로를 통해 각 브로우 코일 어셈블리(110)의 코일(113)로 직류전압이 입력되면, 도 6에 도시된 바와 같이 브로우 코일 어셈블리(110)의 코일(113)에서 전류가 통전되어 우측의 코일 어셈블리에서 좌측의 코일 어셈블리 방향으로 자속(d)이 흐르게 된다.

이로 인해 아크 전류(c)에 의한 자기유기 자속(c')은 브로우 코일 어셈블리(110)에서 발생한 자속(d)에 의해 영향을 받는데, 도 6에 도시된 바와 같이 아크 전류(c)의 상방향인 a부분에서의 자속은 감자되고, 반대로 하방향인 b부분에서의 자속은 가자된다.

이로 인해 고정 접점(5-1)과 가동 접점(5-2)간의 아크 전류(c)는 플레밍의 왼손법칙의 원리에 따라 상방향으로 힘이 작용하여 아크 전류(c) 자체가 상방향으로 유도되고, 유도된 아크 전류(c)는 다시 소호실(11)로 유도되어 소멸하게 된다.

따라서 직류차단기가 개방시 정방향 또는 역방향으로 인입되는 전류의 방향과 상관없이 고정 접점과 가동 접점간 발생한 아크 전류를 신속히 소호실로 유도하여 전력계통의 회로를 차단하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 소전류 차단이 가능한 직류차단기 및 소전류 차단방법에 의하면, 접점의 양측면에 코일을 설치하고, 코일에서 차단기의 트립시 아크 전류의 자기유기 자속에 대하여 브로우 코일에서 이와 동일한 방향성을 갖는 자속을 발생시키며, 이를 아크의 자체 전류에 의해 발생하는 자속에 가하여 아크 전류를 소호실로 유도하여 전류를 차단하게 되며, 기존 방식으로는 차단이 어려운 자기 정격 부하 전류 이하 소전류에서 월등한 효력을 발휘할 수 있다.

Claims (7)

1. 프레임과, 상기 프레임의 상단 하부에 설치되고, 가동 접점과 고정 접점을 구비하는 메인 접점 유니트와, 상기 메인 접점 유니트와 대응되도록 상기 프레임의 상단에 설치되고, 상기 고정 접점을 통해 상승하는 아크 전류를 내부의 복수의 소호판을 통해 여러 개의 직렬 아크로 쪼개지도록 하여 소멸시키는 소호실을 포함하여 구성되는 직류차단기에 있어서,

   상기 메인 접점 유니트의 고정 접점과 가동 접점의 양측면에 위치되도록 상기 프레임에 설치되는 브로우 코일 어셈블리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 소전류 차단이 가능한 직류 차단기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 프레임의 상단 중앙부에는,

   상기 브로우 코일 어셈블리가 안착되는 안착홀이 형성되며,

   상기 소호실의 양측면에는,

   상기 브로우 코일 어셈블리가 결합되는 결합홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 소전류 차단이 가능한 직류차단기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 브로우 코일 어셈블리는,

   보빈과,

   상기 보빈의 외주연에 감겨지는 코일과,

   상기 보빈의 중앙부에 삽입되는 강자성체의 코어와,

   상기 보빈과 코일 및 코어가 내부에 수납되도록 공간부를 가지며, T자형으로 형성되고, 배면에 상기 결합홈과 결합되는 결합돌기가 형성되는 케이스로 구성되는 것을 특징으로 하는 소전류 차단이 가능한 직류차단기.
4. 프레임과, 상기 프레임의 상단 하부에 설치되고, 가동 접점과 고정 접점을 구비하는 메인 접점 유니트와, 상기 메인 접점 유니트와 대응되도록 상기 프레임의 상단에 설치되고, 상기 고정 접점을 통해 상승하는 아크 전류를 내부의 복수의 소호판을 통해 여러 개의 직렬 아크로 쪼개지도록 하여 소호시키는 소호실을 포함하는 직류차단기의 소전류 차단방법에 있어서,

   상기 메인 접점 유니트의 양측면에 서로 대응되는 브로우 코일 어셈블리를 설치하고, 상기 직류차단기의 트립시 외부로부터 공급되는 직류 전압에 의해 상기 브로우 코일 어셈블리의 코일에 전류가 인가되어 자속이 생성되면, 이를 상기 가동 접점과 고정 접점에서 발생하는 아크 전류에서 유기되는 자속과 아크 상부는 감자(減磁)되고, 하부는 가자(加磁) 되도록 하여 상기 아크 전류를 부상시켜 상기 소호실로 유도되도록 하는 것을 특징으로 하는 소전류 차단이 가능한 직류차단기의 소전류 차단방법.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 브로우 코일 어셈블리의 코일은,

   상기 직류차단기의 주회로에 정전류(Forward) 또는 역전류(Reverse)의 유입상태에서 차단기 개방시 상기 직류차단기의 주회로를 흐르는 전류 방향에 관계없이 상기 브로우코일 어셈블리에서 발생되는 자속이 상기 직류 차단기의 접점간 생성된 아크 전류에서 유기되는 자속과 가자되어 아크 전류가 소호실로 빠르게 유도되도록 상기 직류차단기가 연결된 모선(母線)과 전기적으로 접속시켜 아크 전류가 상기 소호실측으로 힘을 받을 수 있는 방향으로 자속을 발생시키는 것을 특징으로 하는 소전류 차단이 가능한 직류차단기의 소전류 차단방법.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 브로우 코일 어셈블리의 코일은,

   상기 직류차단기의 주회로에 정전류(Forward) 또는 역전류(Reverse)의 유입상태에서 차단기 개방시 상기 직류차단기의 주회로를 흐르는 전류 방향에 관계없이 상기 브로우코일 어셈블리에서 발생되는 자속이 상기 직류 차단기의 접점간 생성된 아크 전류에서 유기되는 자속과 항상 가자되어 아크 전류가 소호실로 빠르게 유도되도록 상기 직류차단기 주회로로 유입되는 전류 방향을 감지하여 상기 브로우 코일 어셈블리 코일에 흘러 들어가는 코일전류의 방향을 바꿔 공급하는 전기회로를 구비하는 별도의 외부전원 공급장치와 전기적으로 접속시켜 아크 전류가 상기 소호실측으로 힘을 받을 수 있는 방향의 자속을 발생시키는 것을 특징으로 하는 소전류차단이 가능한 직류차단기의 소전류 차단방법.
7. 제 4 항에 있어서,

   상기 브로우 코일 어셈블리는,

   여자 시간 조절을 통해 아크 전류가 충분히 소호실로 유도되어 소호되도록 하는 것을 특징으로 하는 소전류 차단이 가능한 직류차단기의 소전류 차단방법.