KR101031952B1 - Terminal assembly for circuit breaker - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차단기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 차단기의 터미널부의 형상을 개선하여 대기 접촉면이 확대된 터미널부를 구비한 진공차단기에 관한 것이다.The present invention relates to a circuit breaker, and more particularly, to a vacuum circuit breaker having a terminal portion having an enlarged atmospheric contact surface by improving the shape of the terminal portion of the circuit breaker.
통상 차단기는 전기회로에 있어서 단락이나 지락 등의 사고시에 이러한 사고전류로부터 부하기기 및 선로를 보호하는 전기 보호기기이다. 차단기는 소호 매질에 따라 기름을 소호 매질로 사용하는 유입차단기, 불황성 기체인 육불화항(SF6) 가스를 이용한 가스차단기, 공기를 소호 매질로 이용한 기중차단기, 자기를 이용한 차단기, 진공의 절연내력을 이용한 진공차단기 등으로 구분된다.In general, a circuit breaker is an electrical protection device that protects a load device and a line from such an accident current in the event of a short circuit or ground fault in an electric circuit. The breaker is an inlet breaker that uses oil as the SOHO medium, a gas circuit breaker that uses hexafluoride hexafluoride (SF 6 ) gas, an air circuit breaker that uses air as the SOHO medium, a circuit breaker using magnetism, and vacuum insulation. It is divided into a vacuum circuit breaker using a load capacity.
현재 대부분의 전력기기 제품은 아크 소호 및 절연 성능이 우수한 육불화황 가스를 절연매질로 사용하고 있는 실정이다. 그러나, 육불화황 가스는 지구온난화 를 일으키는 가스로 전세계적으로 사용 규제가 이루어지고 있는 추세이다. 국내 또한 이러한 육불화 황 가스를 대체할 수 있는 환경 친화적 전력기기 제품 개발이 활발히 이루어 지고 있으며 이러한 환경 친화적 전력기기 제품의 하나로 진공차단기 의 수요가 급증하고 있는 실정이다. 이중 진공차단기는 정상부하 개폐 및 사고전류 차단시 발생하는 아크를 진공 용기 내에서 소호시켜 신속하게 회로를 분리시켜서 회로와 기기를 보호하는 기기이며, 진공차단기 내부에서 전류를 차단하는 핵심부품이 진공인터럽터이다. Currently, most power equipment products use sulfur hexafluoride gas with excellent arc extinguishing and insulation performance as an insulating medium. However, sulfur hexafluoride gas is a gas that causes global warming and is being regulated worldwide. In Korea, the development of environmentally friendly power device products that can replace the sulfur hexafluoride gas is actively being made, and the demand for vacuum circuit breakers is rapidly increasing as one of the environmentally friendly power device products. The dual vacuum circuit breaker is a device to protect the circuit and equipment by quickly disconnecting the arc in the vacuum container when the normal load is opened and closed and the fault current is cut off.The core component that cuts off the current inside the vacuum circuit breaker is the vacuum interrupter. to be.
도 1에서는 진공차단기의 일반적인 형상을 도시하고 있다. 진공 차단기(10)는 차단기의 기구적인 동작과 제어 역할을 수행하는 메커니즘부(20), 회로를 진공 상태에서 연결 및 차단 하는 진공인터럽터(미도시), 전원측 내지 부하측을 연결하는 터미널(40), 상기 터미널에 구비되어 선로와 차단기를 연결 하는 터미널어셈블리(50) 등을 포함하고 있다. 1 shows a general shape of a vacuum circuit breaker. The
도 2 내지 도 3에는 종래의 터미널어셈블리(50)의 구조가 상세히 도시되어 있다. 터미널어셈블리(50)는 접촉자(52)와 스프링(59)으로 이루어진다. 상기 접촉자는 가공이 쉬운 얇은 동판을 소정의 형상으로 타발한 것이며, 이들의 측면을 서로 마주보게 병렬적으로 둥글게 배치하여 원형의 형상을 가지게 하고, 그 양단을 코일 스프링(59)으로 묶은 것이 터미널어셈블리이다. 그리고, 상기 터미널어셈블리는 상기 터미널(40)에 외접 하도록 삽입되어 배치된다. 그리고, 진공 차단기의 본체는 전기 선로에 기 설치된 크레들(미도시)의 지정된 레일을 따라 상기 터미널에 연결된 터미널어셈블리가 크레들의 접촉부에 삽입되어 접촉력을 가지면서 통전 기능을 유지 하게 된다.2 to 3 show the structure of the
도 3에서 도시된 접촉자(52)의 형상을 보면, 접촉자의 하부면(56)에서 상기 터미널에 접촉하고, 접촉자의 상부의 양측에 오목하게 형성된 스프링권선홈(53)에 서 스프링(59)이 결합된다. 그리고, 상기 스프링권선홈은 복수개 형성될 수 있고, 이 경우 스프링권선홈(53)은 구획벽(54)에 의해서 나뉘어진다. 그리고, 양측에 형성된 스프링권선홈 사이에는 대기접촉면(55)이 형성되어 접촉자(52)가 대기와 접촉하게 되며, 대기접촉면(55)은 직선으로 형성되어 있다.In the shape of the
그런데, 상기 접촉자(52)는 전력회로 계통에 통전이 될 때 필연적으로 접촉하는 부위에서 열이 발생하며, 이때 발생한 열은 상기 대기접촉면(55)에서 방열이 되어 온도가 상승되는 것을 막고 있다. 그러므로, 상기 대기접촉면(55)을 확대할 수 있다면 방열 효과를 극대화 할수 있으나, 접촉자의 체적 역시 커지는 문제가 있었다.By the way, when the
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 터미널어셈블리의 접촉자의 대기접촉면의 면적을 확대하는 수단을 제공하는 것이며, 또한 접촉자의 대기접촉면의 면적을 확대하되, 접촉자의 전체적인 크기는 증가하지 않도록 하는 수단을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, to provide a means for increasing the area of the air contact surface of the contact of the terminal assembly, and also to increase the area of the air contact surface of the contact, but not to increase the overall size of the contact The purpose is to provide.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 회로를 차단하거나 연결하는 인터럽터; 상기 인터럽터에 일단이 연결되는 터미널; 및 상기 터미널의 타단에 구비되어 전원측 내지 부하측과 연결되며, 접촉자 및 상기 접촉자의 양측에 구비된 스프링으로 이루어지는 터미널어셈블리;를 포함하고, 상기 접촉자는, 가운데 부분에서 곡선형상으로 이루어지는 대기접촉면을 가지는 차단기를 제공한다. 그리고, 상기 접촉자의 대기접촉면은 요철형상으로 이루어질 수 있다.The present invention to achieve the above object, an interrupter for disconnecting or connecting the circuit; A terminal having one end connected to the interrupter; And a terminal assembly provided at the other end of the terminal and connected to the power supply side or the load side, the terminal assembly comprising a contactor and springs provided at both sides of the contactor, wherein the contactor has a standby contact surface formed in a curved shape at the center thereof. To provide. In addition, the atmospheric contact surface of the contact may be formed in an uneven shape.
상기 구성에 의해서, 본 발명의 접촉자는 상기 곡선형상으로 이루어진 대기접촉부의 대기와의 접촉범위가 커게 되어, 접촉부에서 발생하는 열량을 대기 중으로 효과적으로 방열시킬 수 있게 된다. According to the above configuration, the contactor of the present invention has a large contact range with the atmosphere of the atmospheric contact portion formed in the curved shape, and can effectively dissipate heat generated in the contact portion into the atmosphere.
그리고, 상기 접촉자의 양측에는 스프링이 안착되는 스프링 권선홈이 각각 형성되어 있고, 상기 대기접촉면은 양측에 형성된 상기 스프링 권선홈 사이에 위치하게 된다.And, both sides of the contact is formed with spring winding grooves each spring is seated, the standby contact surface is located between the spring winding grooves formed on both sides.
상기 스프링 권선홈은 상기 접촉자의 양측에 각각 복수개씩 구비되며, 상기 스프링 권선홈과 스프링 권선홈 사이에는 일정 높이로 돌출한 구획벽이 형성될 수 있고, 상기 구획벽의 높이는 상기 접촉자의 양끝단부의 높이보다 낮은 진공차단기를 제공한다. The spring winding groove may be provided in plural on both sides of the contactor, and a partition wall protruding at a predetermined height may be formed between the spring winding groove and the spring winding groove, and the height of the partition wall is formed at both ends of the contactor. Provides a vacuum breaker lower than the height.
그리고, 상기 터미널어셈블리의 접촉자는 상기 터미널의 외측단부에 접촉하도록 상기 터미널의 반경방향으로 배치되어 형성된다.The contact of the terminal assembly is disposed in the radial direction of the terminal to contact the outer end of the terminal.
상기 구성에 의해서, 본 발명은 터미널어셈블리에서 접촉자의 대기접촉면의 면적을 확대하여 대기와의 열교환이 원활하게 이루어지도록 하며, 또한 접촉자의 전체적인 크기는 증가하지 않도록 함으로써 재료가 절약되고 진공차단기 전체적인 크기 역시 컴팩트한 구조가 되는 효과가 발생한다.According to the above configuration, the present invention enlarges the area of the air contact surface of the contactor in the terminal assembly to facilitate heat exchange with the air, and also saves material by not increasing the overall size of the contactor and also the overall size of the vacuum circuit breaker. The effect of becoming a compact structure occurs.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명한다. 본 발명에 따른 터미널어셈블리를 구비한 차단기는 진공차단기 뿐만 아니라, 공기가 충진된 기중차단기 등에도 적용가능하다. 이하에서는 기재의 편의상 진공차단기를 예로 들어 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail an embodiment of the present invention. The circuit breaker having a terminal assembly according to the present invention is applicable to not only a vacuum circuit breaker but also an air circuit breaker filled with air. Hereinafter, for convenience of description, a vacuum circuit breaker will be described as an example.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 터미널어셈블리의 사시도이며, 도 5는 도 4의 터미널어셈블리에 사용되는 접촉자의 정면도이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 진공차단기의 형상 중 터미널어셈블리를 제외한 나머지 부분 즉, 기구적인 메커니즘부와 진공인터럽터 등은 일반적인 진공차단기의 구성과 유사하므로 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.4 is a perspective view of a terminal assembly according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a front view of a contactor used in the terminal assembly of FIG. 4. The rest of the shape of the vacuum circuit breaker according to the exemplary embodiment of the present invention except for the terminal assembly, that is, the mechanical mechanism and the vacuum interrupter are similar to those of the general vacuum circuit breaker, and thus detailed description thereof will be omitted.
도 4 및 도 5를 참조하여 보면, 본 발명의 진공차단기는 진공인터럽터(미도시)와 전원측 내지 부하측을 연결하기 위한 연결부(100)로서 터미널(110)과 상기 터미널의 끝단부에 구비된 터미널어셈블리(120, 130)를 구비하고 있고, 상기 터미널어셈블리(120, 130)는 접촉자(120)와 스프링(130)으로 이루어진다. 4 and 5, the vacuum circuit breaker of the present invention is a terminal assembly provided as a
상기 접촉자(120)에 대해서 살펴보면, 하단부에 형성된 터미널 접촉부(125)서 상기 터미널(110)의 외주면에 접촉하여 통전되면서 상기 터미널의 외주면을 둘러싸고 상기 외주면에 방사상으로 구비된다. 그리고, 상기 접촉자(120)의 양측에는 스프링(130)을 수용하는 스프링 권선홈(121)이 형성된다. 상기 스프링(130)은 하나 또는 복수개 구비될 수 있으며, 구비되는 스프링의 개수에 맞추어 상기 스프링 권선홈(121)이 형성된다. 그리고, 상기 이웃하는 스프링 권선홈 사이에는 이들 홈을 구획하기 위해서 구획벽(122)이 형성된다. 상기 구획벽과 스프링 권선홈에 의해서 스프링은 서로 간섭함이 없이 상기 접촉자의 양측에 안착되어 수용될 수 있다.Looking at the
그리고, 도 5에서 보아 상기 스프링 권선홈(121)의 최하단부에서 상기 상기 구획벽(122)까지의 상하방향 거리(이를 '구획벽의 높이'라 함)는 상기 스프링 권선홈(121)의 최하단부에서 상기 상기 접촉자의 양끝단부까지의 상하방향 거리(이를 '접촉자의 양끝단부의 높이'라고 함)보다 작게 형성된다. 이렇게 형성함으로써 접촉자의 제조시 사용되는 재료의 사용량을 줄일 수 있게 되고, 따라서 비교적 고가인 접촉자의 동(銅) 재료가 절약되는 효과가 발생한다. 이에 대해서는 이하에서 설명한다.In addition, as shown in FIG. 5, the vertical distance from the lower end of the
그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 접촉자(120)는, 상기 스프링 권선 홈(121)이 형성된 양측 사이 가운데 부분에서 곡선형상으로 이루어지는 대기접촉면(123,124)을 가진다. 상기 대기접촉면의 곡선형상은 곡선으로 이루어지면 되고 특정의 형상에 한정되는 것은 아니며, 바람직하게는 오목부분(123)과 볼록부분(124)의 요철형상으로 이루어질 수 있다. 이하에서는 이렇게 대기접촉면을 곡선으로 형성하는 이유에 대해서 설명한다.In addition, the
일반적으로 도체에 통전이 되면, 전기저항에 따른 주울열 효과에 의하여 열이 발생 하게 된다. 또한 이러한 도체들이 서로 접촉 하고 있을 경우에는, 접촉하는 도체 표면의 거칠기나, 표면의 산화 정도, 부식, 이물질 등에 의하여 전류의 흐름을 방해 하는 피막이 형성 되므로, 도체의 표면에서 통전이 가능한 면적은 아주 작게 되고 따라서 도체의 접촉면에서는 상당한 전기 저항이 발생하게 되고, 결과적으로 이와 같은 접촉 저항의 영향으로 접촉부에서는 큰 전위차가 생기게 되며 과열의 원인이 되고 있다. 그러므로, 전기 회로에서 이러한 접촉부에 방열대책이 필요하며, In general, when the conductor is energized, heat is generated by the joule heat effect according to the electrical resistance. In addition, when these conductors are in contact with each other, a film is formed to hinder the flow of electric current due to the roughness of the contacting surface of the conductor or the degree of oxidation of the surface, corrosion, and foreign matter. Therefore, considerable electrical resistance is generated at the contact surface of the conductor. As a result, a large potential difference is generated at the contact portion due to the influence of such contact resistance, which causes overheating. Therefore, heat dissipation measures are required at these contacts in electrical circuits,
그런데, 진공차단기에 있어서 상기 터미널어셈블리는 전력 계통 회로에서 선로와 차단기를 접속해주는 기구로서 항상 발열 요소를 가지고 있다. 이에 대한 대책으로서, 본 발명에서는 상기 전기 접촉부가 대기와 접촉하는 면적을 넓게 하여 회로내의 온도가 과도하게 상승하는 것을 막을 수 있도록 고안한 것이며, 이렇게 대기와 접촉하는 면적을 크게 하기 위해서 상기 대기접촉면을 곡선형 또는 요철부로 형성한 것이다.However, in the vacuum circuit breaker, the terminal assembly is a mechanism for connecting the line and the breaker in the power system circuit and always has a heating element. As a countermeasure against this, the present invention is designed to prevent the temperature in the circuit from excessively rising by increasing the area where the electrical contact portion is in contact with the atmosphere. It is formed of a curved or uneven portion.
도 6은 종래의 접촉자의 생산방식에 따른 레이아웃(lay out)이며, 도 7은 본 발명 접촉자의 생산방식에 따른 레이아웃이다.Figure 6 is a layout (lay out) according to the production method of the conventional contactor, Figure 7 is a layout according to the production method of the contactor of the present invention.
접촉자를 생산하는 방식을 보면, 일정한 두께의 플레이트를 접촉자의 형상으로 복수개 절개하여 제조하고 있다. 도 6의 종래의 접촉자 생산방식에서는 접촉자(52)를 생산하기 위해서 빗금친 부분(52a)만큼의 재료손실이 발생한다. 그러나, 도 7의 본 발명의 접촉자(120) 생산방식에서는 빗금친 부분(120a) 만큼의 재료손실이 발생한다. 손실 재료의 크기를 보면, 본 발명에 따른 생산방식이 훨씬 감소함을 알 수 있다. 본 발명의 접촉자는 대기접촉면에 요철부를 형성하여 방열 면적을 넓게 하면서 동시에 스프링 권선홈을 구획하는 구획벽의 높이를 낮추었기 때문이다. In the method of producing a contactor, a plurality of plates having a constant thickness are cut into a contactor and manufactured. In the conventional contactor production method of FIG. 6, material loss occurs as much as the hatched
이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 접촉자는 대기와 접촉하는 면의 길이가 길어지면서도 접촉자의 전체적인 크기는 동일하게 되도록 대기접촉면을 곡선형으로 절개 하였다. 또한, 본 발명은 동일 이하의 재료량을 사용하면서도 대기 접촉면을 넓게 하도록 절개 레이아웃을 설정하여, 손실처리 되는 부분을 효과적으로 활용할수 있게 하였다.As described above, the contactor of the present invention curved the air contact surface in a curved shape such that the length of the contact surface with the air is increased while the overall size of the contact is the same. In addition, the present invention is to set the incision layout to widen the air contact surface while using the same or less amount of material, it is possible to effectively utilize the loss processing.
실험에 의하면, 본 발명의 상기 구성에 따른 접촉자를 구비한 진공차단기는 동일 조건의 종래 진공차단기에 비해 약 2~3도의 온도 강하 효과가 있음을 알 수 있었다. 또한 본 발명으로 인해서, 종래의 생산방법 보다 동(銅) 재료의 사용 효율을 17% 이상 올리는 효과가 있다.According to the experiment, it can be seen that the vacuum circuit breaker having a contactor according to the above configuration of the present invention has a temperature drop effect of about 2 to 3 degrees compared to the conventional vacuum circuit breaker under the same conditions. In addition, due to the present invention, there is an effect of increasing the use efficiency of the copper material by 17% or more than the conventional production method.
도 1은 진공차단기의 일반적인 형상의 사시도이며,1 is a perspective view of a general shape of a vacuum circuit breaker,
도 2는 도 1의 진공차단기에 사용되는 터미널어셈블리의 모습이며,FIG. 2 is a view illustrating a terminal assembly used in the vacuum circuit breaker of FIG. 1.
도 3은 도 2의 터미널어셈블리에 장착되는 접촉자의 정면도이며,3 is a front view of a contactor mounted to the terminal assembly of FIG.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 터미널어셈블리의 사시도이며,4 is a perspective view of a terminal assembly according to an embodiment of the present invention;
도 5는 도 4의 터미널어셈블리에 사용되는 접촉자의 정면도이며,5 is a front view of a contactor used in the terminal assembly of FIG.
도 6은 종래의 접촉자의 생산방식에 따른 레이아웃이며,6 is a layout according to a production method of a conventional contactor,
도 7은 본 발명의 접촉자의 생산방식에 따른 레이아웃이다.7 is a layout according to the production method of the contact of the present invention.
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