KR101206540B1

KR101206540B1 - 배선용 차단기의 순시 가조정 장치

Info

Publication number: KR101206540B1
Application number: KR1020110145064A
Authority: KR
Inventors: 김세용; 전영민
Original assignee: 현대중공업 주식회사
Priority date: 2011-12-28
Filing date: 2011-12-28
Publication date: 2012-11-30
Also published as: EP2800122A4; WO2013100504A1; RU2573642C1; EP2800122B1; EP2800122A1

Abstract

개시된 기술은 배선용 차단기에 관한 것으로, 실시예들 중에서, 배선용 차단기는 주 회로와 연결되어 전류가 흐르고, 고정 접촉자, 가동 접촉자, 개폐기구부, 핸들, 트립부 및 소호부를 포함하며, 상기 트립부는 상기 주 회로에 고정되고, 상기 주 회로에 이상전류가 발생하는 경우 전자기력을 생성하는 고정마그네트, 일단은 상기 고정마그네트와 고정적 간격으로 이격되고 다른 일단은 계단식 경사면이 형성되며 회동시에 상기 고정마그네트와 접촉가능 하도록 하는 아마츄어 및 상기 아마츄어의 계단식 경사면과 접촉되어 상기 고정마그네트와 상기 아마츄어 사이의 간격을 조정할 수 있도록 좌우 직선운동을 수행하여 상기 아마츄어를 회동시키는 인스턴트바를 포함한다. 따라서, 경사각을 가지는 계단식 경사면을 보유하는 아마츄어 및 좌우 직선운동을 수행하여 아마츄어를 회동시키는 인스턴트바의 구성으로부터 고정마그네트와 아마츄어 사이의 간격을 조정하여 트립이 발생하는 이상전류의 크기를 설정할 수 있는 효과가 있다.

Description

배선용 차단기의 순시 가조정 장치{INSTANT ADJUSTABLE TRIP DEVICE OF CIRCUIT BREAKERS}

본 출원은 배선용 차단기의 순시 조정장치에 관한 것으로, 특히, 트립부의 인스턴트바를 이용하여 고정마그네트와 아마츄어 사이의 간격을 정확하게 조정하여 배선용 차단기의 안정성을 향상시킬 수 있는 배선용 차단기의 순시 가조정 장치에 관한 것이다.

일반적으로 배선용 차단기는 전원과 부하 사이에 이상전류(즉, 예를 들어 과전류, 순시전류 또는 단락전류)가 흐르는 경우 자동으로 회로를 차단하여 회로 및 부하를 보호하는 전기안전장치이다.

이상전류 중 순시 전류에 대한 트립은 배선용 차단기에 순간적으로 정격전류의 일정 배율의 전류가 인가될 때 이를 감지하여 해당 배율에 대하여 회로 나 부하에 데미지를 입히지 않는 적당한 시간 내에 트립을 시켜주는 것을 말하며 이러한 기능을 순시 트립 기능이라 한다.

본 출원과 관련된 기술로는 한국특허공개공보 10-2006-0101035호에 개시되어 있고, 해당 특허에서, 도 1은 종래의 배선용 차단기의 순시 가조정 장치의 종단면도이다.

도 1을 참조하면, 종래의 배선용 차단기의 순시 가조정 장치(100)는 주 회로에 고정되어 이상전류 발생 시 전자기력이 생성되는 마그넷(110), 마그넷(110)의 전자기력에 의해 회전 운동하는 아마츄어(120), 아마츄어(120)의 동작과 연동하여 회전 운동을 하는 크로스바(130), 크로스바(130)의 동작과 연동하여 매커니즘의 동작을 유발시켜 회로 차단 동작을 시행하는 슈터(140), 아마츄어(130)에 회동방향의 반대방향으로 하중을 부여하여 전류에 대한 동작 범위를 제한하는 인스턴트스프링(150), 인스턴트스프링(150)의 하중을 조절하여 동작 전류값을 조정하는 인스턴트바(160) 및 사용자에 의해 인스턴트바(160)의 위치를 지정하는 인스턴트다이얼(170)로 구성된다.

이러한 구성에 의하여, 이상전류 발생 시 마그넷(110)과 아마츄어(120) 사이에 발생하는 전자기력은 아마츄어스프링(150)이 부여하는 하중에 반비례한다. 따라서, 사용자가 더 높은 전류에서 트립이 발생되도록 하려면 인스턴트다이얼(170)을 회동하여 경사각의 하단면으로 향하게 하며, 인스턴트바(160)에 접촉시켜 인스턴트스프링(150)의 초기하중 값을 상승시키도록 유도한다.

상기와 같은 방법으로 트립이 발생하는 이상전류의 크기를 설정한 후, 선로상에 이상전류가 발생될 경우, 마그넷(110)에 전자력이 발생하게 되고, 이때 마그넷(110)의 전자력에 의한 인력에 의해 아마츄어(120)가 끌어당겨져 시계 반대 방향으로 회동되어 마그넷(110)에 접하게 된다. 이때, 아마츄어(120)는 인스턴트스프링(150)에 지지되어 있으므로 상기 전자력은 인스턴트스프링(150)의 탄성력보다 큰 힘으로 작용하여야 한다.

이러한 종래의 배선용 차단기의 순시 가조정 장치(100)는 인스턴트스프링(150)의 탄성력을 이용하므로 인스턴트스프링(150) 자체가 가진 편차(±10%)로 인하여 하중 값의 일관성 유지가 어려워 마그넷과 아마츄어 사이의 간격을 일정하게 조정할 수 없는 문제점이 있다.

한국특허공개공보 10-2006-0101035호

본 출원은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인스턴트바를 이용하여 마그넷과 아마츄어 사이의 간격을 일정하게 조정할 수 있는 배선용 차단기의 순시 가조정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

실시예들 중에서, 배선용 차단기는 주 회로와 연결되어 전류가 흐르고, 고정 접촉자, 가동 접촉자, 개폐기구부, 핸들, 트립부 및 소호부를 포함하며, 상기 트립부는 상기 주 회로에 고정되고, 상기 주 회로에 이상전류가 발생하는 경우 전자기력을 생성하는 고정마그네트, 일단은 상기 고정마그네트와 고정적 간격으로 이격되고 다른 일단은 계단식 경사면이 형성되며 회동시에 상기 고정마그네트와 접촉가능 하도록 하는 아마츄어 및 상기 아마츄어의 계단식 경사면과 접촉되어 상기 고정마그네트와 상기 아마츄어 사이의 간격을 조정할 수 있도록 좌우 직선운동을 수행하여 상기 아마츄어를 회동시키는 인스턴트바를 포함한다.

일 실시예에서, 상기 배선용 차단기는 상기 아마츄어의 일단을 지지하는 아마츄어 지지대 및 상기 아마츄어와 상기 아마츄어 지지대를 연결하여 상기 인스턴트바의 이동에 따른 상기 아마츄어의 회동을 위한 탄성을 제공하는 아마츄어 스프링을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 인스턴트 다이얼은 상단에 순시 전류에 대한 값이 형상화 된 홈이 형성된 인스턴트 다이얼을 더 포함할 수 있다.

본 출원의 개시된 기술에 따르면, 경사각을 가지는 계단식 경사면을 보유하는 아마츄어 및 좌우 직선운동을 수행하여 아마츄어를 회동시키는 인스턴트바의 구성으로부터 고정마그네트와 아마츄어 사이의 간격을 조정하여 트립이 발생하는 이상전류의 크기를 설정할 수 있는 효과가 있다.

또한, 인스턴트 다이얼의 상단에 순시 전류에 대한 값이 형상화 된 홈을 형성하여 트립이 발생하는 이상전류의 크기를 정확히 설정할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 배선용 차단기의 트립부의 종단면도이다.
도 2는 종래의 배선용 차단기의 구조를 도시한 단면도이다.
도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 트립부의 구조를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 배선용 차단기의 트립부의 작동을 나타내는 측면도이다.
도 5는 도 3의 배선용 차단기의 트립부의 작동을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 3의 배선용 차단기의 복수의 트립부가 결합한 모습을 나타내는 도면이다.

개시된 기술에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 개시된 기술의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 개시된 기술의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 출원에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.

"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

"및/또는"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제1 항목, 제2 항목 및/또는 제3 항목"의 의미는 제1, 제2 또는 제3 항목뿐만 아니라 제1, 제2 또는 제3 항목들 중 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다"또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

각 단계들에 있어 식별부호(예를 들어, a, b, c 등)는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 일어날 수 있다. 즉, 각 단계들은 명기된 순서와 동일하게 일어날 수도 있고 실질적으로 동시에 수행될 수도 있으며 반대의 순서대로 수행될 수도 있다.

여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 개시된 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.

도 2는 종래의 배선용 차단기의 구조를 도시한 단면도이다.

도 2를 참조하면, 배선용 차단기는 전원측 및 부하측과 연결되는 고정자 접촉자(210), 회전 운동을 통해 고정자 접촉자(210)와 접촉 및 분리되는 가동자 접촉자(220), 가동자 접촉자(220)의 움직임을 조정하여 회로를 개폐시키는 개폐기구부(230), 이상전류(즉, 과전류나 순시 전류 및 단락 전류) 발생 시 이를 감지하여 개폐기구부(230)의 동작을 유발하여 회로를 차단시키는 트립부(240), 회로가 차단될 때 발생하는 아크를 소멸시키는 소호부(250)로 구성되어 있다.

도 3은 개시된 기술의 일 실시예에 따른 배선용 차단기의 트립부의 구조를 도시한 사시도이다.

도 3을 참조하면, 배선용 차단기의 트립부(240)는 주 회로에 이상전류가 발생하는 경우 전자기력을 생성하는 고정마그네트(310), 계단식 경사면(321)이 형성되며 회동시에 고정마그네트(310)와 접촉가능 하도록 하는 아마츄어(320) 및 아마츄어를 회동시키는 인스턴트바(330)를 포함한다. 일 실시예에서, 아마츄어 지지대(340) 및 아마츄어(320)와 아마츄어 지지대(340)를 연결하여 아마츄어(320)의 회동을 위한 탄성을 제공하는 아마츄어 스프링(350)을 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 인스턴트바(330)는 상단에 순시 전류에 대한 값이 형상화 된 홈(361)이 형성된 인스턴트 다이얼(360)를 더 포함 할 수 있다.

고정마그네트(310)는 주 회로에 고정된다. 고정마그네트(310)는 주 회로에 이상전류가 발생하는 경우 전자기력을 생성한다.

아마츄어(320)는 일단이 고정마그네트(310)와 고정적 간격으로 이격되며, 회동 가능하도록 설치된다. 아마츄어(320)는 회동하는 경우 고정마그네트(310)와 접촉된다. 아마츄어(320)의 다른 일단은 계단식 경사면(321)이 형성된다. 일 실시예에서, 아마츄어(320)는 인스턴트 스프링(350)을 고정할 수 있는 결합돌기(322)를 더 포함할 수 있다.

인스턴트바(330)는 좌우 직선운동을 수행하는 경우 일단이 아마츄어(320)의 계단식 경사면(321)과 접촉되어 있어 계단식 경사면(321)의 높이 차이에 따라 아마츄어(320)를 회동시켜 고정마그네트(310)와 아마츄어(320) 사이의 간격을 조정한다. 일 실시예에서, 인스턴트바(330)는 복수의 아마츄어들(320)의 계단식 경사면(321)과 접촉되어 있어 복수의 아마츄어들(320) 각각과 복수의 고정마그네트(310)들 각각의 간격을 조정할 수 있다.

아마츄어 지지대(340)는 아마츄어의 일단을 지지한며, 아마츄어 스프링(350)의 일단을 고정한다.

아마츄어 스프링(350)은 아마츄어(320)와 아마츄어 지지대(340)를 연결하여 인스턴트바(330)의 이동에 따른 아마츄어(320)의 회동을 위한 탄성을 제공한다.

인스턴트 다이얼(360)은 인스턴트바(330)에 결합되며, 인스턴트 다이얼(360)을 회동하는 경우 인스턴트바(330)를 좌우 직선운동시킨다. 일 실시예에서, 인스턴트 다이얼(360)은 상단에 순시 전류에 대한 값이 형상화 된 홈(361)이 형성될 수 있다. 따라서, 드라이버를 체결하여 인스턴트 다이얼(360)을 용이하게 회동 시킬 수 있다.

도 4는 도 3의 배선용 차단기의 트립부의 작동을 나타내는 측면도이며, 도 5는 도 3의 배선용 차단기의 트립부의 작동을 나타내는 사시도이다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 인스턴트 다이얼(360)을 회동하는 경우 인스턴트바(330)는 좌우 직선운동을 수행하며, 인스턴트바(330)의 일단이 아마츄어(320)의 계단식 경사면(321)과 접촉되어 있어 계단식 경사면(321)의 높이 차이에 따라 아마츄어(320)를 회동시켜 고정마그네트(310)와 아마츄어(320) 사이의 간격을 조정한다. 즉, 트립이 발생하는 이상전류의 크기를 설정한다.

이상전류의 발생시 고정마그네트(310)에서 발생되는 전자력은 고정마그네트(310)와 아마츄어(320) 사이의 간격에 반비례하여 커진다. 따라서, 기 설정된 전류보다 더 높은 전류에서 트립이 발생되도록 하려면 인스턴트 다이얼(360)을 회동하여 아마츄어(320)의 계단식 경사면(321)의 높이가 높은 쪽(321b)과 인스턴트바(330)의 일단이 접촉되도록 한다. 아마츄어(320)의 계단식 경사면(321)의 높이가 높은 쪽(321b)과 인스턴트바(330)의 일단이 접촉되면 아마츄어(320)가 고정마그네트(310)쪽으로 회동하여 고정마그네트(310)와 아마츄어(320) 사이의 간격이 좁아지게 되고 따라서, 아마츄어 스프링(350)은 더 인장되어 탄성력이 크게 작용한다.

반대로, 기 설정된 전류보다 더 낮은 전류에서 트립이 발생되도록 하려면 인스턴트 다이얼(360)을 회동하여 아마츄어(320)의 계단식 경사면(321)의 높이가 낮은 쪽(321a)과 인스턴트바(330)의 일단이 접촉되도록 한다. 아마츄어(320)의 계단식 경사면(321)의 높이가 낮은 쪽(321a)과 인스턴트바(330)의 일단이 접촉되면 아마츄어(320)가 고정마그네트(310)의 반대쪽으로 회동하여 고정마그네트(310)와 아마츄어(320) 사이의 간격이 넓어지게 되고 따라서, 아마츄어 스프링(350)은 더 압축되어 탄성력이 작게 작용한다.

상기와 같은 방법으로 트립이 발생하는 이상전류의 크기를 설정한 후, 주 회로에 이상전류가 발생하는 경우, 고정마그네트(310)에 전자력이 발생하고, 고정마그네트(310)의 전자력에 의해 아마츄어(320)에 인력이 작용한다. 아마츄어(320)는 아마츄어 스프링(350)에 의해 지지되어 있으므로, 고정마그네트 (310)의 전자력에 의해 아마츄어(320)에 작용하는 인력이 아마츄어 스프링(350)의 탄성력보다 큰 힘으로 작용하는 경우 아마츄어(320)는 회동되어 고정마그네트(310)에 접촉한다.

도 6은 도 3의 복수의 트립부가 크로스바 및 슈터가 연결된 모습을 나타내는 도면이다.

도 6을 참조하면, 아마츄어(320)의 일단은 크로스바(610)와 연결되며, 크로스바(610)의 다른 일단은 슈터(620)와 연결된다.

일 실시예에서, 트립부(240)의 아마츄어(320)가 회동하여 고정마그네트(310)에 접촉하면 아마츄어(320)는 크로스바(610)의 하단부를 가압할 수 있다. 일 실시예에서, 크로스바(610)는 슈터(620)를 구속하며, 슈터(620)는 개폐기구부와 연결되어 크로스바(610)가 회전하면 크로스바(610)에 구속되어 있던 슈터(620)의 구속상태가 해제되고 개폐기구부(240)가 트립되는 것을 특징으로 할 수 있다.

따라서, 아마츄어(320)가 회동하여 고정마그네트(310)에 접촉하면 아마츄어(320)는 크로스바(610)의 하단부를 가압하여 크로스바(610)을 시계방향으로 회전시키게 되고, 크로스바(610)가 시계방향으로 회전하면 크로스바(610)에 구속되어 있던 슈터(620)의 구속상태가 해제되어 개폐기구부가 트립된다.

또한, 인스턴트 다이얼의 상단에 순시 전류에 대한 값이 형상화 된 홈을 형성하여 트립이 발생하는 이상전류의 크기를 설정할 수 있는 효과가 있다.

상기에서는 본 출원의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 출원의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

310 : 고정마그네트 320 : 아마츄어
321 : 계단식 경사면 330 : 인스턴트바
340 : 아마츄어 지지대 350 : 아마츄어 스프링
360 : 인스턴트 다이얼 361 : 홈

Claims

주 회로와 연결되어 전류가 흐르고, 고정 접촉자, 가동 접촉자, 개폐기구부, 트립부 및 소호부를 포함하는 배선용 차단기에 있어서,
상기 트립부는
상기 주 회로에 고정되고, 상기 주 회로에 이상전류가 발생하는 경우 전자기력을 생성하는 고정마그네트;
일단은 상기 고정마그네트와 고정적 간격으로 이격되고 다른 일단은 계단식 경사면이 형성되며 회동시에 상기 고정마그네트와 접촉가능 하도록 하는 아마츄어; 및
상기 아마츄어의 계단식 경사면과 접촉되어 상기 고정마그네트와 상기 아마츄어 사이의 간격을 조정할 수 있도록 좌우 직선운동을 수행하여 상기 아마츄어를 회동시키는 인스턴트바를 포함하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
제1항에 있어서,
상기 아마츄어의 일단을 지지하는 아마츄어 지지대; 및
상기 아마츄어와 상기 아마츄어 지지대를 연결하여 상기 인스턴트바의 이동에 따른 상기 아마츄어의 회동을 위한 탄성을 제공하는 아마츄어 스프링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
제1항에 있어서, 상기 인스턴트바는
상단에 순시 전류에 대한 값이 형상화 된 홈이 형성된 상기 인스턴트 다이얼을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.