KR20160038838A

KR20160038838A - 직류 회로 차단유닛 및 직류 회로 차단기

Info

Publication number: KR20160038838A
Application number: KR1020150137130A
Authority: KR
Inventors: 송중천
Original assignee: 러씽찬띠안(우시)유씨안공스
Priority date: 2014-09-30
Filing date: 2015-09-25
Publication date: 2016-04-07
Also published as: CN105529225A

Abstract

본 발명은 직류 회로 차단유닛 및 직류 회로 차단기를 제공한다. 본 발명에 따른 직류 회로 차단유닛은 가동 접촉자 및 고정 접촉자에 발생하는 아크를 소호부로 유도하기 위한 단일의 영구자석과, 상기 영구자석의 양극 사이에 상기 고정 접촉자와 상기 가동 접촉자가 배치된다.
또한, 본 발명에 따른 직류 회로 차단기는: 적어도 하나의 제1 직류 회로 차단유닛 및 적어도 하나의 제2 직류 회로 차단유닛을 구비하며, 상기 제1 직류 회로 차단유닛과 제2 직류 회로 차단유닛은 인접하여 배치되어지되, 반대 방향의 전류가 흐르도록 인접 단자가 직렬로 연결되고, 상기 제1 직류 회로 차단유닛은; 가동접촉자, 고정 접촉자, 한 쌍의 제1 영구자석 및 소호부를 구비하며, 상기 가동 접촉자 및 고정 접촉자에 사이에서 발생하는 아크를 상기 소호부로 유도하기 위해 S-N/S-N 또는 N-S/N-S 극성을 갖는 한 쌍의 제1 영구자석 사이에 가동 접촉자 및 고정 접촉자가 배치되고, 상기 제2 직류 회로 차단유닛은; 가동접촉자, 고정 접촉자, 단일의 제2 영구자석 및 소호부를 구비하며, 상기 가동 접촉자 및 고정 접촉자에 사이에서 발생하는 아크를 상기 소호부로 유도하기 위해 제2 영구자석의 S-N 또는 N-S 극성 사이에 가동 접촉자 및 고정 접촉자가 배치되고, 상기 제2 영구자석의 극성은 제1 영구자석의 극성과 동일한 방향의 극성을 갖도록 배치된다.

Description

직류 회로 차단유닛 및 직류 회로 차단기{DIRECT CURRENT CIRCUIT BREAKER UNIT AND DIRECT CURRENT CIRCUIT BREAKER}

본 발명은 직류 회로 차단유닛 및 직류 회로 차단기에 관한 것으로, 특히 고정 접촉자와 가동 접촉자 사이에서 발생한 아크를 유도하기 위한 영구자석의 형상과 배치를 개선한 직류 회로 차단유닛 및 직류 회로 차단기에 관한 것이다.

회로 차단기는 정상 전류를 통전하고, 고장 전류를 차단하는 장치이다. 전류에는 교류와 직류가 있으며, 직류는 전원에 연결시 (+)극과 (-)극으로 일정한 방향성을 갖는다. 일반적인 회로 차단기는 교류 전원과 교류 부하를 연결하여 사용되며, 고장 전류를 감지하여 전원을 차단하는 기능을 갖는다. 또한, 일반적인 회로 차단기인 교류 회로 차단기는 직류 전기회로에 대해서도 어느 정도 차단 능력을 가지고 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 직류 회로 차단기라고 하더라도 일반적인 교류 회로 차단기의 형태를 그대로 이용하는 것이 비용 절감 면에서 효율적이다.

그러나, 직류 전압이 높은 경우에는 일반적인 교류 회로 차단기로는 높은 직류 전압을 차단하기가 매우 어렵다. 그 이유는 직류 전류가 전류 영점이 없기 때문에 차단기의 가동 접촉자의 가동 접점과 고정 접촉자의 고정 접점 사이에 발생된 아크를 일정한 방향으로 밀어주어 아크를 신장시키지 못하면 접점 사이에 아크가 끊어지지 않아 직류 전류가 차단되지 않기 때문이다. 이와 같은 이유 때문에 높은 직류 전압을 차단하기 위해서는 차단기 내부의 접점 주위에 영구자석을 배치함으로 접점이 분리될 때 발생하는 아크가 영구자석의 자기력에 의해 유도되어 신장되도록 하고 있다. 이처럼 영구자석을 이용하여 아크를 일정한 방향 예를 들면, 소호부 방향으로 유도하고 신장시킴으로 높은 직류 전압을 차단하는 차단기를 직류 회로 차단기라고 한다.

도 1은 종래의 직류 회로 차단기의 구조를 예시하는 사시도이다.

종래의 직류 회로 차단기(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 링크 기구(21), 핸들(22), 가동 접촉자(31), 고정 접촉자(32), 이 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)에서 발생된 아크를 소호하는 소호부(40), 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)에서 발생된 아크를 소호부(40)로 유도할 수 있도록 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)의 양측에 배치된 영구자석(50), 솔레노이드(60)를 포함한다.

링크 기구(21)는 공지된 바와 같이 가동 접촉자(31)의 일부분에 연결되어 핸들(22)의 회전에 따라 가동 접촉자(31)를 이동시킨다. 핸들(22)은 ON-OFF 동작시 상기 링크 기구(21)를 통해 가동 접촉자(31)를 고정 접촉자(32)로부터 분리시켜 전류를 차단하거나 가동 접촉자(31)를 고정 접촉자(32)에 접촉시켜 전류를 인가한다.

소호부(40)는 가동 접촉자(31)가 고정 접촉자(32)로부터 분리될 때 회로의 전압과 전류의 크기에 따라 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)의 접점 사이에 발생하는 아크를 소호시켜 직류 전압을 차단하는 역할을 한다. 통상, 소호부(40)는 가동 접촉자(31) 또는 고정 접촉자(32)의 길이 방향(가동 접촉자의 가동 접점과 고정 접촉자의 고정 접점 사이의 아크가 연장되는 방향)을 따른 공간을 가질 수 있으며, 이 공간 사이에 있어서 아크가 신장되어 아크의 소호가 이루어지며 이에 따라 직류 전압은 신속히 차단 차단되도록 하는 역할을 한다. 본 명세서에 따른 도면 전반에서는 영구자석(50)을 명확히 도시할 수 있도록 상기 소호부(40)는 단순히 소호부(40)가 설치되는 소호 공간으로 대체하여 도시하였다.

영구자석(50)은 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)가 접촉하는 접점의 양측에 배치된 한 쌍의 평판형 영구자석(50)으로 구성되며, 아크 발생시 영구자석(50)의 자기력에 의해 아크를 소호부(40) 방향으로 유도하여 소호부(40)에서 아크가 소호되도록 함으로써 직류 전압의 차단이 원활이 이루어지도록 하는 역할을 한다.

솔레노이드(60)는 순간적인 고장전류를 감지하여 링크 기구(21)를 작동하도록 함으로써 가동 접촉자(31)를 고정 접촉자(32)로부터 분리되도록 하는 고장전류 감지장치 및 고장 전류 차단수단이기도 하다.

이와 같이 구성되는 직류 회로 차단기(10)에 있어서, 직류 회로 차단기(10)의 직류 차단 전압을 높이고자 할 경우, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 2개의 직류 회로 차단기(또는 직류 회로 차단유닛)(10)의 단자(71, 72)를 서로 직렬로 연결하는 2가지 방식이 공지되어 있다.

첫 번째 방식은 도 2에 도시한 바와 같이 2개의 직류 회로 차단기(10)의 인접한 단자(72, 72)를 직렬로 연결하여 2개의 직류 회로 차단기(10)에 서로 반대 방향의 전류가 인가되도록 하는 방식이고, 두 번째 방식은 도 3에 도시한 바와 같이 서로 멀리 떨어진 단자(71, 72)를 직렬로 연결하여 2개의 직류 회로 차단기(10)에 서로 동일한 방향의 전류가 인가되도록 하는 방식이다.

첫 번째 방식을 따를 경우, 도 2에 도시한 바와 같이 전류 회로 연결을 위한 결선 거리가 짧아서 작업 편의성이나 비용적인 측면에서 유리하기는 하지만, 2개의 직류 회로 차단기의 배치 위치를 기준으로 전류의 방향이 서로 반대가 된다. 따라서, 각각의 직류 회로 차단기(10)에서 발생한 아크를 서로 같은 방향인 소호부의 방향으로 밀어주기 위해서는 각 직류 회로 차단기(10)에 설치된 영구자석(50)의 극성을 서로 반대(즉, 왼쪽의 직류 회로 차단기(10)의 영구자석(50)의 극성은 S-N/ S-N으로 하고 오른쪽의 직류 회로 차단기(10)의 영구자석(50)의 극성은 N-S/N-S)가 되도록 구성해야만 한다. 그러나, 이 경우에는 2개의 직류 회로 차단기(10) 사이에 반대 극성(즉, S-N 극성과 N-S 극성)의 영구자석(50)이 서로 인접해 있기 때문에 영구자석(50)의 자기력이 약화된다. 따라서, 영구자석(50)를 통해 아크를 소호부(40) 쪽으로 밀어주는 자기력의 크기도 현저하게 약화되어 아크가 소호부(40) 외의 다른 방향으로도 유도되기도 하기 때문에 직류 차단이 실패하게 되는 문제가 있었다. 이는 직류 회로 차단기의 개폐 성능 저하는 물론 개폐 수명이 단축되는 결과를 가져온다. 이와 같이 반대 극성을 갖는 영구자석(50)에 의해 영구자석(50)의 자기력이 약화되는 것을 방지하기 위하여 영구자석(50) 간의 배치 거리 즉, 직류 회로 차단기(10) 간의 배치 거리를 멀리할 수도 있지만 이는 직류 회로 차단기(10)의 외함을 과도하게 크게 하는 문제가 있다.

두 번째 방식을 따를 경우, 도 3에 도시한 바와 같이 2개의 직류 회로 차단기(10)의 배치 위치를 기준으로 전류의 방향이 서로 동일하므로 각각 직류 회로 차단기에 설치된 영구자석(50)의 극성을 서로 반대할 구성할 필요는 없다. 따라서, 영구자석(50)이 자기력이 약화되지 않으므로 두 번째 방식의 현재 직류회로 차단기에 사용되고는 있지만, 이러한 방식은 전류회로 연결을 위한 결선 거리가 길어져 작업 편의성이나 비용적인 측면에서 불리할 뿐만이 아니라 직류 회로 차단기(10)의 외함의 크기가 커지는 문제가 있다.

본 발명의 목적은 직류 회로 차단기에서 고정 접촉자와 가동 접촉자 사이에서 발생한 아크를 유도하기 위한 영구자석의 형상과 배치를 개선하여, 직류 전류 회로 의 연결을 최대한 짧게 함으로써, 현장의 회로 연결 편의성을 높여 비용 절감이 가능한 직류 회로 차단기를 제공하기 위한 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 직류 회로 차단기에서 인접한 영구자석 간의 극성 영향을 최소화함으로써 직류 전압 차단시 직류 차단 신뢰성을 향상시켜 직류 개폐 성능과 개폐 수명을 획기적으로 증대시키고자 한다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 가동 접촉자 및 고정 접촉자에 발생하는 아크를 소호부로 유도하기 위한 단일의 영구자석과, 상기 영구자석의 양극 사이에 상기 고정 접촉자와 상기 가동 접촉자가 배치되는 것을 특징으로 하는 직류 회로 차단유닛이 제공된다.

상기 영구자석의 양단에는 철판이 배치될 수 있으며, 상기 영구자석은 원기둥형 또는 다각형일 수 있다.

또한, 상기 가동 접촉자와 상기 고정 접촉자의 양측에 배치된 거치대를 더 포함하며, 상기 영구자석의 양단은 상기 거치대에 형성된 홀을 통해 삽입되어 설치되고, 상기 철판의 내측면이 상기 영구자석의 양단에 접촉되도록 상기 거치대의 외측면에는 상기 철판이 설치될 수도 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 적어도 하나의 제1 직류 회로 차단유닛 및 적어도 하나의 제2 직류 회로 차단유닛을 구비하며, 상기 제1 직류 회로 차단유닛과 제2 직류 회로 차단유닛은 인접하여 배치되어지되, 반대 방향의 전류가 흐르도록 인접 단자가 직렬로 연결되고, 상기 제1 직류 회로 차단유닛은; 가동 접촉자, 고정 접촉자, 한 쌍의 제1 영구자석 및 소호부를 구비하며, 상기 가동 접촉자 및 고정 접촉자에 사이에서 발생하는 아크를 상기 소호부로 유도하기 위해 S-N/S-N 또는 N-S/N-S 극성을 갖는 한 쌍의 제1 영구자석 사이에 가동 접촉자 및 고정 접촉자가 배치되고, 상기 제2 직류 회로 차단유닛은; 가동 접촉자, 고정 접촉자, 단일의 제2 영구자석 및 소호부를 구비하며, 상기 가동 접촉자 및 고정 접촉자에 사이에서 발생하는 아크를 상기 소호부로 유도하기 위해 제2 영구자석의 S-N 또는 N-S 극성 사이에 가동 접촉자 및 고정 접촉자가 배치되고, 상기 제2 영구자석의 극성은 제1 영구자석의 극성과 동일한 방향의 극성을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 직류 회로 차단기가 제공된다.

제2 실시예에 있어서, 상기 제1직류 회로 차단유닛의 고정 접촉자와 가동 접촉자를 통과하는 전류는 하상 방향으로 흐르고, 상기 제2직류 회로 차단유닛의 고정 접촉자와 가동 접촉자를 통과하는 전류는 상하 방향으로 흐르며, 이 경우 제1 영구자석은 S-N/S-N 극성을 갖고, 제2 영구자석은 S-N 극성을 갖도록 배치될 수도 있다.

또한, 상기 제1직류 회로 차단유닛의 고정 접촉자와 가동 접촉자를 통과하는 전류는 상하 방향으로 흐르고, 상기 제2직류 회로 차단유닛의 고정 접촉자와 가동 접촉자를 통과하는 전류는 하상 방향 흐르며, 이 경우 제1 영구자석은 N-S/N-S 극성을 갖고, 제2 영구자석은 N-S 극성을 갖도록 배치될 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 하나의 직류 회로 차단기는 하나의 상기 제1 직류 회로 차단유닛과 하나의 상기 제2 직류 회로 차단유닛이 하나의 세트로 이루어 수도 있다.

본 발명은 제1, 2 직류 회로 차단유닛으로 구성되는 직류 회로 차단기에 있어서, 제1 직류 회로 차단유닛과 제2 직류 회로 차단유닛의 단자를 직렬로 연결하여 직류 차단 전압을 높이고자 할 경우 제2 직류 회로 차단유닛의 영구자석의 극성 방향을 제1 직류 회로 차단유닛의 영구자석의 극성 방향과 동일하게 배치함으로써 제1, 2 직류 회로 차단유닛 사이에 배치된 영구자석의 영향을 최소화함으로써 직류 회로 차단기의 아크 차단 능력을 극대화하였고, 직류 차단 신뢰성을 높여 직류 회로 차단기의 개폐 수명을 늘렸으며, 제1, 2 직류 회로 차단유닛의 인접한 단자를 서로 직렬로 연결함으로 현장의 작업 편의성과 비용 절감의 효과를 달성할 수 있었다.

도 1은 종래의 직류 회로 차단기를 예시하는 사시도이다.
도 2는 종래의 직류 회로 차단기의 일 실시예에 따른 예시도다.
도 3은 종래의 직류 회로 차단기의 다른 일 실시예에 따른 예시도이다.
도 4a는 본 발명의 직류 회로 차단기에 따른 제1 직류 회로 차단유닛에서 영구자석의 배치 상태를 나타내는 사시도이다.
도 4b는 본 발명의 직류 회로 차단기에 따른 제2 직류 회로 차단유닛에서 영구자석의 배치 상태를 나타내는 사시도이다.
도 5a는 본 발명의 직류 회로 차단기에 따른 제1 직류 회로 차단유닛의 사시도이다.
도 5b는 본 발명의 직류 회로 차단기에 따른 제2 직류 회로 차단유닛의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 직류 회로 차단기의 일 실시예에 따른 예시도이다.
도 7은 본 발명의 직류 회로 차단기의 다른 실시예에 따른 예시도이다.
도 8은 본 발명의 직류 회로 차단기의 또 다른 다른 실시예에 따른 예시도이다.

첨부된 도면을 참조하여 실시예에 대한 보다 상세한 설명이 이루어질 것이며, 본 발명의 특징 및 이에 따른 이점은 보다 명확해 질 것이다.

또한, 첨부된 도면은 본 발명의 취지의 범위를 한정하려는 것이 아니라 특정된 실시예를 참고로 하여 본 기술 분야의 당업자로 하여금 본 발명의 사상을 이해하도록 하기 위한 것으로 이해되어져야만 할 것이다.

도면의 명확성을 위하여, 도면 중의 일부 영역과 구성 요소의 두께를 확대하여 표시하였다. 도면에 있어서, 동일한 부호는 동일하거나 유사한 구조를 표시하므로 중복된 설명은 생략할 것이다.

설명한 특징, 구조 혹은 특성은 임의의 합리적인 방식으로 하나 혹은 더욱 많은 실시예 중에 결합될 수 있다. 하기의 설명 중에서, 많은 구체적인 세부 사항을 제공하여 본 발명의 실시예를 충분히 이해할 수 있도록 하였다. 하지만, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자가 알 수 있는 바와 같이, 상기 특정된 세부 사항 중의 하나 혹은 더욱 많은 세부사항이 생략되거나, 혹은 기타 방법, 구성요소, 재료 등을 사용하여도 본 발명의 기술적 사상을 실현할 수 있을 것이다. 이 밖에도, 공지의 구조, 재료 혹은 동작을 상세히 표시하거나 설명하지 않음으로써, 본 발명이 불명해지지 않도록 하였다.

본 발명의 직류 회로 차단기는 도 5a 및 도 5b에 도시한 바와 같이 제1 직류 회로 차단유닛(11)과 제2 직류 회로 차단유닛(12)을 구비한다.

본 발명에 따른 직류 회로 차단기의 제1 직류 회로 차단유닛(11)은 도 1의 종래의 직류 회로 차단기(11)와 동일한 구조를 가진다. 즉, 제1 직류 회로 차단유닛(11)은 링크 기구(21), 핸들(22), 가동 접촉자(31), 고정 접촉자(32), 이 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)에서 발생된 아크를 소호하는 소호부(40), 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)의 양측에 배치된 제1 영구자석(51), 고장 전류를 감지하여 가동 접촉자(31)를 고정 접촉자(32)로부터 분리하는 솔레노이드(60), 단자(71, 72)와, 거치대(80)를 포함한다.

본 발명에 따른 제1 직류 회로 차단유닛(11)이 종래 기술에서 직류 회로 차단기(11)와 다른 점은 종래 기술에서 직류 회로 차단기(11) 및 영구자석(50)이라고 기재했던 부분을 각각 제1 직류 회로 유닛(11) 및 제1 영구자석(51)로 기재한 표현만이 다를 뿐이지 실질적인 구성 및 작용은 동일하므로 이하 그 상세한 설명은 생략한다.

다만, 본 후술할 제2 영구자석(52)와의 비교를 위해 제1 영구자석(51)을 도 4a, 도 5a 및 도 6를 참조하여 설명하면, 제1 영구자석(51)은 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)가 접촉하는 접점의 양측에 배치되면 한 쌍으로 구성된다. 한 쌍의 제1 영구자석(51)의 극성은 그 극성 방향이 동일하게 배치되는데 예를 들면, 도 4a의 A 방향 순서로 S-N/S-N 또는N-S/N-S의 극성을 갖도록 배치될 수 있으며, 도 6에서는 예시적으로 S-N/S-N의 극성을 갖도록 배치된 것으로 도시되어 있다.

제1 영구자석(51)의 극성은 상기 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32) 사이에 통전되는 전류의 방향에 따라 아크를 소호부(40) 쪽으로 유도할 수 있도록 정해진다.

제1 영구자석(51)은 본 발명에서 평판형으로 형성되는데, 본 발명은 제1 영구자석(51)의 평판형 형상에 구애되지는 않지만, 도 4a에 도시된 바와 같이 A 방향으로 제1 직류 회로 차단유닛(11)의 폭을 줄일 수 있으므로 영구자석(51)은 평판형을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제1 영구자석(51)은 B 방향을 따라 서로 평행하게 배치되어 있다.

미설명 부호 "80"은 제1 영구자석(51)의 거치대로서 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)의 양측에 그 내측이 배치되며 그 외측면에 제1 영구자석(51)이 설치된다.

한편, 본 발명에 따른 직류 회로 차단기의 제2 직류 회로 차단유닛(12)은 도 5b에 도시된 바와 같이, 링크 기구(21), 핸들(22), 가동 접촉자(31), 고정 접촉자(32), 이 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32) 에서 발생된 아크를 소호하는 소호부(40), 단일의 제2 영구자석(52), 고장 전류를 감지하여 가동 접촉자(31)를 고정 접촉자(32)로부터 분리하는 솔레노이드(60), 단자(71, 72), 거치대(80)를 포함한다.

본 발명에 따른 직류 회로 차단기의 제2 직류 회로 차단유닛(12)은 제2 영구자석(52)과 관련된 구성을 제외하고는 나머지 구성은 제1 직류 회로 차단유닛(11)과 그 구성이 동일하므로 역시 그 상세한 설명은 생략한다.

이하, 제2 영구자석(52)을 도 4b, 도 5b 및 도 6을 참조하여 설명한다.

제2 영구자석(52)은 원기둥형으로 형성되며, 도 4b에 도시된 바와 같이 제2 영구자석(52)의 극성 사이에 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)가 배치되도록 제2 영구자석(52)이 도 4b의 A 방향을 따라 배향되어 있다. 발명에서 의미하는 극성 사이라 함은 제2 영구자석에 의해 발생하는 자기장의 N극과 S극 사이 또는 S극과 N극 사이를 의미한다. 제2 영구자석(52)의 극성은 예를 들면, A 방향 순서로 N-S 또는 S-N극의 극성을 갖도록 배치될 수 있으며, 도 6에서는 예시적으로 S-N 극성을 갖도록 배치된 것으로 도시되어 있다.

제2 직류 회로 차단유닛의 제2 영구자석(52)의 S-N극 양단에는 도 4b 내지 도 7에 도시된 바와 같이 강자성체 예를 들면, 철판(90)이 더 배치될 수도 있다.

상기 철판(90)은 제2 영구자석(52)의 자기장에 의해 자화되어 제2 영구자석(52)의 자기력을 강화하는 역할을 한다. 제2 영구자석(52)의 양단은 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)의 양측에 배치되는 거치대(80)에 형성된 홀(81)을 통해 삽입되어 설치될 수 있다. 또한, 이 거치대(80)의 외측면에는 철판(90)의 내측면이 제2 영구자석(90)의 양단에 접촉되도록 설치함으로써 제2 영구자석(52)의 자기장에 의해 철판(90)이 자화될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

도 4b 및 도 5b는 제2 영구자석(52)의 배치가 용이하게 이해되도록 하기 위해 철판(90)의 일부분을 절개하여 제2 영구자석(52)이 잘 보이도록 도시하였지만, 실제적으로 제2 직류 회로 차단유닛(12) 내면을 정면으로 관찰할 경우 제2 영구자석(52)은 철판(90)에 의해 가려져 있어 제2 영구자석(52)를 관찰할 수는 없다.

한편, 상기 제2 영구자석(52)은 예시적으로 원기둥형으로 제시하였지만 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32) 사이에 자기력을 부여할 수만 있다면 다각형 등 그 외 다양한 형상으로 형성할 수도 있을 것이다.

이와 같이 구성되는 제1, 2 직류 회로 차단유닛(11, 12)은 도 6에 도시한 바와 같이 제1, 2 직류 회로 차단기(11, 12)의 평면상 배치 위치를 기준으로 서로 반대 방향의 전류가 인가되도록 인접한 단자(72, 72)가 직렬로 연결되는 방식을 취하고 있다.

이하, 본 발명에 따른 직류 회로 차단기의 작용에 대해 설명한다.

핸들(22)이 조작자에 의해 이동하면 링크기구(21)를 통해 가동 접촉자(31)가 고정 접촉자(32)로부터 분리된다. 물론 종래 기술에서 이미 전술한 바와 고장전류를 감지하여 작동되는 솔레노이드(60) 또는 미설명한 바이메탈 등에 의해 가동 접촉자(31)가 고정 접촉자(32)로부터 분리될 수도 있다.

가동 접촉자(31)가 고정 접촉자(32)로부터 분리될 때, 공지된 바와 같이 가동 접촉자(31)의 가동 접점과 고정 접촉자(32)의 고정 접점 사이에서는 아크가 발생한다.

한편, 영구자석의 자기력선이 N극에서 나와 S극으로 이동함을 고려할 때, 제1 직류 회로 차단기(11)의 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32) 사이에 형성된 자기력선의 방향과 제2 직류 회로 차단기(12)의 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)사이에 형성된 자기력선의 방향은 서로 반대의 방향을 갖는다. 그러나, 제1 직류 회로 차단유닛(11)과 제2 직류 회로 차단유닛(12)에 인가되는 전류의 방향은 도 6에 도시된 바와 같이 서로 반대로 인가되므로, 아크는 제1, 2 직류 전류 회로차단기(11, 12)에 의해 발생된 소위, 로렌츠 힘(Lorentz force)에 의해 동일한 방향 즉, 소호부(40)으로 방향으로 유도된 후 소호될 수 있다.

제1 직류 회로 차단유닛(11)과 제2 직류 회로 차단유닛(12)에 인가되는 전류의 방향을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 제1직류 회로 차단유닛(11)의 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)를 통과하는 전류는 하상 방향으로 흐르며, 상기 제2직류 회로 차단유닛(12)의 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)를 통과하는 전류는 상하 방향으로 흐를 수 있으며, 이 경우 제1 영구자석(51)은 도 6에 도시한 바와 같이 S-N/S-N 극성을 갖고, 제2 영구자석(52)은 S-N 극성을 갖도록 배치된다.

또한, 상기 전류의 흐름은 반대로 흐를 수도 있다. 즉, 상기 제1 직류 회로 차단유닛(11)의 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)를 통과하는 전류는 상하 방향으로 흐르며, 상기 제2직류 회로 차단유닛(12)의 가동 접촉자(31)와 고정 접촉자(32)를 통과하는 전류는 하상 방향 흐를 수 있으며, 이 경우 제1 영구자석(51)이 N-S/N-S 극성을 갖고, 제2 영구자석(52)은 N-S 극성을 갖도록 배치된다.

이처럼 본 발명에 따른 제1, 2 직류 회로 차단 유닛(11, 12)의 제1, 2 영구자석(51, 52)에 있어서, 도 6에 도시한 바와 같이 제1 영구자석(51)에 의한 자극은 S-N/S-N형태로 배치하고, 제2 영구자석(52)에 의한 자극은 역시 제1 영구자석(51)과 동일한 S-N형태로 배치하기 때문에 제1, 2 직류 회로 차단 유닛(11, 12)에 서로 인접한 제1, 2 영구자석(51, 52)의 자기력은 서로 상쇄되지 않는다. 즉, 제1, 2 영구자석(51, 52)이 갖는 고유의 자기력을 그대로 유지하면서도, 제1, 2 직류 회로 차단 유닛(11, 12) 각각의 가동 접촉자(31) 및 고정 접촉자(32)를 가로지르는 제1, 2 영구자석(51, 52)이 갖는 자기력선의 방향은 반대로 형성하는 것이 가능하다.

이와 같이, 본 발명은 제1, 2 직류 회로 차단유닛(11, 12)의 인접 단자(72, 72)에 바로 직렬로 연결이 가능하므로, 현장에서의 결선 작업의 작업 편의성과 비용 절감 효과를 높일 수 있는 것이다.

본 발명에 따른 직류 회로 차단기의 제1, 2 직류 회로 차단 유닛(11, 12)은 또한 제1, 2 영구자석(51, 52)의 극성만 바꿔서 배치할 경우 직류 전류의 방향을 반대로 구성할 수도 있다. 즉, 도 6의 제1, 2 영구자석(51, 52)와 관련된 구성을 서로 바꾸어 배치하는 경우 전류의 방향도 용이하게 바꿀 수 있다(도 7 참조).

또한, 본 발명에 따른 제1, 2 직류 회로 차단 유닛(11, 12)은 이 중에서 어느 하나의 유닛도 직류 회로 차단기로 사용이 가능하다.

또한, 각각 하나의 제1, 2 직류 회로 차단유닛(11, 12)가 하나의 세트를 이루어 하나의 직류 회로 차단기를 구성하여 사용할 수도 있지만 반드시 이에 한정되지 않으며, 차단하고자 하는 직류 전압에 따라 복수개의 직류 회로 차단유닛(11, 12)을 서로 교차적으로 조합하여 사용할 수도 있을 것이다.

여기서 "교차적"의 의미는 제1, 2 직류 회로 차단유닛(11, 12)이 교대로 번갈아 가면서 인접하여 배치되는 하는 것을 의미하는 것으로서 예를 들면, 도 6에 도시된 제2 직류 회로 차단유닛(12)의 우측에 제1 직류 회로 차단유닛(11)을 더 배치한 후 제2 직류 차단유닛(11)과 새롭게 배치된 제1 직류 회로 차단유닛(11)의 인접 단자(71, 71)을 직렬로 연결하여 3P 직류 회로 차단기(도 7 참조)를 구현하여 직류 차단전압을 1P의 3배까지 증대할 수 있다. 또한, 마찬가지 방식으로 4P 직류 회로 차단기를 구현하여 1P의 4배의 직류 차단 전압을 갖는 직류 회로 차단기를 구현할 수 있을 것이다.

이상의 개시 내용에 의하여 본 발명의 실시예를 예시적으로 나타냈으나 청구항에 의해 한정되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 전제하에서 다양한 변경 및 수정을 진행할 수도 있을 것이다. 또한 본 발명에 따른 요소는 단수라고 명확히 한정되지 않는 한 복수 개로 이해되어져야만 할 것이다.

상기의 구체적인 실시형태에서 본 발명의 목적, 구성, 작용 및 효과에 대하여 상세히 설명하였지만, 상기의 내용은 다만 본 발명의 구체적인 실시 형태일 뿐 본 발명의 보호범위에 대한 한정이 아니며 본 발명의 취지 및 보호 범위내에서 진행되는 임의의 수정, 균등 대체, 개량 등은 모두 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 이해되어져야만 할 것이다.

11: 제1 직류 회로 차단유닛 12: 제2 직류 회로 차단유닛
21: 링크 기구 22: 핸들
31: 가동 접촉자 32: 고정 접촉자
40: 소호부 51: 제1 영구자석
52: 제2 영구자석 60: 솔레노이드
71, 72: 단자 80: 거치대
81: 홀 90: 철판

Claims

가동 접촉자 및 고정 접촉자에 발생하는 아크를 소호부로 유도하기 위한 단일의 영구자석과,
상기 영구자석의 양극 사이에 상기 고정 접촉자와 상기 가동 접촉자가 배치되는 것을 특징으로 하는 직류 회로 차단유닛.
제1항에 있어서,
상기 영구자석의 양단에는 철판이 배치되는 것을 특징으로 하는 직류 회로 차단유닛.
제2항에 있어서,
상기 영구자석은 원기둥형 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 직류 회로 차단유닛.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 가동 접촉자와 상기 고정 접촉자의 양측에 배치된 거치대를 더 포함하며,
상기 영구자석의 양단은 상기 거치대에 형성된 홀을 통해 삽입되어 설치된 것을 특징으로 하는 직류 회로 차단유닛.
제4항에 있어서,
상기 철판의 내측면이 상기 영구자석의 양단에 접촉되도록 상기 거치대의 외측면에는 상기 철판이 설치된 것을 특징으로 하는 직류 회로 차단유닛.
적어도 하나의 제1 직류 회로 차단유닛 및 적어도 하나의 제2 직류 회로 차단유닛을 구비하며,
상기 제1 직류 회로 차단유닛과 제2 직류 회로 차단유닛은 인접하여 배치되어지되, 반대 방향의 전류가 흐르도록 인접 단자가 직렬로 연결되고,
상기 제1 직류 회로 차단유닛은;
가동접촉자, 고정 접촉자, 한 쌍의 제1 영구자석 및 소호부를 구비하며,
상기 가동 접촉자 및 고정 접촉자에 사이에서 발생하는 아크를 상기 소호부로 유도하기 위해 S-N/S-N 또는 N-S/N-S 극성을 갖는 한 쌍의 제1 영구자석 사이에 가동 접촉자 및 고정 접촉자가 배치되고,
상기 제2 직류 회로 차단유닛은;
가동접촉자, 고정 접촉자, 단일의 제2 영구자석 및 소호부를 구비하며,
상기 가동 접촉자 및 고정 접촉자에 사이에서 발생하는 아크를 상기 소호부로 유도하기 위해 제2 영구자석의 S-N 또는 N-S 극성 사이에 가동 접촉자 및 고정 접촉자가 배치되고,
상기 제2 영구자석의 극성은 제1 영구자석의 극성과 동일한 방향의 극성을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 직류 회로 차단기.
제6항에 있어서,
상기 제1직류 회로 차단유닛의 고정 접촉자와 가동 접촉자를 통과하는 전류는 하상 방향으로 흐르고,
상기 제2직류 회로 차단유닛의 고정 접촉자와 가동 접촉자를 통과하는 전류는 상하 방향으로 흐르며,
이 경우 제1 영구자석은 S-N/S-N 극성을 갖고, 제2 영구자석은 S-N 극성을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 직류 회로 차단기.
제6항에 있어서,
상기 제1직류 회로 차단유닛의 고정 접촉자와 가동 접촉자를 통과하는 전류는 상하 방향으로 흐르고,
상기 제2직류 회로 차단유닛의 고정 접촉자와 가동 접촉자를 통과하는 전류는 하상 방향 흐르며,
이 경우 제1 영구자석은 N-S/N-S 극성을 갖고, 제2 영구자석은 N-S 극성을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 직류 회로 차단기.
제6 내지 8항 중 어느 한 항에 있어서,
하나의 상기 제1 직류 회로 차단유닛과 하나의 상기 제2 직류 회로 차단유닛이 하나의 세트로 이루어진 것을 특징으로 하는 직류 회로 차단기.