WO2018182112A1 - 아크 블로우 아웃 장치를 구비하는 직류 차단기 - Google Patents

아크 블로우 아웃 장치를 구비하는 직류 차단기 Download PDF

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WO2018182112A1
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arc
core
circuit breaker
movable contact
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PCT/KR2017/009812
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박지홍
윤혜림
김재섭
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엘에스산전 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a direct current circuit breaker, and more particularly to a direct current circuit breaker having an arc blow out device.
  • DC direct current
  • AC alternating current
  • DC circuit breakers are increasing in various fields such as low voltage direct current (LVDC), energy storage systems (ESS), and renewable energy markets.
  • LVDC low voltage direct current
  • ESS energy storage systems
  • the DC circuit breaker is a circuit breaker that detects the abnormal current and breaks it at high speed before the open circuit abnormal current reaches the maximum value when the DC current circuit has a fault detector.
  • the DC circuit breaker has a short response time after detecting short circuit and overcurrent.
  • Such a DC circuit breaker generally includes a movable contact, a fixed contact, a driving part, a tripping part, a arc extinguishing part, and the like.
  • the movable contact may be contacted or opened by the driving unit, and when an abnormal current occurs in the DC circuit, two contacts that are in contact by the trip unit may be opened.
  • DC breakers Since DC breakers have no natural zero, they are more difficult to break than AC breakers. Smaller currents are more vulnerable to breaking than large currents such as short circuit and overcurrent.
  • the arc generated at the contact opening is moved to the extinguisher due to the internal pressure and the force generated by the flaming's left hand law.
  • the force that moves the arc generated by the flaming left hand law is proportional to the magnitude of the current and the magnetic flux.
  • the arc In the case of short-circuit current and overcurrent, the arc can be moved to the extinguishing part sufficiently because the current is large and the internal pressure is large.However, when relatively small current is generated, the current is small and the internal pressure is small. It stays on, increasing the likelihood that the block will fail as a result.
  • FIG. 1 is a view showing the structure of the contact portion of a typical DC circuit breaker.
  • the DC circuit breaker includes a fixed contact 10, a movable contact 20 that operates to contact or release the fixed contact 20, and a driving unit 30 that operates the movable contact 20. do.
  • the movable contact 20 reciprocates in the x-axis direction and contacts or opens with the fixed contact 10, and the arc A is generated in the x-axis direction at the time of opening.
  • Blow-out devices using permanent magnets are suitable for direct current circuit breakers that handle only unidirectional currents, but not for direct current circuit breakers that handle bidirectional currents. Because the force is acting on the arcuate side on the orthogonal line by the forward current and the magnetic flux of the permanent magnet, on the contrary, when the reverse current flows, the direction of the current changes but the direction of the magnetic flux by the permanent magnet is fixed. This is because the left hand law acts in the opposite direction to the extinguishment, thus preventing the arc from moving to the extinguishing.
  • blowout coil there is a type of applying an internal power source to the blowout coil and a type of applying an external power source.
  • the potential difference due to the arc generated when the contact is opened is applied to the coil.
  • the voltage applied to the coil may be different each time. This unusually long case may occur.
  • An object of the present invention is to reduce the arc extinguishing time by providing an arc blowout device in a DC circuit breaker.
  • Another object of the present invention is to provide an arc blow-out device having a structure that can be installed in a DC circuit breaker having a narrow internal space.
  • Still another object of the present invention is to provide a DC circuit breaker having an arc blow out device capable of effectively applying a magnetic field to an arc generating portion.
  • the DC circuit breaker including the arc blow-out device includes a fixed contact point, a movable contact that operates to contact or open the fixed contact point, an operation unit for driving the movable contact point, and the movable contact point. And a blow out device for providing a magnetic field in a direction intersecting with an arc generated during opening of the blowout device, wherein the blow out device comprises: a pair of core plates arranged side by side on both sides of the movable contact and the fixed contact; And a pair of core rods integrally connected to the plate, and a blowout coil coupled to one core rod.
  • the pair of core rods preferably have a symmetrical shape with respect to the longitudinal direction of the arc.
  • the core rod may further include a first section inserted into the blowout coil, a second section bent toward an arc generating region generated between the movable contact point and the fixed contact point in the first section, and the second section.
  • the second section may include a left and right bending section bent in a direction perpendicular to the core plate, and a vertical bending section bent in parallel with the core plate, the first section and the third section It may have a height difference up and down.
  • the core rod is preferably a cross-sectional shape of a triangular, square or circular.
  • the DC circuit breaker including the arc blow-out device includes a fixed contact, a movable contact operable to contact or open the fixed contact, an operation unit for driving the movable contact, and the movable contact.
  • a blow out device for providing a magnetic field in a direction intersecting the arc generated when the contact opens, wherein the blow out device includes a blow out coil, a first section inserted into the blow out coil, and a first section in the first section.
  • the bending angle ⁇ 1 of the first section and the second section and the bending angle ⁇ 2 of the second section and the third section are obtuse angles.
  • the bending angle ⁇ 1 of the first section and the second section and the bending angle ⁇ 2 of the second section and the third section are more preferably in the range of 120 ° to 150 °.
  • the DC circuit breaker with the arc blowout device according to the present invention has the effect of quickly extinguishing the small current arc.
  • the DC circuit breaker having the arc blowout device according to the present invention brings an effect of securing a constant breaking performance by applying an external power source to the blowout coil.
  • the DC circuit breaker having the arc blowout device according to the present invention applies only one blowout coil, thereby simplifying the structure of the blowout coil device and reducing the power required for the operation of the blowout coil device. Bring it.
  • FIG. 1 is a view showing the structure of the contact portion of a typical DC circuit breaker.
  • FIG. 2 is a view showing the arc blow out apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a DC circuit breaker having an arc blowout apparatus according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing the arc blow out device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a front view showing the arc blow out device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing an arc blow out apparatus according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a DC circuit breaker having an arc blowout apparatus according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG 8 is a view showing the arc blow out device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a front view showing the arc blow out device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing an arc blow out device according to a first embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a view showing a DC circuit breaker with an arc blow out device according to a first embodiment of the present invention.
  • the present invention provides an arc blowout device applicable to a DC circuit breaker having a narrow internal space and a DC circuit breaker having the same.
  • the DC circuit breaker is a fixed contact 10, a movable contact 20 which operates to contact or open the fixed contact 10, and the movable contact 20 And a blow out device (100) for providing a magnetic field in a direction intersecting with the arc generated when the movable contact (20) opens.
  • the blow-out apparatus 100 includes a pair of core plates 130 and 150 disposed at both sides of the fixed contact 10 and the movable contact 20, and the pair of core plates 130 and 150. Core rods 120 and 140 connected to each other), and a blowout coil 110 coupled to the core rod 120 of one side of the pair of core rods.
  • the blowout coil 110 is coupled to the core rod 120 on the right side, but the blowout coil 110 may be coupled to the core rod 140 on the left side.
  • the arrangement position of the blowout coil 110 may be selected according to the shape of the internal space of the DC circuit breaker.
  • the blow out device 100 includes a pair of core plates 130 and 150, a pair of core rods 120 and 140, and a single blow out coil 110.
  • the conventional blow out devices have a pair of cores and a pair of blow out coils, and are configured in a symmetrical form on both sides.
  • two cores each have a blowout coil.
  • the force for blowing out the arc is related to the strength of the magnetic field in the direction orthogonal to the arc, and the core and the coil do not have to be disposed in a symmetrical form on both sides.
  • the present invention uses a pair of core plates 130 and 150, a pair of core rods 120 and 140, and a single (one) blow out coil 110 to provide a magnetic field in a direction perpendicular to the arc.
  • the overall structure of the blowout coil device 100 can be simplified and the size can be reduced.
  • the blowout coil device 100 includes a first core plate 130 on the right side, a second core plate 150 on the left side, and a first core rod 120 on the right side.
  • the second core rod 140 on the left side and the blow-out coil 110 coupled to the first core rod 120 are included.
  • the first core plate 130 and the second core plate 150 are arranged in parallel to each other in the form of a flat plate having the same shape.
  • the first core plate 130 and the second core plate 150 are disposed at both sides of the arc generating region, and are caused by the magnetic flux passing between the first core plate 130 and the second core plate 150. It is desirable to allow the arc to be moved and extinguished.
  • the shape of the first core rod 120 and the second core rod 140 has a three-dimensional shape that is line-symmetric with respect to the longitudinal direction of the arc.
  • the first core rod 120 and the second core rod 140 are symmetrical to reduce the loss of magnetic flux flowing through the first core rod 120 and the second core rod 140.
  • blow out coil 110 is supplied with power through a separate external power (not shown).
  • magnetic flux flows along the first core rod 120 to the first core plate 130, and then the length of the arc in the first core plate 130. It crosses the direction (x-axis direction) and flows through the second core plate 150 to the second core rod 140.
  • the strength of the magnetic field generated by the blowout coil 110 depends on the voltage magnitude, the number of coil turns, the coil material, and the like. The strength of the magnetic field increases as the voltage applied to the coil increases, the number of coil turns increases, and the area of the core increases.
  • the outer diameter of the blowout coil 110 is increased, and when the outer diameter of the blowout coil 110 is increased, the insert is inserted into the blow arm coil 110.
  • the resulting core will have a greater separation distance from the sides of the contacts.
  • the magnetic field generated in the arc generation region is a portion in which the first core plate 130 and the second core plate 150 are separated from each other, and the separation distance between the first core plate 130 and the second core plate 150 is separated.
  • the magnetic flux of the spaced apart portion is reduced.
  • the core rods 120 and 140 may be bent so that the core plates 130 and 150 adjacent to the arc generating region may be disposed close to both sides of the arc generating region.
  • the first core rod 120 is composed of three sections.
  • the first section 122 is a portion inserted into the blowout coil 110
  • the third section 126 is a section for applying a magnetic field to the arc
  • the second section 124 is a magnetic flux of the first section 122. Is a connection section to be transmitted to the third section 126.
  • the first core rod 120 includes a first section 122 which is a portion inserted into the arc blowout coil 110, and a second section 124 bent in the direction of the arc generation region in the first section 122. ) And a third section 126 bent in a direction parallel to the arc generation direction in the second section 124.
  • the distance between the cores can be kept constant, so that one blow-out coil can be used to provide the magnetic flux necessary to secure arc extinguishing performance.
  • the core plates 130 and 150 and the core rods 120 and 140 may be ferromagnetic materials. This is to reduce the loss of magnetic flux flowing through the core.
  • the core rods 120 and 140 may be formed in a rod shape having a uniform cross-sectional area along the longitudinal direction.
  • the cross-sectional shape of the core rods 120 and 140 may have various shapes such as circular (or elliptical), triangle, and square.
  • FIG. 4 is a view showing an arc blow out device according to a second embodiment of the present invention
  • Figure 5 is a front view showing an arc blow out device according to a second embodiment of the present invention.
  • the arc blow-out apparatus according to the first embodiment described above shows a state in which the first section 122 and the third section 126 of the core are placed on the same horizontal plane, but according to the second embodiment of the present invention.
  • Arc blow out apparatus 200 according to the present invention shows a case where the first section 222 and the third section 126 have a height difference up and down.
  • the arc blowout device 200 should be installed in an internal space of a narrow DC circuit breaker, and it may be difficult to install a blowout coil on the same plane as both sides of the arc generating region according to the structure of the DC circuit breaker.
  • the second section of the core rod is bent in the left and right direction and the vertical direction in this case.
  • the arc blowout apparatus 200 includes a blowout coil 210, a pair of core plates 230 and 250 arranged in parallel with each other, and the blowout coil.
  • the first core rod 220 is inserted, the first core rod 220, and a second core rod 240 having a symmetrical shape.
  • the first core rod 220 may include a first section 222 inserted into the blowout coil 210, a left and right bending section 224-1 bent inward in the first section 222, and The upper and lower bending sections 224-2 bent upward in the left and right bending sections 224-1, and the third section 226 bent in the upper and lower bending sections 224-2.
  • the second core rod 220 has a symmetrical shape with the first core rod 240, and overlapping description of the second core rod 220 will be omitted.
  • the first section 122 and the third section 126 are disposed on the same plane, but in the present embodiment, the first section 222 and the third section 226 are on different planes. It becomes the position (twisted position) which it placed.
  • the arc blowout apparatus 200 may have a third section at both sides of the arc generating region even when the space where the blowout coil 210 is installed is lower than the arc generating region. Has the effect of allowing 226 to be located.
  • FIG. 6 is a view showing an arc blow out device according to a third embodiment of the present invention
  • Figure 7 is a view showing a DC circuit breaker with an arc blow out device according to a third embodiment of the present invention.
  • the DC circuit breaker is a fixed contact 10, a movable contact 20 which operates to contact or open the fixed contact 10, and drives the movable contact
  • the blowout apparatus 300 includes a pair of cores 320 and 340 disposed on both sides of the fixed contact 10 and the movable contact 20, and the pair of cores 320 and 340. It includes a blow out coil 310 is coupled to the core 320 of one side.
  • blowout coil 310 may be coupled to the core 340 on the left side.
  • the arrangement position of the blowout coil 310 may be selected according to the shape of the internal space of the DC circuit breaker.
  • the blow out coil device 300 includes a first core 320 on the right side, a second core 340 on the left side, and a blow out coil 310 coupled to the first core 320. .
  • the shape of the first core 320 and the second core 340 has a three-dimensional shape that is linearly symmetric with respect to the longitudinal direction (x-axis direction) of the arc.
  • the symmetrical shape of the first core 320 and the second core 340 with respect to the arc is to reduce the loss of the magnetic flux flowing through the first core 320 and the second core 340.
  • the magnetic flux flows along the first core 320 to cross the longitudinal direction of the arc and flow to the second core 340.
  • the strength of the magnetic field generated by the blowout coil 310 may vary depending on the magnitude of the voltage, the number of coil turns, the coil material, and the like.
  • the strength of the magnetic field is advantageous as the voltage applied to the coil, the number of coil turns, and the core area are large, but this is related to the size, weight, installation space, and cost of the product.
  • the blowout coil 310 when the number of coil turns of the blowout coil 310 is increased, the outer diameter of the blowout coil 310 is increased, and when the outer diameter of the blowout coil 310 is increased, the blowout coil 310 is inserted into the blow armor coil 310. The resulting core will have a greater separation distance from the sides of the contacts.
  • the magnetic field generated in the arc generation region is a portion in which the first core 320 and the second core 340 are spaced apart.
  • the distance between the first core 320 and the second core 340 increases, As a result, the magnetic flux of the spaced parts is reduced.
  • the cores 320 and 340 have a bent structure so that cores adjacent to the arc generating region are close to both sides of the arc generating region.
  • the first core 320 is composed of three sections.
  • the first section 322 is a portion inserted into the blowout coil 310
  • the third section 326 is a section for applying a magnetic field to the arc
  • the second section 324 is the magnetic flux of the first section 322. To be transmitted to the third section 326.
  • the first core 320 may include a first section 322, which is a portion inserted into the arc blowout coil 310, a second section 324 bent in an arc generating region direction in the first section 322, and
  • the second section 324 includes a third section 126 bent in a direction parallel to the arc generating direction.
  • the bending angle ⁇ 1 of the first section 322 and the second section 324 and the bending angle ⁇ 2 of the second section 324 and the third section 326 are preferably an obtuse angle. More preferably, it is in the range of ° ⁇ 150 °.
  • the illustrated embodiment shows an embodiment in which ⁇ 1 and ⁇ 2 are 135 °.
  • the oblique angle of the bending angles of the cores 320 and 340 is to reduce the loss of the magnetic flux flowing through the cores 320 and 340.
  • the distance between the cores can be kept constant, so that one blow-out coil can be used to provide the magnetic flux necessary for securing arc extinguishing performance.
  • the cores 320 and 340 may be formed in a rod shape having a constant cross-sectional area.
  • the cross sections of the cores 320 and 340 may have a circular, elliptical, or polygonal shape.
  • loss of magnetic flux flowing through the core may be minimized.
  • FIG 8 is a view showing an arc blow out apparatus according to a fourth embodiment of the present invention
  • Figure 9 is a front view showing an arc blow out device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the arc blow-out apparatus shows a state in which the first sections 322 and 342 and the third sections 326 and 346 of the core are disposed on the same plane, but the arc blow according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the out device shows a case where the first section 422 and 442 and the third section 426 and 446 have a height difference vertically.
  • the arc blow-out device should be installed in the inner space of the narrow DC circuit breaker. However, it may be difficult to install the blow-out coil on the same plane as both sides of the arc generating region according to the structure of the DC circuit breaker.
  • the second embodiment has a bending angle in the left and right directions and the up and down directions in the second section.
  • the arc blowout apparatus 400 includes a blowout coil 410, a first core 420 inserted into the blowout coil 410, and the first blowout coil 400.
  • a second core 440 having a symmetrical shape with one core 420 is included.
  • the first core 420 may include a first section 422 inserted into the blowout coil 410, a second section 424 bent in the upper direction in the first section 422, and the The third section 426 is bent from the second section 424.
  • the second core 440 has a symmetrical shape with the first core 440, and description of the second core 440 will be omitted.
  • the first section 322,342 and the third section 326,346 are on the same plane, but in the present embodiment, the first section 422,442 and the third section 426,446 are on different planes. It becomes the position (twisted position) which it placed.
  • the arc blowout apparatus 400 may include a third section at both sides of the arc generating region. Has the effect of allowing (426,446) to be placed.
  • the arc blowout device can secure a constant distance between cores adjacent to the arc generating region even if the size of the arc blowout coil is increased, and even if the internal space of the DC circuit breaker is narrow.
  • the shape of the core can be modified to suit the shape, and the arrangement position of the blowout coil can be set.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)
  • Breakers (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 구비하는 직류 차단기는, 고정접점과, 상기 고정접점에 접촉 또는 개리되도록 동작하는 가동접점과, 상기 가동접점을 구동하는 동작부와, 상기 가동접점의 개리시에 발생하는 아크와 교차하는 방향의 자기장을 제공하는 블로우 아웃 장치를 포함한다. 상기 블로우 아웃 장치는 상기 가동접점과 상기 고정접점의 양측에 나란하게 배치된 한 쌍의 코어 플레이트와, 상기 코어 플레이트에 일체로 연결되며 서로 대칭되는 모양을 가지는 코어 봉과, 일측의 코어 봉에 결합되는 블로우 아웃 코일을 포함한다.

Description

아크 블로우 아웃 장치를 구비하는 직류 차단기
본 발명은 직류 차단기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아크 블로우 아웃 장치를 구비하는 직류 차단기에 관한 것이다.
같은 송전 용량 하에서 직류(DC)는 교류(AC)에 대비하여 전선 소요량 및 철탑 크기가 감소하는 장점을 가진다. 송전 용량이 동일한 경우 직류를 사용하면 교류를 사용하는 경우에 비하여 전선 소요량을 30% 정도 절감할 수 있다. 이와 같은 이점으로 인하여 직류 배전 시장이 점차 확대되고 있는 추세이다.
이러한 추세에 따라 직류 차단기는 배전급 LVDC(Low Voltage Direct Current), ESS(Energy Storage System), 신재생 에너지 시장 등 다양한 분야에서 그 수요가 증가하고 있다.
직류 차단기는 기기 내부에 고장 검출부를 구비하여 직류 회로에 이상 전류가 발생한 경우, 개극 이상 전류가 최대치에 도달하기 전에 이상 전류를 감지하여 고속으로 차단하는 차단기이다. 직류 차단기는 단락 및 과전류 등을 감지한 후 짧은 응답 시간을 갖는다.
이러한 직류 차단기는 일반적으로 가동접점, 고정접점, 구동부, 트립부, 소호부 등으로 구성되어 있다. 구동부에 의해 가동접점이 고정접점과 접촉되거나 개리될 수 있으며, 직류 회로에 이상 전류가 발생한 경우에는 트립부에 의해 접촉되어 있던 두 접점이 개리될 수도 있다.
전류 통전 상태에서 접촉되어 있던 두 점점이 개리될 경우, 두 접점간에 아크(Arc)가 발생하게 되며, 아크가 소호부로 이동하면서 차단이 이루어진다.
직류 차단기는 자연영점이 없기 때문에 교류 차단기에 비해 상대적으로 차단이 어려우며, 단락 전류 및 과전류와 같은 큰 전류에 비해 작은 전류일수록 차단에 더욱 취약한 단점을 가진다.
접점 개리 시 발생한 아크는 플래밍의 왼손 법칙에 의해 발생한 힘과 내부 압력에 의해 소호부로 이동하게 된다. 이 때의 플래밍의 왼손 법칙에 의해 발생한 아크를 이동시키는 힘은 전류와 자속의 크기에 비례한다.
단락 전류 및 과전류 발생시에는 전류도 크고 내부 압력도 크기 때문에 아크를 소호부로 충분히 이동시킬 수 있지만 상대적으로 작은 전류가 발생하는 경우에는 전류도 작고 내부 압력도 작기 때문에 아크가 고정접점과 가동접점의 사이에 계속 머물러 결과적으로 차단이 실패할 가능성이 증가한다.
도 1은 일반적인 직류 차단기의 접점부 구조를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 직류 차단기는 고정접점(10)과, 상기 고정접점(20)에 접촉 또는 해제되도록 동작하는 가동접점(20)과, 상기 가동접점(20)을 동작시키는 구동부(30)를 포함한다.
도시한 실시예의 경우 가동접점(20)이 x축 방향으로 왕복 동작하며 고정접점(10)과 접촉 또는 개리되는 것으로, 개리시에 x축 방향으로 아크(A)가 발생하게 된다.
이 때 전류의 방향은 x축 방향이 되므로, y축 방향으로 자기장이 인가되면 아크(A)는 Z축 방향으로 힘을 받게 된다.
소호부(미도시)는 고정접점(10)과 가동접점(20)의 상부에 배치되므로, y축 방향으로 자기장이 인가되면, 고정접점(10)과 가동접점(20)의 사이에 발생한 아크(A)가 소호부로 이동할 수 있다.
종래의 아크 블로우 아웃 장치는 영구자석을 이용하는 경우와, 블로우 아웃 코일을 이용하는 경우가 있었다.
영구 자석을 이용하는 블로우 아웃 장치의 경우 자기장의 방향이 고정되므로 단방향 전류만 취급하는 직류 차단기에는 적합하나, 양방향 전류를 취급하는 직류 차단기에는 부적합하다. 왜냐하면 정방향성 전류와 영구자석의 자속에 의하여 직교선상에서 소호부 측으로 힘이 작용되나, 반대로 역방향성 전류가 흐르게 되면 전류의 방향은 바뀌지만 영구 자석에 의한 자속의 방향은 고정되어 있기 때문에 플래밍의 왼손 법칙에 의하여 힘의 방향이 소호부 반대방향으로 작용하기 때문에 오히려 아크가 소호부로 이동되는 것을 방해하기 때문이다.
한편, 블로우 아웃 코일을 이용하는 경우 블로우 아웃 코일에 내부 전원을 인가하는 타입과, 별도의 외부 전원을 인가하는 타입이 있다.
내부 전원을 블로우 아웃 코일로 인가하는 타입은 접점 개리시 발생된 아크에 의한 전위차가 코일에 인가되는데, 이 때 코일에 인가되는 전압이 매번 다를 수 있기 때문에 결과적으로 차단 시간에 대한 편차가 크고 차단 시간이 비정상적으로 길어지는 경우가 발생할 수 있다.
외부 전원을 인가하는 타입의 경우 코일에 일정한 외부 전원을 인가하기 때문에 내부 전원을 적용하는 경우에 비하여 상대적으로 차단 시간이 일정하고 편차가 작은 장점을 가진다.
본 발명의 목적은 직류 차단기에 아크 블로우 아웃 장치를 구비하여, 아크 소호 시간을 단축시킴에 있다.
본 발명의 다른 목적은 내부 공간이 협소한 직류 차단기에도 설치 가능한 구조의 아크 블로우 아웃 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 아크 발생 부위에 자기장을 효과적으로 인가할 수 있는 아크 블로우 아웃 장치를 구비하는 직류 차단기를 제공함에 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 구비하는 직류 차단기는, 고정접점과, 상기 고정접점에 접촉 또는 개리되도록 동작하는 가동접점과, 상기 가동접점을 구동하는 동작부와, 상기 가동접점의 개리시 발생하는 아크와 교차하는 방향의 자기장을 제공하는 블로우 아웃 장치를 포함하며, 상기 블로우 아웃 장치는 상기 가동접점과 상기 고정접점의 양측면에 나란하게 배치된 한 쌍의 코어 플레이트와, 상기 코어 플레이트에 일체로 연결되는 한 쌍의 코어 봉과, 일측의 코어 봉에 결합되는 블로우 아웃 코일을 포함한다.
상기 한 쌍의 코어 봉은 아크의 길이 방향에 대하여 서로 대칭인 형상을 가지는 것이 바람직하다.
또한, 상기 코어 봉은 상기 블로우 아웃 코일에 삽입되는 제1구간과, 상기 제1구간에서 상기 가동접점과 상기 고정접점 사이에 발생하는 아크 발생 영역을 향하여 절곡된 제2구간과, 상기 제2구간에서 절곡되어 상기 아크 발생 영역에 발생하는 아크의 길이 방향과 나란한 방향으로 절곡된 제3구간을 포함하는 제1코어 봉과, 상기 제1코어 봉과 아크의 길이 방향에 대칭인 형상을 가지는 제2코어 봉으로 구성될 수 있다.
이 때, 상기 제2구간은 상기 코어 플레이트와 수직인 방향으로 절곡된 좌우절곡구간과, 상기 코어 플레이트와 나란한 방향으로 절곡된 상하절곡구간을 포함할 수 있으며, 제1구간과 상기 제3구간은 상하로 높이 차를 가질 수도 있다.
한편, 상기 코어 봉은 단면 형상이 삼각형, 사각형 또는 원형인 것이 바람직하다.
그리고, 본 발명의 다른 실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 구비하는 직류 차단기는 고정접점과, 상기 고정접점에 접촉 또는 개리되도록 동작하는 가동접점과, 상기 가동접점을 구동하는 동작부와, 상기 가동접점의 개리시 발생하는 아크와 교차하는 방향의 자기장을 제공하는 블로우 아웃 장치를 포함하며, 상기 블로우 아웃 장치는 블로우 아웃 코일과, 상기 블로우 아웃 코일에 삽입되는 제1구간과, 상기 제1구간에서 상기 가동접점과 상기 고정접점 사이에 발생하는 아크 발생 영역을 향하여 절곡된 제2구간과, 상기 제2구간에서 절곡되어 상기 아크 발생 영역에 발생하는 아크의 길이 방향과 나란한 방향으로 절곡된 제3구간을 포함하며 단면 형상이 원형인 제1코어와, 상기 제1코어와 상기 아크의 길이 방향에 대칭인 형상을 가지는 제2코어를 포함한다.
이 때, 상기 제1구간과 상기 제2구간의 절곡각도(θ1)와, 상기 제2구간과 상기 제3구간의 절곡각도(θ2)는 둔각인 것이 바람직하다.
한편, 상기 제1구간과 상기 제2구간의 절곡각도(θ1)와, 상기 제2구간과 상기 제3구간의 절곡각도(θ2)는 120° ~150° 범위이면 더욱 바람직하다.
본 발명에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 구비한 직류 차단기는 소전류 아크를 신속하게 소호할 수 있는 효과를 가져온다.
또한 본 발명에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 구비한 직류 차단기는 블로우 아웃 코일에 외부 전원을 인가함으로써 일정한 차단 성능을 확보할 수 있는 효과를 가져온다.
그리고, 본 발명에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 구비한 직류 차단기는 하나의 블로우 아웃 코일만을 적용함으로써, 블로우 아웃 코일 장치의 구조를 간소화하고 블로우 아웃 코일 장치의 동작에 소요되는 전력을 절감할 수 있는 효과를 가져온다.
도 1은 일반적인 직류 차단기의 접점부 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치가 구비된 직류 차단기를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 나타낸 정면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치가 구비된 직류 차단기를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 나타낸 정면도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치가 구비된 직류 차단기를 나타낸 도면이다.
본 발명은 내부 공간이 협소한 직류 차단기에 적용이 가능한 아크 블로우 아웃 장치 및 이를 구비하는 직류 차단기를 제공한다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 직류 차단기는 고정접점(10)과, 상기 고정접점(10)에 접촉 또는 개리되도록 동작하는 가동접점(20)과, 상기 가동접점(20)을 구동하는 동작부(30)와, 상기 가동접점(20)의 개리시에 발생하는 아크와 교차하는 방향의 자기장을 제공하는 블로우 아웃(Blow out) 장치(100)를 포함한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 블로우 아웃 장치(100)는 고정접점(10)과 가동접점(20)의 양측에 배치되는 한 쌍의 코어 플레이트(130,150)와, 상기 한 쌍의 코어 플레이트(130,150)에 각각 연결되는 코어 봉(120,140)과, 상기 한 쌍의 코어 봉 중 일측의 코어 봉(120)에 결합되는 블로우 아웃 코일(110)을 포함한다.
도시한 실시예의 경우 우측의 코어 봉(120)에 블로우 아웃 코일(110)이 결합되어 있으나, 반대로 좌측의 코어 봉(140)에 블로우 아웃 코일(110)이 결합될 수도 있다. 다시말해 블로우 아웃 코일(110)의 배치 위치는 직류 차단기의 내부 공간의 형태에 따라서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 블로우 아웃 장치(100)는 한 쌍의 코어 플레이트(130,150)와, 한 쌍의 코어 봉(120,140)과, 단일의 블로우 아웃 코일(110)을 포함한다.
일반적으로 종래의 블로우 아웃 장치들은 한 쌍의 코어와 한 쌍의 블로우 아웃 코일을 구비하여 양측이 대칭되는 형태로 구성되어 있었다. 다시말해 종래에는 2개의 코어에 각각 블로우 아웃 코일을 구비하고 있었다. 그런데, 아크를 블로우 아웃 하기 위한 힘은 아크와 직교하는 방향의 자기장의 세기와 관계되는 것으로, 양측에 반드시 대칭되는 형태로 코어와 코일이 배치되어야 하는 것은 아니다.
따라서, 본 발명은 한 쌍의 코어 플레이트(130, 150)와 한 쌍의 코어 봉(120,140)과, 단일의(하나의) 블로우 아웃 코일(110)을 이용하여 아크와 직교하는 방향의 자기장을 제공함으로써, 블로우 아웃 코일 장치(100)의 전체 구조를 간소화하고 크기를 축소할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 블로우 아웃 코일 장치(100)는 우측의 제1코어 플레이트(130)와, 좌측의 제2코어 플레이트(150)와, 우측의 제1코어 봉(120)과, 좌측의 제2코어 봉(140)과, 제1코어 봉(120)에 결합된 블로우 아웃 코일(110)을 포함한다.
제1코어 플레이트(130)와, 제2코어 플레이트(150)은 동일한 모양을 가지는 평판 형태로 서로 평행하게 배치된다. 이 때, 제1코어 플레이트(130)와 제2코어 플레이트(150)는 아크 발생 영역의 양측에 배치되어, 제1코어 플레이트(130)와 제2코어 플레이트(150) 사이를 통과하는 자속에 의하여 아크가 이동되어 소호될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
제1코어 봉(120)과 제2코어 봉(140)의 형상은 아크의 길이 방향에 대하여 선대칭(line-symmetric)인 입체 형상을 가진다. 제1코어 봉(120)과 제2코어 봉(140)이 대칭 형상이 되도록 하는 것은, 제1코어 봉(120)과 제2코어 봉(140)을 통해 흐르는 자속의 손실을 감소시키기 위한 것이다.
한편, 상기 블로우 아웃 코일(110)은 별도의 외부전원(미도시)을 통해 전원을 공급받는다.
블로우 아웃 코일(110)에 자기력이 발생하면, 자속(magnetic flux)이 제1코어 봉(120)를 따라 흘러 제1코어 플레이트(130)로 흐른 후, 제1코어 플레이트(130)에서 아크의 길이 방향(x축 방향)과 교차하며 제2코어 플레이트(150)를 거쳐 제2코어 봉(140)으로 흐르게 된다.
블로우 아웃 코일(110)에서 생성되는 자기장의 세기는 전압 크기, 코일 턴수, 코일 재질 등에 따라 달라진다. 자기장의 세기는 코일에 인가되는 전압이 클수록, 코일 턴수가 많을수록, 코어의 면적이 클수록 증가한다.
그런데, 블로우 아웃 코일(110)의 코일 턴수가 증가하게 되면 블로우 아웃 코일(110)의 외경이 증가하게 되고, 블로우 아웃 코일(110)의 외경이 증가하게 되면, 그만큼 블로우 아옷 코일(110)에 삽입된 코어가 접점들의 측면으로부터의 이격거리가 커지게 된다.
실질적으로 아크 생성 영역에 발생하는 자기장은 제1코어 플레이트(130)와 제2코어 플레이트(150)가 이격된 부분이되는데, 제1코어 플레이트(130)와 제2코어 플레이트(150)의 이격 거리가 커지게 되면, 이격된 부분의 자속이 감소하게 된다.
본 발명은 도시한 바와 같이, 아크 발생 영역에 인접한 코어 플레이트(130,150)가 아크 발생 영역의 양측에 근접하여 배치될 수 있도록 코어 봉(120,140)이 절곡된 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 제1코어 봉(120)은 세개의 구간으로 구성된다. 제1구간(122)는 블로우 아웃 코일(110)에 삽입되는 부분이고, 제3구간(126)은 아크에 자기장을 인가하는 구간이며, 제2구간(124)은 제1구간(122)의 자속을 제3구간(126)으로 전달되도록 하는 연결 구간이다.
다시말해, 제1코어 봉(120)은 아크 블로우 아웃 코일(110)에 삽입되는 부분인 제1구간(122)과, 제1구간(122)에서 아크 발생 영역 방향으로 절곡된 제2구간(124)과, 상기 제2구간(124)에서 아크 발생 방향과 나란한 방향으로 절곡된 제3구간(126)을 포함한다.
이러한 구조는 블로우 아웃 코일(110)의 외경이 증가하더라도, 코어 플레이트(130,150) 사이의 간격을 일정하게 확보할 수 있는 효과를 가져온다.
따라서, 코일의 크기를 증가시키더라도 코어 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있으므로, 하나의 블로우 아웃 코일을 이용하여 아크 소호 성능 확보에 필요한 자속을 제공할 수 있다.
한편, 코어 플레이트(130,150)와 코어 봉(120,140)은 강자성체 재질인 것이 바람직하다. 이는 코어를 흐르는 자속의 손실을 감소시키기 위한 것이다.
또한, 코어 봉(120,140)은 길이방향을 따라 균일한 단면적을 가지는 막대 형상으로 형성될 수 있다. 이 때 코어 봉(120,140)의 단면 형상은 원형(또는 타원형 ), 삼각형, 사각형 등의 다양한 모양을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 나타낸 도면이고, 도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 나타낸 정면도이다.
앞서 설명한 제1실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치는 코어의 제1구간(122)과 제3구간(126)이 동일 수평면(horizontal plane) 상에 놓여진 상태를 나타낸 것이나, 본 발명의 제2실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치(200)는 제1구간(222)과 제3구간(126)이 상하로 높이 차이를 가지는 경우를 나타낸 것이다.
아크 블로우 아웃 장치(200)는 협소한 직류 차단기의 내부 공간에 설치되어야 하는데, 직류 차단기의 구조에 따라서 아크 발생영역 양측 부분과 동일한 평면상에 블로우 아웃 코일을 설치하기 어려운 경우가 발생할 수 있다.
본 실시예는 이러한 경우에 코어 봉의 제2구간이 좌우측 방향 및 상하 방향으로 절곡되도록 한 것이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치(200)는 블로우 아웃 코일(210)과, 서로 나란하게 배치되는 한 쌍의 코어 플레이트(230,250)와, 상기 블로우 아웃 코일에 삽입되는 제1코어 봉(220)과, 상기 제1코어 봉(220)과, 대칭 형상을 가지는 제2코어 봉(240)를 포함한다.
이 때, 제1코어 봉(220)은 블로우 아웃 코일(210)에 삽입되는 제1구간(222)과, 상기 제1구간(222)에 내측 방향으로 절곡된 좌우절곡구간(224-1)과, 상기 좌우절곡구간(224-1)에서 상부 방향으로 절곡된 상하절곡구간(224-2)과, 상기 상하절곡구간(224-2)에서 절곡된 제3구간(226)을 포함한다.
앞서 설명한 바와 같이, 제2코어 봉(220)은 제1코어 봉(240)과 대칭 형상을 가지는 것으로, 제2코어 봉(220)에 대한 중복되는 설명은 생략한다.
앞서 설명한 제1실시예의 경우 제1구간(122)과 제3구간(126)이 동일 평면상에 놓여지나, 본 실시예의 경우 제1구간(222)과 제3구간(226)이 다른 평면상에 놓여진 위치(꼬인 위치)가 된다.
따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치(200)는 블로우 아웃 코일(210)을 설치할 수 있는 공간이 아크 발생 영역보다 낮은 높이인 경우에도, 아크 발생 영역의 양측에 제3구간(226)이 위치될 수 있도록 하는 효과를 가져온다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 나타낸 도면이고, 도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치가 구비된 직류 차단기를 나타낸 도면이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 직류 차단기는 고정접점(10)과, 상기 고정접점(10)에 접촉 또는 개리 되도록 동작하는 가동접점(20)과, 상기 가동접점을 구동하는 동작부(30)와, 상기 가동접점(20)의 개리시 발생하는 아크와 교차하는 방향의 자기장을 제공하는 블로우 아웃 장치(300)를 포함한다.
본 발명의 제3실시예에 따른 블로우 아웃 장치(300)는 상기 고정접점(10)과 가동접점(20)의 양측에 배치되는 한 쌍의 코어(320,340)와, 상기 한 쌍의 코어(320,340) 중 일측의 코어(320)에 결합되는 블로우 아웃 코일(310)을 포함한다.
도시한 실시예의 경우 우측의 코어(320)에 블로우 아웃 코일(310)이 결합되어 있으나, 반대로 좌측의 코어(340)에 블로우 아웃 코일(310)을 결합할 수도 있다. 다시말해 블로우 아웃 코일(310)의 배치 위치는 직류 차단기의 내부 공간의 형태에 따라서 선택될 수 있다.
본 발명에 따른 블로우 아웃 코일 장치(300)는 우측의 제1코어(320)와, 좌측의 제2코어(340)와, 제1코어(320)에 결합된 블로우 아웃 코일(310)을 포함한다.
제1코어(320)와 제2코어(340)의 형상은 아크의 길이 방향(x축 방향)에 대하여 선대칭인 입체 형상을 가진다. 제1코어(320)와 제2코어(340)를 아크에 대하여 대칭 형상을 가지게 하는 것은, 제1코어(320)와 제2코어(340)를 통해 흐르는 자속의 손실을 감소시키기 위한 것이다.
블로우 아웃 코일(310)에 자기력이 발생하게 되면, 자속이 제1코어(320)를 따라 흘러 아크의 길이 방향과 교차하며 제2코어(340)로 흐르게 된다.
블로우 아웃 코일(310)에서 생성되는 자기장의 세기는 전압 크기, 코일 턴수, 코일 재질 등에 따라 달라지게 된다. 자기장의 세기는 코일에 인가되는 전압이 크고 코일 턴수가 많고 코어 면적이 클수록 유리하지만 이는 제품의 크기, 무게, 설치 공간, 비용 등과 관련된다.
그런데, 블로우 아웃 코일(310)의 코일 턴수가 증가하게 되면 블로우 아웃 코일(310)의 외경이 증가하게 되고, 블로우 아웃 코일(310)의 외경이 증가하게 되면, 그만큼 블로우 아옷 코일(310)에 삽입된 코어가 접점들의 측면으로부터의 이격거리가 커지게 된다.
실질적으로 아크 생성 영역에 발생하는 자기장은 제1코어(320)와 제2코어(340)가 이격된 부분이되는데, 제1코어(320)과 제2코어(340)의 이격거리가 커지게 되면, 이격된 부분의 자속이 감소하게 된다.
본 발명은 도시한 바와 같이, 아크 발생 영역에 인접한 코어가 아크 발생 영역의 양측에 근접할 수 있도록 코어(320,340)가 절곡된 구조를 가지는 것을 특징으로 한다.
도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 제1코어(320)는 세개의 구간으로 구성된다. 제1구간(322)은 블로우 아웃 코일(310)에 삽입되는 부분이고, 제3구간(326)은 아크에 자기장을 인가하는 구간이며, 제2구간(324)은 제1구간(322)의 자속을 제3구간(326)으로 전달되도록 하는 구간이다.
제1코어(320)는 아크 블로우 아웃 코일(310)에 삽입되는 부분인 제1구간(322)과, 제1구간(322)에서 아크 발생 영역 방향으로 절곡된 제2구간(324)과, 상기 제2구간(324)에서 아크 발생 방향과 나란한 방향으로 절곡된 제3구간(126)을 포함한다.
이 때, 제1구간(322)과 제2구간(324)의 절곡 각도(θ1) 및 제2구간(324)과 제3구간(326)의 절곡 각도(θ2)는 둔각인 것이 바람직하며, 120° ~150° 범위이면 더욱 바람직하다.
하다. 도시한 실시예는 θ1,θ2 가 135°인 실시예를 나타낸 것이다.
코어(320,340)의 절곡 각도를 둔각으로 하는 것은, 코어(320,340)를 흐르는 자속의 손실을 감소시키기 위한 것이다.
이러한 구조는 블로우 아웃 코일(310)의 외경이 증가하더라도, 코어(320,340) 사이의 간격을 일정하게 확보할 수 있는 효과를 가져온다.
따라서, 단일의 코일의 크기를 증가시키더라도 코어 사이의 간격을 일정하게 유지할 수 있으므로, 하나의 블로우 아웃 코일을 이용하여 아크 소호 성능 확보에 필요한 자속을 제공할 수 있다.
코어(320,340)는 일정한 단면적을 가지는 막대 형상으로 형성될 수 있다. 이 때 코어(320,340)의 단면은 원형, 타원형 또는 다각형의 모양을 가질 수 있다. 물론, 도시한 바와 같이 코어(320,340)가 원형의 단면을 가지는 경우에 코어의 내부를 흐르는 자속의 손실을 최소화할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 나타낸 도면이고, 도 9는 본 발명의 제4실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치를 나타낸 정면도이다.
앞서 설명한 제3실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치는 코어의 제1구간(322,342)과 제3구간(326,346)이 동일 평면상에 놓여진 상태를 나타낸 것이나, 본 발명의 제4실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치는 제1구간(422,442)과 제3구간(426,446)이 상하로 높이 차를 가지는 경우를 나타낸 것이다.
아크 블로우 아웃 장치는 협소한 직류 차단기의 내부 공간에 설치되어야 하는데, 직류 차단기의 구조에 따라서 아크 발생영역 양측 부분과 동일한 평면상에 블로우 아웃 코일을 설치하기 어려운 경우가 발생할 수 있다.
본 실시예는 이러한 경우에 제2구간에서 좌우측 방향 및 상하 방향으로 절곡각을 가지도록 한 것이다.
도시한 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치(400)는 블로우 아웃 코일(410)과, 상기 블로우 아웃 코일(410)에 삽입되는 제1코어(420)와, 상기 제1코어(420)와 대칭 형상을 가지는 제2코어(440)를 포함한다.
이 때, 제1코어(420)는 블로우 아웃 코일(410)에 삽입되는 제1구간(422)과, 상기 제1구간(422)에 내측 상부 방향으로 절곡된 제2구간(424)과, 상기 제2구간(424)에서 절곡된 제3구간(426)을 포함한다.
제2코어(440)는 제1코어(440)와 대칭 형상을 가지는 것으로, 제2코어(440)에 대한 설명은 생략한다.
앞서 설명한 제1실시예의 경우 제1구간(322,342)과 제3구간(326,346)이 동일 평면상에 놓여지나, 본 실시예의 경우 제1구간(422,442)과 제3구간(426,446)이 다른 평면상에 놓여진 위치(꼬인 위치)가 된다.
따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 아크 블로우 아웃 장치(400)는 블로우 아웃 코일(410)을 설치할 수 있는 공간이 아크 발생 영역보다 낮은 높이인 경우에도, 아크 발생 영역의 양측에 제3구간(426,446)이 위치될 수 있도록 하는 효과를 가져온다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 아크 블로우 아웃 장치는 아크 블로우 아웃 코일의 크기가 커지더라도, 아크 발생 영역에 인접한 코어 사이의 간격을 일정 하게 확보할 수 있으며, 직류 차단기의 내부 공간이 협소하더라도 그 형태에 맞게 코어의 형상을 변형하고, 블로우 아웃 코일의 배치 위치를 설정할 수 있는 효과를 가져온다.
전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 전술된 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의해 나타내어질 것이다.

Claims (10)

  1. 고정접점과, 상기 고정접점에 접촉 또는 개리되도록 동작하는 가동접점과, 상기 가동접점을 구동하는 동작부와, 상기 가동접점의 개리시에 발생하는 아크와 교차하는 방향의 자기장을 제공하는 블로우 아웃 장치를 포함하며,
    상기 블로우 아웃 장치는
    상기 가동접점과 상기 고정접점의 양측면에 나란하게 배치된 한 쌍의 코어 플레이트와,
    상기 코어 플레이트에 일체로 연결되는 한 쌍의 코어 봉과,
    일측의 코어 봉에 결합되는 블로우 아웃 코일을 포함하는 직류 차단기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 코어 봉은
    상기 아크의 길이 방향에 대하여 서로 대칭인 형상을 가지는 직류 차단기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어 봉은
    상기 블로우 아웃 코일에 삽입되는 제1구간과, 상기 제1구간에서 상기 가동접점과 상기 고정접점 사이에 발생하는 아크 발생 영역을 향하여 절곡된 제2구간과, 상기 제2구간에서 절곡되어 상기 아크 발생 영역에 발생하는 아크의 길이 방향과 나란한 방향으로 절곡된 제3구간을 포함하는 제1코어 봉과,
    상기 제1코어와 상기 아크의 길이 방향에 대하여 대칭인 형상을 가지는 제2코어 봉인 것을 특징으로 하는 직류 차단기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제2구간은
    상기 코어 플레이트와 수직인 방향으로 절곡된 좌우절곡구간과,
    상기 코어 플레이트와 나란한 방향으로 절곡된 상하절곡구간을 포함하는 직류 차단기.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제1구간과 상기 제3구간은 상하로 높이 차를 가지는 것을 특징으로 하는 직류 차단기.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 코어 봉의 단면 형상은 삼각형, 사각형 및 원형 중 어느 하나의 형상인 직류 차단기.
  7. 고정접점과, 상기 고정접점에 접촉 또는 개리되도록 동작하는 가동접점과, 상기 가동접점을 구동하는 동작부와, 상기 가동접점의 개리시에 발생하는 아크와 교차하는 방향의 자기장을 제공하는 블로우 아웃 장치를 포함하며,
    상기 블로우 아웃 장치는
    블로우 아웃 코일과,
    상기 블로우 아웃 코일에 삽입되는 제1구간과, 상기 제1구간에서 상기 가동접점과 상기 고정접점 사이에 발생하는 아크 발생 영역을 향하여 절곡된 제2구간과, 상기 제2구간에서 절곡되어 상기 아크 발생 영역에 발생하는 아크의 길이 방향과 나란한 방향으로 절곡된 제3구간을 포함하며 단면 형상이 원형인 제1코어와,
    상기 제1코어와 상기 아크의 길이 방향에 대칭인 형상을 가지는 제2코어를 구비하는 직류 차단기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1구간과 상기 제2구간의 절곡각도(θ1)와,
    상기 제2구간과 상기 제3구간의 절곡각도(θ2)는 둔각인 것을 특징으로 하는 직류 차단기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1구간과 상기 제2구간의 절곡각도(θ1)와,
    상기 제2구간과 상기 제3구간의 절곡각도(θ2)는 120° ~150° 범위인 것을 특징으로 하는 직류 차단기.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 제1구간과 상기 제3구간은 상하로 높이 차를 가지는 것을 특징으로 하는 직류 차단기.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU209515U1 (ru) * 2021-08-23 2022-03-16 Общество С Ограниченной Ответственностью "Электро Пром Торг" Устройство трехполюсное управления двигателем с электромагнитным приводом

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000164108A (ja) * 1998-11-25 2000-06-16 Matsushita Electric Works Ltd 回路遮断器
JP2011228097A (ja) * 2010-04-19 2011-11-10 Panasonic Electric Works Co Ltd 配線モジュールの連結部材及びそれを用いた配線システム
JP2012064584A (ja) * 2010-09-20 2012-03-29 Secheron Sa 電気機械式回路遮断器
KR20120040092A (ko) * 2010-10-18 2012-04-26 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 회로차단기
KR20150075944A (ko) * 2013-12-26 2015-07-06 주식회사 효성 자계를 이용한 직류차단기

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2515596A (en) * 1946-10-16 1950-07-18 Electric Controller & Mfg Co Electric switch
KR100458181B1 (ko) 2002-07-11 2004-11-26 인텍전기전자 주식회사 소전류 차단이 가능한 직류차단기 및 이의 소전류 차단방법
WO2006133726A1 (en) * 2005-06-16 2006-12-21 Secheron S.A. Blow-out device for an electromechanical dc circuit breaker
DE102006035844B4 (de) 2006-08-01 2008-06-19 Schaltbau Gmbh Schütz für Gleichstrom- und Wechselstrombetrieb
JP2011228087A (ja) 2010-04-19 2011-11-10 Nippon Soken Inc 電磁継電器
CN205789583U (zh) * 2016-06-30 2016-12-07 上海飞力勋铖电气科技有限公司 一种微动开关永磁灭弧装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000164108A (ja) * 1998-11-25 2000-06-16 Matsushita Electric Works Ltd 回路遮断器
JP2011228097A (ja) * 2010-04-19 2011-11-10 Panasonic Electric Works Co Ltd 配線モジュールの連結部材及びそれを用いた配線システム
JP2012064584A (ja) * 2010-09-20 2012-03-29 Secheron Sa 電気機械式回路遮断器
KR20120040092A (ko) * 2010-10-18 2012-04-26 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 회로차단기
KR20150075944A (ko) * 2013-12-26 2015-07-06 주식회사 효성 자계를 이용한 직류차단기

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