KR200224233Y1 - 배선용차단기의가동접촉자완충구조 - Google Patents

Abstract

본 고안은 배선용 차단기의 온·오프 동작시 메인 샤프트에 가해지는 충격을 완충장치에 의해 줄이므로써, 메인 샤프트의 파손 및 통전의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

이를 위해, 본 고안은 과전류 및 단락전류 발생시 회동하여 고정접촉자(1)로부터 이격되는 가동접촉자(2)와, 상기 가동접촉자(2)가 회동가능하게 설치되는 메인 샤프트(3)를 구비한 배선용 차단기에 있어서; 상기 메인 샤프트(3) 양측면을 연결하는 메인 샤프트(3)의 중앙면과, 전로의 개로시 상기 메인 샤프트(3)의 중앙면에 부딪히게 되는 가동접촉자(2)의 접점 부착면 사이에 차단기의 온·오프 동작시 상기 가동접촉자(2)가 메인 샤프트(3)에 부딪힐 때의 충격을 완화시키기 위한 완충부재가 개재됨을 특징으로 하는 배선용 차단기가 제공된다.

Description

배선용 차단기의 가동접촉자 완충구조{structure for absorbing shock of moving contactor in molded case circuit breaker}

본 고안은 배선용 차단기의 가동접촉자에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배선용 차단기의 메인 샤프트가 차단기의 온·오프 동작시 가동접촉자에 의해 가해지는 충격에 의해 파손되는 현상을 방지하기 위한 것이다.

일반적으로, 배선용 차단기는 공장, 빌딩 등의 수배전 설비 중에서 주로 배전반에 설치되어 무부하 상태에서는 부하측에 전원을 공급 또는 차단하는 개폐장치의 역할을 하고, 부하 사용중에는 부하전로에 이상 현상이 발생하여 부하 전류를 초과하는 대전류가 흐를 경우 전로의 전선 및 부하측 기기를 보호하기 위하여 전원측으로부터 부하측으로 공급되는 전원을 공급 또는 차단하는 차단기의 역할을 담당하게 된다.

이와 같은 배선용 차단기는 도 1에 나타낸 바와 같이, 프레임의 프레임의 크기, 극수, 동작방식등이 상이하여 여러 가지 구조의 것이 제작되고 있으나, 몰드케이스·고정접촉자(단자와 일체형으로서 도 1에서는 가려져 보이지 않음) 및 가동접촉자·트립장치·개폐기구·소호장치·단자(terminal)등을 기본적인 요소로 하여 구성된다.

여기서, 몰드케이스(molded case)는 절연재료로 성형된 케이스(12a)와 커버(12b)로 구성되어 각 부품이 취부되는 공간을 형성하며, 부품이 케이스(12a) 내부에 취부되면 상간을 절연하게 됨과 아울러 외부와의 절연 및 이물질 침입을 방지하는 역할을 하게 된다.

또한, 접촉자는 가동접촉자(2)와 고정접촉자(1)로 구성되며, 각 극마다 설치되어 전로의 개폐를 실시하게 된다.

그리고, 상기 트립장치(13)는 과전류 또는 단락전류를 검출하여 개폐기구(9)를 동작시켜 차단기를 트립(trip)시키는 역할을 하며, 개폐기구(9)는 트립 동작시 또는 개폐용 핸들(8)의 수동조작시 가동접촉자(2)를 구동시켜 접점의 개폐동작을 행하게 된다.

한편, 소호장치는 가동접촉자(2)와 고정접촉자(1)의 개리시 발생하는 아크를 신속히 소멸시켜 접점 및 내부 기기를 보호하는 역할을 담당하며, 단자는 전원측과 부하측의 각 극에 연결되어 외부의 전선과 내부 도체를 접속시키는 역할을 하게 된다.

이와 같이 구성된 종래의 배선용 차단기는 회로에 이상이 발생할 경우, 신속하게 전로를 차단하여 배선 및 접속기기의 파괴 또는 화재 발생을 방지하게 되며, 이러한 배선용 차단기의 동작 특성은 시연트립, 순시트립, 단·한시트립의 3가지로 구분된다.

상기한 배선용 차단기의 동작 특성을 간략히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 시연트립은 정격전류의 125％ 이상의 전류가 일정시간 이상 지속적으로 흐르게 되면, 전선이 뜨거워지고 이를 방치하면 화재의 원인이 되므로, 전선의 온도가 위험한 정도까지 이르기 전에 배선용 차단기는 전로를 차단하게 되는 동작특성을 말한다.

그리고, 순시트립은 부하 선로나 부하의 이상으로 단락전류와 같이 순간적으로 큰 사고전류가 발생되면 순간적으로 배선용 차단기를 트립시켜서 사고전류를 차단시키는 동작특성을 말한다.

또한, 단·한시트립은 간선용 배선용 차단기와, 분기용 배선용 차단기가 직렬로 설치되어 있은 계통에서 부하측에 가까운 한 분기회로에서 사고전류가 발생한 경우에 분기회로의 배선용 차단기가 간선용 배선용 차단기보다 먼저 트립되게하여 간선용 배선용 차단기가 트립되는 시간을 지연시키는 것으로서, 이 특성은 순시트립값을 조정할 수 있는 배선용 차단기에만 해당되는 특성이라고 할 수 있다.

한편, 배선용 차단기의 개폐기구부를 구성하는 메인 샤프트(3)에는 도 2에 나타낸 바와 같이 가동접촉자(2)가 회전가능하게 설치되어, 정상 통전시에는 고정접촉자(1)에 접촉되어 있다가, 수동으로 오프시 개폐기구(9)의 연동작용에 의해 회동하여 고정접촉자(1)로부터 이격되도록 되어 있다.

그러나, 이와 같은 종래의 배선용 차단기는 온·오프 동작시, 가동접촉자(2)가 메인 샤프트(3)에 가하는 충격에 의해 몰드물인 메인 샤프트(3)의 파손이 일어나게 되는 경우가 종종 발생하게 되는데, 이 과정을 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 정상 통전시에는 도 3a와 같이 가동접촉자(2)가 고정접촉자(1)에 접촉하게 된다.

한편, 도 3a의 상태에서 개폐용 핸들(8)의 수동조작에 의한 오프 또는 트립시, 개폐기구(9)의 작용에 의해 가동접촉자(2)가 도 3b에 나타낸 바와 같이 시계방향으로 회동하여 아크챔버(10)에 구비된 스톱퍼(11)에 부딪혀 회전을 정지하게 된다.

이 때, 가동접촉자(2)는 아크챔버(10)의 스톱퍼(11)에 부딪힐 때의 강한 충격에 의해 반발하게 되며, 반발력은 그대로 메인 샤프트(3)로 전달된다.

즉, 스톱퍼(11)에 부딪혀 반발하는 가동접촉자(2)의 접점 부착면은 도 3b에 나타낸 바와 같이 가동접촉자(2)와 같은 방향으로 회동하는 메인 샤프트(3)에 부딪혀 메인 샤프트(3)로 충격을 전달하게 되는 것이다.

이에 따라, 재질이 금속인 가동접촉자(2)와 재질이 열경화성수지인 메인 샤프트(3)와의 충돌에 의해 메인 샤프트(3)가 파손되며, 이와 같은 메인 샤프트(3)의 파손은 각 극의 온·오프동작에 있어서 각 극간의 시간차를 유발시키므로써 차단기의 안전사고에대한 위험을 초래할 우려가 있는 등 많은 문제점이 있었다.

본 고안은 상기한 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 배선용 차단기의 온·오프 동작시 메인 샤프트에 가해지는 충격을 완충장치에 의해 줄이므로써, 메인 샤프트의 파손 및 통전의 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 배선용 차단기를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 배선용 차단기를 나타낸 분해 사시도

도 2는 도 1의 메인 샤프트를 확대하여 나타낸 사시도

도 3a 및 도 3b는 메인 샤프트 및 가동접촉자의 작용을 나타낸 개략도로서,

도 3a는 접점이 폐로시의 상태를 나타낸 개략도

도 3b는 접점의 개로시의 상태를 나타낸 개략도

도 4는 본 고안이 적용된 메인 샤프트를 나타낸 사시도

도 5a 및 도 5b는 완충부재의 작용을 설명하기 위한 개략도로서,

도 5a는 접점이 폐로된 상태를 나타낸 개략도

도 5b는 접점의 개로시 완충부재의 작용을 나타낸 개략도

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1:고정접촉자 2:가동접촉자

3:메인 샤프트 4:압축 코일스프링

5:홈 6,7:돌기

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 고안은 과전류 및 단락전류 발생시 회동하여 고정접촉자로부터 이격되는 가동접촉자와, 상기 가동접촉자가 회동가능하게 설치되는 메인 샤프트를 구비한 배선용 차단기에 있어서; 상기 메인 샤프트의 양측면을 연결하는 메인 샤프트의 중앙면과, 전로의 개로시 상기 메인 샤프트의 중앙면에 부딪히게 되는 가동접촉자의 접점 부착면 사이에, 차단기의 온·오프 동작시 상기가동접촉자가 메인 샤프트에 부딪힐 때의 충격을 완화시키기 위한 완충부재가 개재됨을 특징으로 하는 배선용 차단기가 제공된다.

이하, 본 고안의 일실시예를 첨부도면 도 4 내지 도 5b를 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 고안이 적용된 메인 샤프트를 나타낸 사시도이고, 도 5a 및 도 5b는 완충부재의 작용을 설명하기 위한 개략도로서, 본 고안은 과전류 및 단락전류 발생시 회동하여 고정접촉자(1)로부터 이격되는 가동접촉자(2)와, 상기 가동접촉자(2)가 회동가능하게 설치되는 메인 샤프트(3)를 구비한 배선용 차단기에 있어서; 상기 메인 샤프트(3) 양측면을 연결하는 중앙면과, 전로의 개로시 상기 메인 샤프트(3)의 중앙면에 부딪히게 되는 가동접촉자(2)의 접점 부착면 사이에, 차단기의 온·오프 동작시 상기 가동접촉자(2)가 메인 샤프트(3)에 부딪힐 때의 충격을 완화시키기 위한 완충부재가 개재(介在)되도록 구성된다.

이 때, 상기 완충부재는 압축 코일스프링(4)으로서, 메인 샤프트(3)의 중앙면에 형성된 홈(5) 내면에 돌기(6)가 형성되고, 가동접촉자(2)의 접점 부착면 상에 상기 홈(5) 내면에 형성된 돌기(6)와 대응하는 돌기(7)가 형성되어, 상기 각 돌기(6),(7)에 압축 코일스프링(4)의 양단이 각각 결합된다.

이와 같이 구성된 본 고안의 작용은 다음과 같다.

차단기의 정상 통전시에는 도 5a와 같이 가동접촉자(2)가 고정접촉자(1)에 접촉되어 압축 코일스프링(4)에 초기하중이 걸린 상태이다.

반면, 도 5a의 상태에서 개폐용 핸들(8)(도 1에 도시됨)의 수동조작에 의한오프 또는 트립시 개폐기구(9)(도 1에 도시됨)의 작용에 의해 가동접촉자(2)가 도면상 시계방향으로 회동하면, 가동접촉자(2)는 아크챔버(10)에 구비된 스톱퍼(11)에 부딪힌 다음 반발력에 의해 반시계방향으로 반발하게 되며, 이에 따라 상기 가동접촉자(2)의 접점 부착면은 가동접촉자(2)와 같은 방향으로 회동하는 메인 샤프트(3)에 부딪히려는 경향을 갖게 된다.

이 때, 상기 메인 샤프트(3) 중앙부의 홈(5) 내면에 형성된 돌기(6)와, 이에 마주보도록 가동접촉자(2) 접점 부착면상에 형성된 돌기(7) 사이에는 탄성부재인 압축 코일스프링(4)이 설치되어 있어, 도 5b에 나타낸 바와 같이 상기 압축 코일스프링(4)이 압축되면서 메인 샤프트(3)로 가해지는 충격을 흡수하게 된다.

즉, 본 고안의 배선용 차단기는 전로의 개폐에 따른 가동접촉자(2)의 회동시, 가동접촉자(2)가 메인 샤프트(3)에 가하는 충격을 완충부재인 압축 코일스프링(4)이 흡수하도록 하므로써 메인 샤프트(3)를 보호할 수 있게 된다.

한편, 상기 완충부재는 반드시 압축 코일스프링(4)이 아닌 V자형의 판스프링등 본 고안의 기술 사상의 범주를 벗어나지 않는 구조이면 모두 적용가능함은 물론이다.

이상에서와 같이, 본 고안은 배선용 차단기의 개폐동작에 따른 가동접촉자(2)의 회동시 발생하는 반발력에 의해 메인 샤프트(3)로 전달되는 충격을 완충부재가 흡수할 수 있도록 한 것이다.

이에 따라, 충격에 의한 메인 샤프트(3)의 파손을 방지하는 효과를 거둘 수있으며, 더 나아가 각극의 온·오프동작에 있어서의 극간의 시간차를 없애므로써 차단기의 동작 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 가져오게 된다.

Claims (2)

1. 과전류 및 단락전류 발생시 회동하여 고정접촉자로부터 이격되는 가동접촉자(2)와, 상기 가동접촉자가 회동가능하게 설치되는 메인 샤프트(3)를 구비한 배선용 차단기에 있어서;

   상기 메인 샤프트 양측면을 연결하는 메인 샤프트의 중앙면과 전로의 개로시 상기 메인 샤프트의 중앙면에 부딪히게 되는 가동접촉자의 접점 부착면 사이에 차단기의 온·오프 동작시 상기 가동접촉자가 메인 샤프트에 부딪힐 때의 충격을 완화시키기 위한 압축 코일스프링(4)을 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 압축 코일스프링은 메인 샤프트의 중앙면에 형성된 돌기(6)와 상기 돌기와 대응하도록 가동접촉자의 접점 부착면 상에 형성된 돌기(7)사이에 결합된 것을 특징으로 하는 배선용 차단기.