개선된 배전 변압기 2차회로 차단기

제1도는 본 발명의 원리를 활용한 유입 배전 변압기의 투시도.

제2도는 본 발명의 원리를 활용한 배전 변압기에 사용되는 2차회로 차단기의 투시도.

제3도는 제2도에 도시된 회로 차단기가 접점이 닫혀진 상태일 때의 평면도.

제4도는 제3도에 도시된 회로 차단기의 선 Ⅳ-Ⅳ에 따른 측면도.

제5도는 제4도에 도시된 회로 차단기의 선 VV에 따른 도면.

제6도는 제2도에 도시된 회로 차단기의 배면도.

제7도는 제2도에 도시된 회로 차단기를, 회로 차단기가 닫혀진 상태에서 명백히 하기 위해 일부를 떼어낸 측면도.

제8도는 제2도에 도시된 회로 차단기를 트립되어 개방된 상태에서 명백히 하기 위해 일부를 떼어낸 측면도.

제9도는 제2도에 도시된 회로 차단기의 정상 개방 상태에서의 일부분에 대한 측면도.

제10도는 본 발명의 원리를 활용한 3극 회로 차단기의 사시도.

제11도는 제2도에 도시된 회로 차단기의 신호 접점이 닫힌 상태에서의 일부분에 대한 측면도.

제12도는 제2도에 도시된 회로 차단기의, 구동 손잡이가 정상 위치를 지나서 신호 등의 접점을 리셋트 시킨,측면도.

제13도는 제2도에 도시된 회로 차단기의, 비상제어 장치를 보여주는, 일부분의 평면도.

본 발명은 바이메탈을 써서 열에 의해 트립되는 장치를 가지는 형태의 회로차단기에 관한 것이고, 특히 급전선 회로에 알맞게 전력 배전제어를 하는 배전변압기에 쓰이는 차단기에 관한 것이다.

보여진 회로 차단기는 배전 변압기와 함께 사용하기에 적합하다.

전력 배전계통에 사용되는 변압기들은 일반적으로 변압기 및 그에 부속된 장치에 전류 과부하 손상을 방지 내지 제한하는 보호장치와 조합된다. 완전히 자체 보호된 변압기는 과부하 전류에 의한 손상을 방지하고자 2차, 즉 저전압측에 회로차단기를 포함한다. 회로차단기는 부하 전류가 위험할 정도로 높아지면 부하로부터 변압기를 분리시킨다.

일반적으로 사용되는 회로 차단기들은 3가지 기본적 특징으로 이루어진다. 즉 (1) 낮은 과부하 신호장치, (2) 증분 증기조정 및 (3) 지정된 과부하에서 회로 차단기를 개방시키는 트립핑(tripping) 장치이다. 부하 전류가 회로 차단기를 통하여 증가하면 과부하 지시 신호 스위치가 단락되어 변압기 함의 외측에 있는 신호 전구를 켜는 낮은 과부하점에 도달된다. 변압기 외함에 장치된 신호전구는 2차회로 차단기가 곧 트립된다는 시각적 지시를 제공한다. 즉, 신호전구는 회로 차단기가 트립되는데 필요한 것보다 더 낮은 과부하 상태에서 점등되어, 부하전류가 트립 레벨에 도달하였음을 지시한다. 이 신호 전구는 비록 부하전류가 후에 만족할만한 레벨로 떨어지더라도 리세트(reset) 될때까지 켜진 상태를 유지한다. 배전공들이 신호전구가 켜진 것을 볼 때 그들은 적당한 과부하 상태가 발생하였음을 알게 된다. 이러한 전구가 반복해서 켜지게 되는 것은 보통 변압기를 더 큰 용량의 변압기로 대체해야 한다는 것을 표시한다. 이 신호 전구는 또한 전력 정전 발생시 트립된 차단기의 위치를 신속 정확하게 시간적으로 지시한다. 부하전류가 증가를 계속함에 따라 이 회로 차단기를 트립 개방시키는 제2 과부하점에 도달된다. 회로 차단기의 트립핑은 과도한 과부하 전류의 흐름으로 인한 큰 손상으로부터 변압기를 보호한다.

변압기 대체가 수행될 수 있을 때까지 추가 부하능력을 가하여 고객 정전율을 줄이기 위하여 부하 증가증분조정 비상 제어장치가 회로 차단기 내에 설치된다. 대부분의 경우에는 배전 변압기의 과부하 용량을 바꾸는 것이 바람직하다. 이러한 경우, 적당한 과부하를 유지함으로써 변압기 수명을 다소 감소시키는 것이 부하전류를 차단하여 정전을 일으키는 것보다는 낫다. 전술한 바와 같이, 완전히 자체 보호된 변압기에는 부속된 회로 차단기의 정격을 효과적으로 변화시키는 비상 제어장치가 포함된다. 이 비상 제어장치는 트립된 회로차단기가 리세팅될 수 있게 하기 위하여 정상위치로부터 이동될 수 있다. 회로차단기의 정격은 회로차단기 내의 바이메탈 작동 레치가 회로 차단기의 정격을 정상위치로 세팅하기에 충분하게 냉각될 때까지 짧은 시간동안 비상제어장치에 의하여 증가된다.

회로 차단기의 작동 및 지지용으르 플라스틱 부재를 사용하는 공지의 변압기 회로 차단기들에는 어떠한 문제가 있다. 여러 치수들을 관련된 작은 공차를 지키게 하려면 지극히 정확하게 주조되어야 한다. 고온의 기름 내에서 회로 차단기가 정확히 작동한다는 것은 최 양질의 플라스틱일지라도 이상적이 못된다. 변압기 제조 및 사용시 눈금의 보존은 그들 특정의 칫수를 유지하는 플라스틱 재료에 크게 의존된다. 많은 종래 방법의 변압기 회로 차단기에서의 또하나의 문제점은 가요성 동선이 많이 사용된다는 것이다. 종래방법의 회로 차단기들에서 가요성 도선은 접점 단락시 접점의 이동에 대처하여 회로 차단기의 단일 고정접점에 끼우는데 필요하다. 가요성 도선은 또한 이동 접점과 바이메탈 사이에 필요하며, 또한 측정시와 차단기가 리세트될 때 바이메탈 장치의 이동을 고려하여 차단기를 바이메탈의 다른쪽 단으로부터 내보내는데 필요하다. 회로차단기 제조에 필요한 동 편조선 및 납땜의 사용빈도가 많아지면 검사하기 어려워지며 제작 비용이 비싸진다. 필요한 납땜수가 많은 종래 방법의 각회로 차단기에는 규격 이하의 접합부가 생길 확률이 커진다. 바이메탈부근의 불완전한 접합부는 회로차단기의 보정에 영향을 미치므로 이 부분의 접합부는 특히 심각하게 될 수 있다.

본 발명에 의하면, 배전 변압기용 회로차단기는 제1고정 접점과, 그 제1고정 접점과 분리되어 있는 제2고정 접점과, 비교적 견고한 교락 접촉암이 부착되어 있으며 상기 제1고정 접점과 제2고정 접점 사이에서 교락 접점(bridging contact)이 전기회로를 이루는 단락된 위치와 상기 제1고정 접점과 제2고정 접점 사이에서 교락 접점이 떨어지게 되는 개방 위치 사이에서 한쪽 단에 바로 근접하여 축주위로 선회하는 교락접점 장치와, 레칭 위치에서 상기 기다란 접촉 암이 단락 위치에 레칭될 때 그 기다란 접촉 암에 연결되는 1차 레치 장치와, 상기 1차 레치장치를 레칭 위치에 유지시키는 레치된 위치에 있는 2차 레치와, 미리 정해진 시간동안 회로 차단기를 통하여 흐르는 전류가 트립 레벨을 능가할때 1차 레치가 풀어지고 기다란 접촉암이 개방 위치로 이동될 수 있도록 하기 위하여 2차레치를 푸는 전류의 흐름에 응하는 바이메탈 작동 장치가 포함된다.

일반적으로, 변압기 함내에 회로차단기를 갖는 유입 변압기는 한쌍의 고정접점으로부터 떨어지는 개방위치와 그 고정접점을 접속시키는 단락위치 사이에서 이동하는 교락 접점을 사용하여 변압기를 통해 변압기 함상의 저전압 단자끼리 직렬 회로를 완성한다. 이 교락 접점은 스프링에 의하여 개방위치로 기울어져서 고정 접점으로부터 떨어져 있으며, 그러나 회로 차단기가 단락될 때는 레칭 장치에 의하여 고정 접점들의 쌍과 접속을 유지한다. 변압기 내의 회로에 직렬로 설치된 바이메탈 작동 장치는 그 회로 내를 통하여 흐르는 전류가 과부하 트립치를 능가할 때 그 바이메탈 작동장치가 그 회로 단속기를 트립 개방시키는 비결속 위치로 그 레치를 이동시키도록 연결된다. 그 바이메탈은 주위 기름의 온도에 대응하며 어떤 이유에서 건 기름이 가열될 때 변형하게 될 것이다. 회로 차단기용 작동 손잡이는 변압기 함의 외측에 설치되며 회로 차단기외 작동 기구에 연결된다. 이 회로차단기는 또한 그 회로 차단기를 통하여 흐르는 전류가 과부하 트립치 보다 작은 저 과부하치를 능가할 때 단락되는 신호 전구 접점을 포함한다.

이 신호 전구 접점은 저 과부하 조건에 도달했음을 시각적으로 제시하기 위하여 변압기 함의 외부에 배치된 신호전구에 연결된다. 신호 전구 회로가 작동되었을 때, 이 회로는 자동적으로 리세트되지 않으나 그 작동 손잡이를 정상 온 위치를 지나 오프 위치로부터 이동시키므로써 리세트 될 수 있다. 즉, 회로차단기가 온 위치에 있을 때의 신호 전구 접점은 손잡이를 오프 위치로 이동시키지 않고서, 그러나 작동 손잡이를 온 위치를 지나게 이동시켜서 리세트 된다. 이것은 신호 전구 회로를 리세팅시킬 때 회로 차단기의 우발적 트립핑을 방지한다. 정상 위치의 과부하 위치 사이에서 움직일 수 있는 비상제어가 그 회로 단속기를 트립핑시키는데 필요한 전류의 흐름을 증가시키기 위하여 설치된다.

본 변압기 2차 회로 차단기에는 2개 또는 3개의 전극들을 동작시키는 단일 토글과 레칭장치가 사용된다. 이 회로 차단기 장치는 도선절연체를 제외하고는 모두 금속이다.

유일하게 쓰이는 편조동선은 변압기 단자에 회로차단기를 접속하는데 사용되는 가요성 도선이다. 회로의 차단은 한쌍의 복차단 접점등을 개방시키도록 교락 접점을 이동하므로써 된다. 본 발명에서는 편조 도선의 필요수효를 줄이고 변압기 회로 차단기의 총 크기를 감소시켜 제작단가를 싸게 한다. 전술한 변압기에서 회로 차단기 접점들은 바이메탈 감지 소자 밑에 위치시켜서, 어떤 이유에서건 변압기에서 기름의 누출이 발생되면 바이메탈이 먼저 기름 위로 노출되어 그 접점들이 아직 기름 밑에 있어도 회로차단기를 트립시킨다. 이러한 일련의 동작은 기름 레벨상의 휘발성 가스 공간에서 접점이 방지하는 것을 방지한다.

2차회로 차단기는 교락 점검에 의하여 연결되어 직렬회로가 이루어질 수 있는 한쌍의 고정 접점들이 마련된다. 교락 접점은, 그 교락 접점이 단락위치에서는 한쌍의 접점들에 전기회로를 성립시키고 개방 위치에서는 그 한쌍의 접점들에서 떨어지도록, 축 둘레를 선회하는 길다란 접촉암의 끝에 설치된다. 1차 레치장치는 단락 위치에 이 접점을 레칭시키기 위하여 길다란 접촉암에 연결된다. 2차 레치 장치는 그 레치된 위치에 1차 레치를 유지하기 위하여 제공된다. 바이메탈 작동장치는 전류에 대응하여 그 회로 차단기를 통하여 흐르는 전류가 지정된 과부하 트립치를 넘을 때 그 2차 레치를 풀어주기 위하여 제공된다. 스프링에 의해 쓰러진 위치로 향해진 중심 토굴이 길다란 접촉 암에 연결되어 회로차단기가 정상 단락 위치에 있을 때 1차 레치에 의하여 중심으로 뻗친 위치에 유지된다. 2차 레치가 회로 차단기에서 과부하 전류에 의하여 풀어지면, 그 1차 레치는 풀어져서 스프링으로 편향된 토글을 쓰러뜨리고, 회로 차단기를 스냅(snap) 동작으로 개방시킨다.

전술한 변압기 회로 차단기는 또한 회로 차단기를 통하여 흐르는 전류가 높은 과부하치를 능가할 때 회로 차단기를 순간적으로 트립시키기 시작하는 자성 트립장치를 포함한다. 한조각의 강철판으로 이루어질 수 있는 이 자성 트립장치는 바이메탈을 통하여 흐르는 전류가 높은 과부하치를 능가할 때 그 바이메탈쪽으로 당겨지도록 그 바이메탈에 근접되게 설치된다. 자성 트립 소자가 바이메탈쪽으로 당겨짐에 따라 자성트립장치는 2차 레치를 풀어주고 회로 차단기를 트립 개방시킨다. 여러 전극들의 접촉암은 동시 이동될 수 있도록 비교적 높은 강도를 갖는 금속 축에 고정 연결된다. 회로 차단기의 각 전극은 바이메탈에 의한 열트립장치와 자성 순간 트립장치를 포함할 수도 있다. 한개의 비상제어 장치가, 바이메탈의 변형을 증가시켜서, 회로 차단기를 트립시키는데 필요한 전극을 통하여 흐르는 과부하 전류를 높이기 위해, 제공된다. 회로 차단기의 여러 전극들 중의 하나에 의하여 작동될 수 있는 단지 한개의 신호전구 접점만이 설치된다.

전술한 회로 차단기는 종래의 변압기에 비하여 많은 장점들을 갖는다. 즉, (1)전 사용 온도 범위에서 최대 체적 안정도가 가능하도록 금속 부품들을 사용한다는 것과, (2) 절연용으로만 비금속 절연체를 사용한다는 것과, (3) 동연선 도체를 최소로 줄이고, (4) 회로 차단기를 구성하는데 필요로 하는 편조 도선의 수를 최소로 감소시킨다는 것과, (5) 회로 차단기의 전체 크기 및 높이를 축소시키며, (6) 종래 방법에 비하여 회로 차단기 작동 개선을 실현하며, (7) 전류 제한능력을 개선하며, (8) 생산 단가를 절약한다.

본 발명을 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도는 회로 차단기 20을 포함한 완전 자체 보호된 주상 배전 변압기 10을 도시한 것이다. 변압기 l0은 함, 즉 탱크 11과 그 위에 부착된 피뢰기 12 및 1차 고전압 부싱 16을 포함한다. 저전압 복싱 15같은 2차부싱들이 변압기 부하가 연결된 함 11에 부착된다. 신호전구 17이 함 11상에 부착되며 지정된 저 과부하에서 작동하기 위하여 회로 차단기 20에 전기적으로 연결된다. 코어와 코일 조립체 18은 그에 부착된 회로 차단기 20과 함께 함 1l내측에 안치된다.

필요한 1차 권선 도선들 14은 코어와 코일 조립체 18로부터 적당한 고전압 부싱들 16으로 뻗친다. 함 1l은 변압기 유같은 절연액체 유전체로 부분적으로 채워진다. 회로 차단기 20 및 코어와 코일 조립체 18은 절연유 19내에 잠긴다. 코어와 코일 조립체 18로부터 나온 2차 접속선들 22는 회로 차단기 20의 입력단자들에 연결된다. 도선들 24는 회로 치환기 20의 출력단자들을 변압기 함 11에 부착된 저 전압 부싱들 15에 연결한다. 다음에 적당한 부하들이 배전 변압기 10의 저전압 단자들 26에 연결될 수 있다.

제2도 내지 12도는 금속 기부 30상에 부착된 회로 차단기 20의 실시예들을 도시한 것이다. 덮개 32는 취급중 보호를 제공하고자 회로차단기 20의 감지 및 트립핑 소자들 주위에 부분적으로 설치된다. 코어와 코일 조립체 18의 2차 도선 22는 회로 차단기 인입단자들 34에 부착된다. 회로 차단기 20과 변압기 저압부싱들 15 사이에 설치된 전기도선들 24는 단자 36에서 회로 차단기 20에 부착된다. 회로 차단기 단자들 34는 고정 접점들 38에 연결된다. 각 전극의 고정 접점들 38 및 40은 일정 거리 간격으로 설치된다. 교락접점 46은 회로차단기가 단락 위치일 때 고정 접점들 38과 40 사이에 전기적 연결을 이루도록 제공된다. 따라서, 회로 차단기 20이 단락될 때는 전기회로는 단자 34로부터 고정 접점 38, 교락 접점 46, 고정 접점 40, 전기도선 42, 바이메탈 44들을 거쳐 회로 차단기 단자 36에로 이루어진다. 교락 접촉 장치 45는 회로 차단기가 닫힐때 고정접촉 38과 40 사이의 전기적 접속을 이루는 교락 접촉장치에 부착된 가변 교락접점 46을 포함한다.

전술한 배전 변압기에서 교락 접점은 바이메탈 44 밀에 위치된다. 이것은 어떠한 이유에서건 변압기에서 기름 누출이 발생할 때 바이메탈이 먼저 기름 위의 가스층에 노출되어서 접점 46, 38 및 40은 아직 기름 속에 있어도 바이메탈은 급속히 가열되어 차단기를 트립시키므로 가강 바람직한 형태가 된다. 이러한 일련의 동작은 감소된 기름 레벨 위의 휘발성 가스층에서 접점의 방전을 방지하므로 바람직하다.

회로 차단기 20의 각 전극은 한쪽이 관통축 50에 고정되어 있는 길다란 접촉 암 48을 갖는다. 금속 부재로 형성될 수 있는 축 50은 동시 동작을 위하여 회로 차단기 20의 모든 전극들의 길다란 접촉 암들 48을 함께 연결한다. 즉, 접촉암들 48은 축 50으로 관통 연결되어 일체로 동작한다. 교락장치 45는 길다란접촉 암 48의 축 50과 반대쪽에 연결된다. 절연부재 52는 접촉암 48의 끝에 설치되어 접촉 암 48이 접촉교락장치 45로부터 전기적으로 절연된다. 스프링 54는 접촉장치 45에 설치되어 고정 접점들 38 및 40에 교락 접점 46이 적절히 놓이고 일정한 접촉 압력으로 접촉하게 공급된다. 도면으로 부터 알 수 있는 바와같이 회로 차단기 20의 어떠한 한 전극이라도 개방되면 모든 다른 전극들도 개방된다.

관통축 50은 금속 기부 30에 부착되어 있는 브래키트(bracket) 54에 의하여 회전할 수 있게 지지된다. 고정 접점들 38 및 40은 기판 30에 고정된 절연판 56에 의하여 기판 30으로부터 절연된다. 단자 36은 기판 30에 고정되어 있는 절연판 58에 연결된다. 전기도체 42는 정상 동작시 회로 차단기 20내의 빈 공간을 채우는 변압기 유아 절연판들 56 및 58에 의하여 기판 30으로부터 절연된다. 보통 L-형인 도체 42는 그의 짧은 다리부분을 바이메탈 44의 한 다리에 부착시킨다. 바이메탈 44의 다른 다리는 L-형 단자 36에 부착된다.

한개의 작동기구 60은 회로 차단기 20의 모든 전극들을 동작시키기 위하여 설치된다. 장치 60은 길다란 접촉 암들 48의 한쪽에 연결되며 장치 60의 위치에 대응하여 접촉 암 48이 이동함에 따라 관통축 50에 연결된 다른 길다란 접촉암 48 역시 반응한다. 모든 전극용 단일 동작 장치 60은 기판 30에 고착된 측판들 62 및 64상에 부착된다. 동작장치는 U형 동작 부재 66으로 구성되는데, 이 부재의 두 다리들은 점 68 및 70에서 각각 측판들 62 및 94에 선회하도록 연결된다. 1차 레치 72가 설치되어 측판들 62와 64 사이에 설치된 축 74에 선회하도록 연결된다. 한쌍의 토글 링크들(toggle links) 76 및 78은 토글의 한끝이 길다란 접촉 암 48에 연결되고 다른 끝이 1차 레치 72에 연결되며 1차 레치가 풀어질 때 스냅(snap) 동작으로 접촉 암 48을 들어 올리기 위하여 토글 82의 관절부와 U형부재 66의 상부 사이에 연결된 다수개의 스프링들 80을 가지도록 설치된다.

토글 링크들 76 및 78은 관절부 피봇트 핀 82에 의하여 함께 축으로 연결된다. 하부 토글부재 76은 그의 하측단이 피봇트 핀 84에 의하여 길다란 접촉 암 48에 연결된다. 한쌍의 토글 링크들 78의 상단은 1차레치 72에 연결된 축 86 주위에 끼워지게 형성된 U형 슬로트를 갖는다. 즉 1차 레치 72는 한쌍의 토글들 78 사이에 설치되어 축 86이 상부 토글 링크들 78에 형성된 U형 슬로트 내에 끼워진다.

스프링 홀더들 88은 관절부 핀 82에 부착되어, 다수의 스프링들 80의 하측을 속박한다. 측 90은 U형부재 66 위에 고정되어 스프링 80의 상단에 의해 결속된다. 스프링들 80에 의한 상향력은 1차 레치 72상의 축 86이 토글 링크들 78에 결속되게 유지시킨다. 회로 차단기가 조립될 때 한쌍의 링크들 78의 끝은 핀 86과 확고하게 결속되게 오그러진다. 1차 레치 72는 2차 레치 92에 의하여 풀 수 있게 걸려진다. 2차 레치 92는 토오전(torsion) 스프링 94에 의하여 풀린 위치로 향해진다.

2차 레치 92가 풀려진 위치로 이동하면, 1차 레치 72는 풀어져서 토금 76-78을 쓰러뜨리며, 길다란 접촉 암 48을 들어올리는 스프링들 80의 힘에 의하여 축74주위를 회전한다. 2차 레치 92는 차단기가 트립바 장치 98의 일부인 캠 표면 96에 의하여 단락될 때 풀린 위치로 이동되는 것을 방지한다. 회로 차단기가 정상적으로 단락되어 있는 제7도에서 볼 수 있는 바와 같이, 2차 레치 92의 일부분 106은 캠표면 96에 마주 놓인다. 트립 바 장치가 반시계 방향으로 지용된 각도 만큼 회전할때 캠표면 96은 2차 레치 92내의 개구 100을 통하여 통과하여 2차 레치 92를 1차 레치 72를 풀어주고 회로 차단기 20을 트립하여 개방시키는 풀린 위치로 회전하게 한다. 트립 바 장치 98은 회로 차단기 20을 통하여 흐르는 전류가 지정된 값을 넘을 때 전류 대응장치에 의하여 회전되도록 연결된다.

회로 차단기 20의 각 전극은 관련 전극의 부하 전류가 통과하는 전류 대응 바이메탈 소자 44를 포함하는 개별적 트립 장치가 설치된다. 즉, 바이메탈 소자 44는 차단기 접점들 38, 40 및 46과 직렬로 회로 단속기의 회로에 전기적으로 연결된다. 바이메탈 44는 보통 U형으로 되어져서 조정나사 102가 완곡부에 꿰어지도록 설치된다. 바이메탈 44의 한 다리는 고정도체 42에 연결되고, 바이메탈 44의 다른 다리는 고정단자 36에 연결된다. 조정나사 102는 바이메탈 44가 변형될 때 트립 바 장치 98의 절연부분 104에 접속하도록 설치된다. 예를 들어 정격 전류의 500% 미만의 과부하가 걸릴 경우 바이메탈 소자는 가열되어 트립바 장치 98쪽으로 편향된다. 바이메탈 소자가 그를 통해 흐르는 전류에 의해 편향됨에 따라, 조정나사 102의 둥근단은 트립바 장치 98에 부착된 절연판 104를 속박하여, 2차 레치 92를 풀어주고 회로차단기 20을 트립핑 개방시키는 트립된 위치로 반시계 방향으로 트립 바 98를 회전시킨다. 트립 바 장치 98의 캠부분 96은 레칭 표면 106하에서부터 2차 레치 92를 풀어주도록 이동한다. 다음에 1차 레치 72는 피봇트 74주위로 회전하여 스프링 80의 동작의 선을 토글 피봇트 관절부 82의 좌측으로 이동시켜 토글 76-78을 쓰러뜨려 회로 차단기 20을 스냅 동작으로 개방시킨다.

전자석 장치도 또한 차단기를 순간적으로 트립시키기 위하여 설치된다. 전자 트립장치는 바이메탈 소자 44에 근접하여 설치된 강자성 부재 108을 포함한다. 한조각의 철판으로 형성된 강자성 부재 108은 제6도에서 가장 잘 도시된 바와 같이 절연부재 58에 축으로 고정되어 있는 2개의 다리 부분들 110과 112에 의하여 지지된다. 주 개구 114는 소정의 동작동안 적절한 인력을 갖도록 부재 108을 통하게 형성된다. 짧은 암 116은 전자 트립부재 108로부터 트립 바 장치 98쪽으로 연장된다. 예를 들어 바이메탈 44를 통하여 흐르는 정격전류 500% 이상인 높은 과부하 전류가 발생시, 전자석 트립 부재 108은 암 116이 트립 바 장치 98의 절연판 104를 결속하는 과부하 전류에 대응하여 바이메탈 44쪽으로 끌려져서 트립 바 장치 98을 회전시켜 회로 차단기 20을 트립 개방시킨다. 전자석 트립 부재 108은 높은 과부하 조건에서는 바이메탈 44를 이동시키지 않고 회로 차단기 20을 거의 순차적으로 트립 개방시킨다. 제8도에서 볼 수 있는 바와 같이, 전자석 부재 108은 바이메탈 44쪽으로 끌려지면 트립 암 116은 2차 레치 92가 풀어지도록 트립 바 98을 회전시켜서 회로 차단기 20을 트립 개방시킨다. 차단기 20은 개방되고 바이메탈을 통하여 흐르는 전류는 멈추고 전자석 부재 108은 정상 위치로 되돌아 간다. 개구 118은 또한 바이메탈 44내에 설치되는 조정 나사 l02를 위한 여유 및 출입구를 제공하고자 전자석 트립 부재 108에 형성된다.

피봇트 68 및 70주위로 선회하는 작동 부재 66은 스프링 80의 한쪽끝에 연결되어 변압기 함 11상에 설치된 작동 손잡이 120에 기계적으로 연동된다. 동작 손잡이 120은 회로 차단기 20을 단락시키는 온 위치와 회로 차단기 20을 개방시키는 오프 위치 사이에서 움직인다. 회로 차단기 접점들 38, 40 및 46은 제7도에 도시한 것과 같이, 동작손잡이 120이 오프 위치로 이동됨에 따라 동작부재 66의 시계방향이동에 의하여 수동으로 개방된다. 동작부재 66의 시계방향 이동은 스프링들 80의 동작선을 링크 78의 세로축의 우측으로 이동하고 그후 스프링들 80의 힘은 토글 76-78을 쓰러뜨려서 교락접촉을 스냅 동작으로 개방 위치로 이동시킨다.

접점들은 제9도에 도시한 바와 같이 작동부 66의 반시계 방향 이동에 의하여 단락된다. 이것은 피봇트 핀 86의 주위로 링크 78의 세로축의 좌측을 가로지르도록 스프링들 80의 동작선을 이동시키고 결과적으로 스프링들 80이 그것의 중심 위치로 토글 76-78을 동작시켜 이동 교락 접점 46을 스냅 동작으로 단락 위치로 이동시킨다.

회로 차단기 20은 피봇트 점 74둘레로 회전할 수 있는 1차 레치 72에 의하여 단락 위치에 유지된다. 1차 레치 72상의 레칭면 73은 2차 레치 92의 연부에 접촉되어 결속된 위치에 1차 레치 72를 유지한다. 2차 레치 92가 피봇트 122주위에서 시계방향으로 회전할 때 1차 레치 72는 풀려진다. 스프링들 80은 1차 레치 72의 축 86과 접촉되게 링크 78에 힘을 주고, 1차 레치 72를 반시계 방향으로 기울게 한다. 즉, 1차 레치 72가 2차 레치에 의하여 풀리면, 링크 78을 통해 동작하는 스프링 80은 1차 레치 72를 회전시킨다. 1차 레치 72가 충분한 거리만큼 회전하여, 중심 핀 82와 축 86 사이의 연결축이기도 한 링크 78의 세로축이 핀 82의 상부 지지핀들 90 사이에 형성된 스프링들 80의 동작선. 좌측으로 통과하게 되면, 토글 76-78은 스냅동작으로 쓰러져 제8도에 도시된 위치로 이동한다.

즉, 1차 레치 72가 풀어지면, 이것은 회전하여 토글 76-78이 쓰러지게 하고, 회로 차단기 20을 개방한다. 레치 72는 차단기를 통과하여 흐르는 전류가 지정된 과부하치를 초과할 때 풀어진다. 2차 레치 92는 1차 레치 72를 결속된 위치로 유지한다. 2차 레치 92가 제 축 122주위로 시계방향으로 회전하여 제8도에 도시된 위치가 되면 1차 레치 72는 풀어져서 회로 차단기 20을 트립 개방시킨다. 2차 레치 92는 트립 바 98의 캠 96에 의하여 레치위치에 유지된다. 트립 바 98은 축 124상의 회전을 위하여 부착된다. 제8도에 도시한 바와 같이, 트립 바 98이 축 124둘레를 반시계방향으로 회전할 때 2차 레치 92는 풀어져서 회로차단기 20이 트립 개방되도록 한다.

제8도에 도시한 바와 같이, 회로 차단기 20이 트립 개방되면 l차 레치 72 및 2차 레치 92는 회로차단기가 단락되기 전에 리세트되어 결속된 위치가 되어야 한다. 작동장치의 재결속은 제8도에서 점선으로 도시한 것같이 오프 위치를 지나도록 작동 손잡이를 이동시키므로써 달성된다. 작동 손잡이를 오프 위치로 이동시키면 작동부 66은 시계방향으로 이동된다. 이러한 이동시 작동부 66의 한 부분 126은 1차 레치 72의 돌출부 128를 결속하여 1차 레치 72를 피봇트 74둘레의 시계방향으로 이동시킨다. 작동부 66이 정상 오프위치 넘어로 이동되면 1차 레치 72는 2차 레치 92의 일부분인 130를 결속하여 2차 레치 92를 반시계방향으로 회전시키며 트립 바 98을 풀어주며 트립 바 98이 바이어스 스프링 94의 영향으로 축 124둘레를 회전하게 한다. 트립 바는 2차 레치 92를 결속시키는 위치까지 회전하나, 신호레치 150에 의하여 완전 수직위치로 회전되는 것은 방지된다. 따라서 트립 바 98은 캠 표면 96이 2차 레치 92에 대한 지지체로서 동작하는 위치로 회전하여, 2차 레치 92를 결속상태로 유지한다. 작동부 66이 리세트 위치로부터 정상 오프위치를 지나 다시 정상 위치로 이동하면, 1차 레치 72의 표면 73은 2차 레치 92를 결속하여 2차 레치 92를 정상 리세트 위치에 결속시킨다. 이때 1차 레치 72 및 2차 레치 92는 제9도에 도시한 바와 같이 결속위치에 놓이게 된다. 따라서 회로 차단기 20은 동작손잡이 120의 이동에 의하여 온 위치로 단락되어 회로차단기 20을 전술한 방식으로 단락시킨다.

변압기 10의 동작은 회로가 과부하 조건에 대응한 변압기 차단기 20의 동작에 의하여 개방된 직후 적어도 일시적으로 복귀된다는 것은 때때로 중요한 것이다. 그러나, 기름 19가 오래 계속된 과부하 전류 또는 높은 주위 온도에 의하여 가열되었을 때 고온의 기름 19는 바이메탈 소자 44를 트립 위치로 편향되게 유지하여 작동부 60은 재조정될 수 없으므로 차단기 20을 재단락시키기가 불가능하거나 어려운 경우가 발생한다. 회로 차단기에서 트립핑 동작직후 단락과 결속을 허용하고자 비상 제어 트립핑 장치의 비상 제어용으로 제공된다.

이 비상제어는 지정된 시간동안 일정 퍼센트의 과부하 전류를 일시적으르 차단기 20에 흐르도록 한다. 비상제어는 결국 차단기 20의 트립 레벨을 바꿀 수 있게 한다. 이 비상제어는 제2, 3, 5 및 13도를 참조해서 잘 이해될 수 있다. 트립 바 장치 98은 축 124에 미끄러질 수 있게 부착된다. 캠 96에 의하여 결속 유지되는 2차 레치 92의 결속면 106은 비균일한 폭을 갖는다. 즉, 제3도 및 13도에 도시된 결속면은 우측과 하단에서 가장 좁으며 좌측상측으로 같수록 차차 넓어진다. 제13도에서 점선으로 도시한 바와 같이, 회로차단기의 점상 작동시 캠 96은 레칭표면 106의 좁은 부분을 차지한다. 비상 동작시 트립 바 장치 98은 제3, 5 및 13도에 도시된 위치로 축 124를 따라서 미끄러져 캠 표면 96이 결속면 106의 넓은 부분을 지지하게되고, 따라서 2차 레치 92를 풀어주기 위하여는 캠 96의 회전이 더 필요하게 된다. 2차 레치 92를 풀어주는데 필요한 축 124주위에서의 트립 바 장치 98의 이러한 회전의 증가는 회를 타단기 20의 정격을 효과적으로 증가시킨다. 제5도에 가장 잘 도시된 바와 같이 푸슈풀 케이블 136은 점 140에서 피봇트 되어 있으며 트립 바 장치 98의 일부분에 형성된 슬로트 142에 접촉된 자유단을 가진 레버에 연결된다. 푸슈풀 케이블 l36이 작동하면, 트립 바 장치 98은 축 124의 세로 축을 따라 미끄러져서 회로 차단기 20의 정격을 효과적으로 변화시킨다.

정상 동작시 레치 표면 106의 좁은 부분은 캠 96상에 놓여지고, 비상 과부하 작동시 레치 표면 106의 넓은 부분이 캠 표면 96상에 놓여진다. 푸슈풀 케이블 136은 한쪽단이 레버 138에 연결되며 다른 쪽단이 변압기 함 1l상에 외부로 부착된 작동 손잡이 146에 연결된다. 따라서 회로 차단기 20의 정격은 외부 비상 제어 손잡이 146을 정상 위치로부터 비상 과부하 위치로 이동함에 따라 증가될 수 있다.

또한 신호 장치가 차단기 20을 트립 개방시키기에는 충분하지 않으나 회로 내의 전류가 위험한 과부하조건에 가까워지거나 또는 위험한 과부하 조건이 존재함을 지시하여 주기 위하여 제공되어 차단기의 트립핑 없이도 이 위험한 과부하 조건을 지시하여 줄 수 있게 한다. 이 신호 지시장치는 또한 차단기 20이 과부하 전류에 대응하여 트립 개방되었음을 지시한다. 제l1도 및 12도에 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 이 신호장치는 풀렸을 때 회로 차단기 20상의 신호 접점을 단락하는 신호 레치 150과 변압기 함 11부에서 볼 수 있는 신호 전구 17을 포함한다. 신호 레치 l50은 측판 64에 부착된 브래키트 152에 의하여 절연되게 지지되어 있는 전기 도전 스프링 부재로 형성된다. 정상 레칭 위치에서 신호 레치 150의 일부분은 축 124주위에 단일 동작을 위해 트립 바 장치 98에 확고하게 연결되어 있는 절연 캠 154상에 놓인다. 트립 바 장치 98이 과부하 전류에 의해 회전함에 따라 캠 154도 역시 회전한다. 신호전구 캠 154는 트립 바 98이 회전함에 따라 신호 레치 150이 2차 레치 92 이전에 풀리도록 구성된다. 접촉암 158을 갖는 리세트 링크 156은 스프링 레치 150근처에 설치된다. 캠 154가 회전하고 신호레치 150이 풀어짐에 따라, 부재 150은 에 158이 접촉되어 제11도에 가장 잘 도시된 바와 같이 차단기 20을 통하여 신호 회로를 구성한다. 전력은 신호 레치 150과 접촉암 158에 의하여 형성된 접점과 직렬로 설치된 신호 전구 17과 함께 있는 코어와 코일조립체 18로부터 공급된다.

따라서, 캠 154가 충분히 회전되면, 신호레치 150은 리세트링크 l56과 접촉되어서 전기 신호 회로를 이루어 신호 전구 17을 점등시긴다. 신호 레치 l50에 연결된 도선 153은 신호전구 17로의 회로를 완성하는데 사용된다. 캠 154가 신호 레치 150을 떨어뜨릴 만큼 충분히 회전하면, 이것은 제11도에 도시한 것 같이 캠 154에 접속되어, 과부하 조건이 제거되었을 때 스프링 94에 의하여 캠 l54가 시계방향으로 회전하는 것을 방지한다. 즉, 신호 회로를 작동시키기에 충분한 과부하 조건이 한번 발생하면, 신호 회로는 자체가 기계적으로 고정되어 리세트 될때까지 불이 켜진 상태를 유지한다. 만일 회로 차단기 20이 트립 개방되지 않았으나, 과부하 조건이 신호 레치로부터 제거되었다면, 제11도의 화살표 155로 표시한 바와 같이 작동부 66을 온 위치를 지나게 이동시켜서 리세트 될 수 있다. 신호 전구 회로는 회로 차단기 트립점에 무관하게 조절되도록 구성된다. 보정시 신호 전구트립점은 소망하는바 대로 조절될 수 있다.

작동부 66을 온 위치를 지나게 이동시키면, 피봇트들은 링크 156을 피봇트 162 주위의 반시계 방향으로 리세시키고, 신호 레치 150에 결속되는 접촉 암 158은 신호 레치 150을 들어올리고, 한편 동시에 신호 레치 150상의 암 157은 2차 레치 92를 결속 회전시켜 신호 캠 154를 시계방향으로 회전하여 수직위치로 되게 한다. 이것은 캠 150과 결속되지 않고 들려진 위치로된 표면 106 및 신호 레치 150이 도시되어 있는 제12도에서 명확히 알 수 있다. 작동부 66이 온 위치로 다시 이동되면, 레치 150은 신호 캠 154에 마주놓여 접촉암 158로부터 떨어지고, 따라서 신호 전구 회로를 리세트시킨다. 회로차단기의 접점이 과부하 조건에 의하여 개방되면, 신호 전구 회로도 역시 구성되어 신호 전구 17에 에너지를 가해준다. 작동장치 60이 정상 오프 위치를 지나게 동작손잡이 120을 이동시키므로써 리제트되면, 신호 레치 150은 리세트되지 않는다. 신호전구는 회로 차단기 20이 스위치 온 되고 정상위치를 지나서 이동될 때 리세트될 것이다.

캠 154 및 스프링 레치 150은 충분히 넓어서, 트립 바 장치 98이 축 124를 따라서 미끄러지는 비상 과부하 작동시 신호 레치의 동작은 유효하지 않게 된다. 회로가 2개의 전극을 갖던 3개의 전극을 갖던간에 단 하나의 신호 레치 150이 설치된다. 이 신호 레치는 어떠한 전극을 통하는 과부하에도 대응할 것이다. 회로차단기 20이 제2도에 도시한 바와 같이 2개의 전극을 갖던 아니면 제10도에 도시한 바와 같이 3개의 전극을 갖던 간에 오직 한개의 작동장치 60이 필요된다. 모든 전극들은 고정 금속 축 50에 의하여 동시에 동작된다.

전술한 변압기 회로 차단기 20은 가능한 곳엔 금속부품을 사용하고 절연용으로만 플라스틱 또는 절연부재를 사용하여 종래 방법의 변압기 회로 차단기보다 소정의 동작온도 범위 전체내에서 내구력을 제공하고 최대의 안정도를 갖는다는 이점이 있다. 전술한 회로 차단기는 가요성의 동 도선의 사용을 최소로 하고 도체장치를 조립하는데 필요한 납땜의 횟수를 감소시킨다. 전술한 회로 차단기 20은 종래의 방법보다 크기가 축소되고 가격이 저렴해진다.

회로 차단기 20은 2 또는 3개의 전극을 작동시키기 위하여 단 하나의 토글과 레칭 작동장치 60을 사용한다. 작동장치 60은 도선 절연체를 제외하고는 모두 금속이다. 사용된 단 하나의 편조 도선으로 변압기 코어와 코일 조립체 18에 회로 차단기 20을 연결하여 주는 도선 22가 있다.

회로 차단은 한쌍의 복 차단 접촉을 개방하므로써 이루어진다. 아아크(arc) 소호회로는 교락 접점 46과 고정 접점 38 사이에 형성된 아아크를 제거시키기 위하여 도선 34에 의하여 형성된다. 고정 접점 38과 교락 접점 46 사이와 교락접점 46과 고정 접점 40 사이에 형성되는 직렬 아아크들은 회로 차단시 접점이 떨어질 때 형성되는 아아크들을 제거시키는 경향이 있다. 복 차단 스위칭 접점들 46의 사용은 단일 차단 구조인 종래 방법에서 사용되었던 도선들을 생략하게 한다.

복차단 스위칭 접촉은 종래의 방법에서 가능하였던 것보다 훨씬 큰 예외적인 전류 제한 능력을 회로 차단기 20에 제공한다. 전류 차단시의 전류 제한은 2가지 방법으로 제공된다.

첫째로는 각 접점에 걸리는 아아크 전압은 단독 또는 병렬 접점들 양단에 나타나는 전압의 절반이다. 이것은 각 직렬 접점쌍에 걸리는 아아크 전압을 감소시킨다. 둘째로는 차단시 회로 내에 아아크 칼럼(arc column)에 의하여 형성된 전류 루우프들은 그 아아크 칼럼들을 접점들과 떨어지게 분리시키고 제거하는 높은 자력을 발생한다. 즉, 회로차단기 20이 부하가 걸린 상태에서 개발될 때 2개의 직렬 관계의 아아크들이, 접점들 38과 46 사이에서 1개가 형성되고, 접점들 46으로부터 접점 40에 다른 1개가 형성된다.

전기적으로는 직렬이나 구조적으로는 병렬로 설치된 이러한 아아크들에 의하여 발생된 자력은 그들을 분리시킨다. 이 결과는 종래의 방법에서 가능하였던 것보다 특히 더 적게 제한되는 고장전류의 크기와 지속시간을 크게 감소시킨다.

교락 접촉장치 45도 또한 높은 과부하 전류시 접점에서 미끄러지는 것을 방지하며 이것은 전류 제한에 도움을 준다. 교락접점과 조정되어 떨어지는 접점의 사용은 종래의 방법의 배전 변압기에는 없었다. 작동장치 60 및 교락 접촉 장치 45는 회로가 열리기 전에 접점을 분리시키는 과부하 자력을 이용하게 구성된다. 전술한 차단기 20내에 설치된 자기 트립 장치는 높은 과부하 전류에 의하여 떨어진 후부터 그 분리가 과부하 전류의 감소로 단락되기 전에 그 접점들을 열어서 개방상태로 지속시키기에 충분히 빠르게 동작한다. 즉, 높은 고장 전류시 교락장치 45는 고정접점들 38 및 40으로부터 떨어지며 작동장치는, 전류가 반주기의 말기에 감소됨에 따라 교락 접촉장치 45가 고정 접점들 38 및 40에 다시 접촉되기전에 풀어진다. 이 결과는 매우 빨리 고장 제거를 일으킨다. 복 차단 접점의 복합 효과인, 과부하 차단 및 급속히 풀리는 것은 고도의 전류 제한 작용을 일으킨다. 한 실험에서 전류는 최대고장 조건에서 반주기보다 짧은 시간동안에 제한된다. 회로 차단기 20의 급속한 개방은 또한 접점의 수명 증가를 위하여 바람직하다. 지연된 풀리지 않은 상태에서 접점의 분리는 대단히 유해하다. 높은 고장 전류시 상당한 접점의 부식이 발생하여서 접점들이 용접 단락될 확률이 있다.