전기기계식 회로차단기 및 상기 전기기계식회로차단기에서의 전류차단 방법 document_id A220623068619

그러한 공지된 전기기계식 회로차단기는 주회로(main circuit)의 전류를 수립 및 차단하도록 의도되고, 고정식 접촉요소(fixed contact element)와 이동식 접촉요소(moving contact element)를 포함하는데, 이들은 제1 위치(first position)에서 주회로의 전류 전달을 위하여 서로에 대해 전기적으로 접촉하고, 상기 이동식 접촉요소는 주회로 전류의 차단을 위하여 고정식 접촉요소로부터 분리되는 제2 위치로 변위될 수 있도록 적합화된다. 회로차단기에는 방출(blow-out) 장치가 제공되는데, 그 방출 장치는 상기 두 개의 접촉 요소들의 분리에 의하여 생성되는 아크(arc)를 아크소멸수단(arc extinction means)으로 구동(驅動, drive)하도록 적합화된 자기장을 생성시키기 위한 자화 전류(magnetising current)에 의하여 횡단되는 자화 코일(magnetising coil)을 포함한다. 방출 장치(2)는, 아크가 자화 코일 내에 상기 자화 전류를 생성시키도록, 상기 아크와 협동하도록 적합화되고 자화 코일에 전기적으로 연결된 전극 수단을 포함한다. 상기 아크를 구동하는 자기장은 상기 아크의 작용에 의하여 생성된다. 오늘날, 회로차단기들은 철도운송 시스템의 레일식 차량들과 공급 스테이션들(feeding station)의 대부분에서 사용된다. 이 전기기계식 회로차단기들은 이동가능한 접촉요소와 함께 작동하는 고정식 접촉요소를 포함한다. 보통의 조건 하에서는, 이 요소들이 서로 접촉된 상태에 있으며, 주회로 내의 전류는 그 요소들 간으로 도전된다. 그 전류를 차단할 때에는 이 접촉요소들 간의 물리적인 거리가 증가되는데, 이것은 그 두 개의 접촉요소들 간의 전기적인 아크를 생성시키는 어떤 형태의 전기기계식 엑츄에이터에 의하여 증가된다. 그 전류의 차단을 효과적으로 만들기 위해서는 이 전기적 아크가 소멸되어야 한다. 이것은, 주회로에 의하여 생성된 자기장에 관계된 힘에 의하여 아크가 지향되는 공지된 형태의 소위 아크-슈트(arc-chute)를 이용함에 의하여 달성되는 것이 통상적이다. 이 아크-슈트 내에서는, 그 아크가 복수의 작은 아크들로 나뉘는바, 궁극적으로 그것은 분리된 접촉요소들에 걸친 도전(conduction)의 최종적 붕괴로 이어질 것이다. 직류 회로차단기에 있는 아크-슈트 내로 아크를 변위시키기 위한 전자기력은, 일반적으로 전류값의 제곱의 함수이다. 차단되어야 하는 전류가 매우 낮은 때에는 특별한 문제점이 있다. 이 경우에는, 발생되는 힘이 아크를 아크-슈트 내로 변위시키기에 충분하지 않은 것이다. 이를 위하여, 이 형태의 회로차단기들에는 전자기적 형태일 수 있는 소위 방출 장치가 제공되는데, 전자기적 형태라 함은 전기적 아크를 아크-슈트와 같은 아크소멸장치로 구동하는데에 전자기력이 이용된다는 의미이다. 예를 들어 미국특허 제4302644호에 해결책이 제안되어 있는데, 그에 따르면, 전기적 코일이 접촉부들과 직렬로 연결되고 따라서 그것은 차단기의 모든 전류(full current)를 취한다. 구조물의 체적을 제한범위 내로 유지시키기 위하여, 적은 수의 감김(turn)만이 이용될 수 있는바, 이것은 적은 전류를 차단시킬 때에의 효율성을 제한한다. 본 기술분야에서는, 어떤 경우들에 있어서는 큰 전류 차단의 경우보다 적은 전류 차단의 경우에서 차단 성능 측면이 훨씬 더 많이 요구될 수 있는 것으로 알려져 있다.