안녕하세요 오늘은 전기시설 중 가장 기초적이면서도 중요한 차단기에 대해 정리하려고 합니다. 차단기는 전로를 개폐함으로써 부하전류를 개폐함과 동시에 단락, 지락 등의 이상전류 차단능력을 가진 것으로 보호계전기와 조합하여 전로와 기기를 보호하는 기기입니다. 즉, 통상적인 부하를 개폐할 뿐만 아니라 이상이 발생했을 경우 신속하게 회로를 차단하여 사고의 확산을 방지하고 전기기기를 보호하는 역할을 하는 것입니다.
차단기에는 소호 메카니즘에 따라 여러 종류가 있으며, 주로 사용되는 전압도 다릅니다. 특고압, 고압에 사용되는 브레이커, 저압에 사용되는 브레이커 순으로 말씀드리겠습니다. 실무에 자주 사용되는 차단기는 원리까지 자세히 알아보도록 하겠습니다.1.특고압/고압용 차단기
① 가스 차단기 (GCB: Gas Circuit Breaker)
출처 : https://www.electricalengineeringinfo.com/2016/03/sf6-circuit-breakers-working-and-construction-sf6-circuit-breakers.html 열화학적 특성을 가진 SF6 가스 (불화황 가스)를 아크에 분사하여 소호하는 방식의 차단기입니다. 차단 성능이 우수하고 초고압 (주로 200~800kV의 높은 전압을 말합니다.), 특고압 계통에서 사용합니다. 원리는 공기 차단기와 동일하나 절연 성능, 소HO 능력이 뛰어나기 때문에 기기가 비교적 소형이며, 특고압 계통에서 사용합니다.
단, SF6 가스가 새어 버리게 되면 큰 문제가 됩니다. 절연 능력이 떨어질 뿐만 아니라 가스는 지구 온난화 물질이기 때문입니다. GIS 등 GCB 시설이 있는 곳에서는 SF6 가스의 순도와 압력을 반드시 주기적으로 확인해야 합니다.② 진공 차단기 (VCB: Vacuum Circuit Breaker)
출처 : https://circuitglobe.co m/vacuum-circuit-breaker.html 영화에서 우주선 벽의 일부를 부숴버리면 내부의 물체가 일제히 그쪽으로 빨려들어가는 장면을 본 적이 있습니까? 이렇게 진공파 압력이 거의 0인 상태이므로 확산 작용이 큽니다. 진공차단기는 아크의 빠른 확산을 이용하여 내부 물체가 일제히 그쪽으로 빨려들어가는 것을 본 적이 있습니까? 이렇게 진공파 압력이 거의 0인 상태이므로 확산 작용이 옵니다.
유일한 단점은 특성상 과전압(Surge)이 발생하기 때문에 별도의 Surge 흡습기가 필요하다는 점입니다. 흡입된 아크의 이온이나 증기입자 등은 흡습기의 전극차폐에 증착하여 다시 진공이 유지됩니다.③ 공기차단기(ABB: Air Blast circuit Breaker)
출처: https://skm-eleksys.co m/2012/04/air-blast-circuit-breaker-abcb.html 개폐에 의하여 발생하는 아크를 10~30[kg/㎠]의 압축공기로 취입하여 냉각 및 SOHO 하는 방식입니다. 방금 조사한 GCB와 유사하지만 GCB가 아닌 압축공기로 SOHO 하는 점이 다르군요. 차단되는 경우 매우 큰 압축공기와 같은 압축기 때문에 공기에서 사용되는 경우입니다.
출처:https://skm-eleksys.co m/2012/03/oil-circuit-breaker.html접촉부를 내장한 용기 안에 절연유를 넣은 유형의 고압 차단기입니다. 차단할 때 발생하는 호에 기름이 분해되고 수소 가스가 발생하고 이 수소 가스 냉각 작용에 의한 소화합니다. 초고압 계통에서도 안정하고 있을 정도로 적용 전압 범위가 넓고, 과전압을 크게 발생하지 않다는 장점이 있지만 절연유를 사용하고 있으므로, 정기적인 오일 관리가 필요하다는 단점이 있습니다. 절연유가 폭발하거나, 기름 유출할 수도 있으며 최근에는 생산도 안 되고 현장에서도 거의 쓰이지 않더군요. 아크를 전자력으로 보호하는 자기 차단기(MBB:Magnetic Blast circuit Breaker)은 절연유를 사용하지 않고 접점의 마찰모가 적다는 장점이 있으나, 최근에는 VCB를 대체하고 있습니다.2. 저압용 차단기
① 기중 차단기(ACB: Air Circuit Breaker)
출처:https://www.codrey.c om/electrical/air-break-circuit-breaker-acb/기중 차단기는 공기의 자연 진화 방식을 이용한 것으로 소화실(Arc Chute)에서 아크를 흡수하며 소화시키는 방식입니다. 배선용 차단기에 비교 동작 전류 정정이 자유이기 때문에 주로 배선용 차단기에서는 적용하기 어려운 대용량 차단기로, 저압 회로의 주차 단기로 사용됩니다. 원격 조작은 쉽지만 점유 공간이 크다는 결점이 있습니다. 과거에는 변성기와 계전기의 외장형이 생산되었으나 최근에는 변성기 계전기가 일체가 되어 내장된 제품이 사용되고 있습니다. ② 배선 차단기(MCCB:Molded Case Circuit Breaker)지금까지 살펴본 차단기가 대형으로 시공되거나 인출형유형의 차단기라면 아래 2개의 차단기는 패널에 장착되는 (Bolt-in) 타입입니다. (물론 앞서 알아보신 브레이커도 비교적 가격이 저렴한 고정형 타입이 있습니다.) 우선 배선용 차단기는 전로보호가 주목적이고 검출장치, 소호장치, 트립기구가 일체적으로 절연용기 내에 내장되어 있습니다. 사이즈가 작고 동작속도도 주로 빠릅니다.
출처:https://www.electrical 4u.net/basic-accessories/what-is-mccb-molded-case-circuit-breaker-working-types-of-mccb-included/일반적으로 배선용 차단기를 고를 때는 “정격 프레임”과 “정격 전류”을 확인합니다. 틀은 안전하게 연결할 수 있는 전류를 나타냅니다. 통상의 틀에 의해서 실제 차단기의 크기도 달라지므로, 분전반 내부 설계에도 중요합니다. 정격 전류는, 브레이커 동작의 기준이 되는 전류의 일입니다. 정격 프레임 내에서는 트립 소자를 바꾸면서 이 전류 감도를 조정할 수 있습니다(ex. 정격 프레임 400AF/정격 전류 300A). 정격 전류, 정격 차단 전류 등 다양한 용어를 정리하던 아래의 글장을 참조하시면 더욱 이해하기 쉬울 것 같습니다. 이 글을 쓰게 된 계기를 먼저 말씀드리자면 차단기를 선정하는 기준을 정확히 알고 싶었습니다. blog.naver.com ③ 누전차단기(ELCB: Earth Leakage Circuit Breaker) 누전용 차단기기는 배선용 차단기와 동일하게 과전류를 차단하는 역할을 합니다.
출처 : https://blog.naver.com/cityvillage/222105703288 아래 표는 오늘 확인한 차단기의 장단점을 정리한 것입니다. 다 담지는 못하지만 한눈에 알아볼 수 있으니 공부에 도움이 되었으면 좋겠습니다. 특고압/고압차단기
장점단점 GCB 가스차단기 – 절연내력, 소호능력이 우수하여 특고압차단기로 사용 – SF6가 불활성, 비연소성으로 화재위험이 적음 – 소음이 적고 비교적 소형 – GIS (Gas Insulated Switchgear)로 기타기기기까지 시스템화 가능 – 가스순도관리, 비연소성으로 화재위험이 적음 – 소음이 적고 비교적 소형 – GIS (Gas Insulated Switchgear) 로 기타기기기기기기기기름 – 전기누설치가 크거나 전기누설치가 크거나 전기누설치가 크거나 대형화, 대형화, 전기충진공
저압 차단기
장단점 ACB 기중 차단기 – 동작 전류 정정 자유 – 원방 조작 용이 – 점유 공간이 비교적 큰 MCCB 배선용 차단기 – 소형으로 취급이 간단 – 동작 속도가 빠름 – 재사용 가능 – 퓨즈에 비해 결상의 우려가 없음 – 누전류 차단기에서는 최근 들어 결상의 우려가 없음 – 동작 전류 정정과 원방 제어가 어려움 – 동작 속도가 빠름 – 재사용 가능함 – 재사용 가능함 – 퓨즈에 비해 결상의 우려가 없음
안녕하세요 오늘은 전기에 관련된 업무를 하시는 분들이라면 알아서는 안 될 보호계전기(Protection Relay… blog.naver.com 안녕하세요 오늘은 지금까지의 글과는 조금 다른 방법으로 글을 써보도록 하겠습니다. 차단기특성곡선(TCC, … blog.naver.com