아크차단기 원리와 KEC 설치 규정

아크차단기란

아크차단기는 전로에서 발생하는 아크고장 신호를 검출하여 회로를 차단하는 보호장치다.

아크고장은 접속 불량이나 절연 손상으로 생기는 불꽃 방전이다.

북미에서는 아크결함검출장치(AFDD)라고도 부른다.

구성요소와 원리

검출부는 회로의 전류·전압 변동과 고주파 성분을 감지하는 센서다.

판정부는 아크 판별 알고리즘으로 고장 아크와 정상 동작 아크를 구분한다.

차단부는 트립 장치와 접점으로 회로를 개방한다.

아크차단기는 전류의 크기가 아니라 아크 파형의 특성으로 고장을 판단한다.

동작 절차

아크차단기 동작은 아크 검출, 고장 판정, 회로 차단, 수동 복귀 순서로 진행된다.

판정부는 스위칭이나 브러시 모터의 정상 아크를 고장으로 오판하지 않는다.

고장 아크로 판정되면 트립 신호가 가고 접점이 열려 회로가 차단된다.

아크 분류

아크고장은 경로에 따라 직렬아크, 병렬아크, 지락아크로 나뉜다.

직렬아크는 같은 도체의 단선이나 접속불량에서 생기며 전류가 제한된다.

병렬아크는 극성 도체 사이 절연 손상으로 생기며 고장전류가 크다.

지락아크는 충전도체와 대지 사이에서 생기며 누전차단기와 관련된다.

KEC 설치 규정

국내 설치 기준은 한국전기설비규정(KEC)을 따르며 2021년 1월 1일부터 시행됐다.

아크차단기는 최종회로 전원 측에 설치하고 관련 제품기준에 적합한 제품을 쓴다.

취침시설과 가연성 재료 취급 장소를 우선 검토 대상으로 본다.

아크차단기는 과부하·단락·감전 보호를 대신하지 못하므로 보호협조를 함께 검토한다.

정리와 확인

정리하자. 아크차단기는 아크고장 신호를 검출해 회로를 차단하는 장치다.

원리는 전류 파형의 불연속과 고주파 잡음을 분석하는 것이다.

직렬아크는 과전류차단기가 놓치기 쉬워 아크차단기가 핵심 수단이 된다.

과부하·단락·감전 보호는 대체하지 않으므로 다른 보호장치와 함께 설치한다.