저압 과부하 보호장치

정의와 핵심 전류

저압 과부하 보호장치는 허용전류를 넘는 과부하 전류로부터 전선과 기기를 지키는 장치다.

이 장치를 이해하려면 설계전류, 허용전류, 정격전류 세 값을 먼저 구분해야 한다.

세 값의 크기 관계가 보호장치 선정의 출발점이다.

전류의 크기 관계

첫째, 설계전류는 보호장치의 정격전류 이하여야 한다.

둘째, 정격전류는 전선의 허용전류 이하여야 한다. 두 조건을 합치면 IB ≤ In ≤ IZ다.

정상 운전에서는 동작하지 않고, 허용 범위를 넘으면 동작해야 한다.

계산 예제

단상 220V 분기회로에 3kW 부하가 걸린 예로 보호장치를 선정해 본다.

먼저 부하전류를 구한다. I = P/(V·cos θ)에 대입하면 약 13.6A다.

정격은 부하전류 이상, 전선 허용전류 이하에서 고른다. 여기서는 16A 차단기가 맞다.

보호협조

보호협조는 보호장치가 여러 단계로 설치될 때 가장 가까운 장치만 동작하게 맞추는 것이다.

하위 분기 장치가 먼저 동작해야 고장 구간만 분리된다.

상위 장치는 하위보다 큰 정격 또는 긴 동작 시간을 가진다.

하위 과부하로 간선이 끊기면 전체가 정전되므로 협조가 필요하다.

세 보호의 비교

앞 문제의 정답은 하위 장치다. 이제 과부하 보호를 다른 보호와 비교한다.

과부하는 허용전류를 조금 넘는 지속 전류로, 반한시 특성으로 동작한다.

단락은 매우 큰 순간 전류라 즉시 동작한다.

지락은 충전부와 대지 사이 누설을 정해진 감도 시간 안에 감지해 동작한다.

핵심 정리

정리하면 과부하 보호장치는 과부하 전류로부터 전선과 기기를 보호한다.

답안은 위치, 협조, 생략의 세 축으로 구성하면 된다.

설계 때는 부하 특성과 보호협조를 함께 검토하는 것이 핵심이다.