저압 직류지락차단장치

정의

저압 직류지락차단장치는 직류 전로에 발생한 지락전류를 검출해 회로를 자동으로 차단하는 장치다.

태양광 발전설비의 직류 회로에서 전선이나 기기가 대지와 접촉하면 누설 전류가 흐른다.

이 누설 전류를 잡아 회로를 끊는 장치가 직류지락차단장치다.

구성

저압 직류지락차단장치는 검출부, 판정부, 차단부의 세 부분으로 구성된다.

검출부는 직류 전로와 대지 사이의 절연 상태를 감시한다.

판정부는 설정 기준과 비교해 지락 여부를 판단하고, 차단부가 전로를 개방한다.

신호가 이 순서로 전달되어 고장 회로를 분리한다.

동작원리

동작은 감지, 판정, 차단, 복구의 네 단계로 진행된다.

검출부가 직류 양극이나 음극과 대지 사이의 지락전류 또는 절연저항 변화를 감지한다.

판정부가 설정 기준과 비교해 지락이면 차단 신호를 낸다. 차단부가 전로를 개방한다.

동작 상태를 표시하고, 복구는 원인을 제거한 뒤 수동으로 한다.

계산 예제

지락전류는 직류 전압을 지락 경로 저항으로 나눠 구한다.

예를 들어 직류 전압 600V, 지락 경로 저항 50kΩ인 경우를 직접 구해 보자.

지락전류가 작으므로 검출 감도 설정이 중요하다. 낮으면 놓치고, 높으면 오동작이 늘어난다.

교류와 직류 비교

직류 차단기는 교류 차단기와 아크를 끊는 원리가 다르다.

교류는 전류가 주기적으로 영점을 지나 아크가 쉽게 꺼진다. 직류는 영점이 없어 아크가 지속되기 쉽다.

그래서 직류 차단기에는 아크를 늘여 끊는 별도의 소호 구조가 필요하다.

직류 차단기는 극성과 정격 직류 전압을 명시해 시설해야 한다. 교류용을 그대로 쓰면 차단 실패 위험이 커진다.

정리

정리하자. 직류지락차단장치는 태양광 직류 전로의 지락을 검출해 전로를 분리한다.

구성은 검출부, 판정부, 차단부이고, 직류는 영점이 없어 아크 소호 능력을 따로 확보해야 한다.

시험에서는 교류 누전차단기의 원리를 그대로 직류에 적용하는 실수가 흔하다.

차단 후에는 원인을 제거하고 절연을 확인한 뒤에 재투입한다는 절차까지 쓴다.