전류동작형 누전차단기

정의와 핵심 키워드

누전차단기는 영상변류기로 왕로와 귀로 전류의 차를 검출하는 장치다.

정격감도전류 이상의 지락전류가 흐르면 전원을 자동으로 끊는다.

시험에서는 ELB, ZCT, 정격감도전류 같은 핵심 용어를 함께 묻는다.

먼저 용어부터 확실히 잡아 두자.

동작원리: 왕로와 귀로 전류 비교

전선 여러 가닥을 영상변류기 가운데로 함께 관통시킨다.

정상 상태에서는 왕로와 귀로 전류의 벡터합이 0이라 자속이 상쇄된다.

이 합이 0이 아니면 철심에 자속이 생겨 2차 권선에 신호가 유도된다.

이 신호로 누전검출부가 차단기구를 동작시킨다.

누설 상태와 차단 과정

누설이 생기면 왕로와 귀로 전류의 차가 생긴다.

차이만큼 영상변류기 철심에 자속이 생기고 2차 신호가 나타난다.

누전검출부가 이 신호가 정격감도전류 이상인지 판정한다.

판정이 참이면 트립 코일이 래치를 풀어 주회로를 차단한다.

계산 예: 인체 전류와 차단기 선정

예를 들어 접촉전압 220V, 인체저항 1,000Ω으로 가정한다.

인체 전류는 접촉전압을 인체저항으로 나눠 구하므로 0.22A, 즉 220mA다.

이 값은 정격감도전류 30mA의 약 7.3배이므로 차단이 필요하다.

따라서 감전보호용 고속형, 30mA 이하, 0.03초 이내 제품을 고른다.

형식 구분: AC·A·F·B형

누전차단기는 누설 전류의 파형에 따라 형식이 나뉜다.

AC형은 정현파 교류만, A형은 맥류 직류까지 검출한다.

F형은 복합 잔류전류, B형은 평활 직류까지 대응한다.

부하 파형에 맞춰 형식을 골라야 한다. 직류 누설이 있으면 AC형은 검출하지 못한다.

한계와 보완

첫째, 전선 간 합선 누전은 영상변류기에 잔류 자기장이 생기지 않아 검출되지 않는다.

둘째, 용량성 누설이 큰 계통은 저항성 누설이 없어도 오동작할 수 있다.

셋째, 부동작전류가 정격감도전류의 50% 이상이어야 해 감도 설정에 제약이 있다.

보완책은 AFCI 병용과 회로 분할이다. 과전류 차단과 혼동하지 않는다.

정리

이제 핵심을 정리한다. 누전차단기는 영상변류기로 전류의 차를 검출한다.

감전보호용은 정격감도 30mA 이하, 동작시간 0.03초 이내다.

합선 누전과 아크는 AFCI로 따로 막아야 한다.