차단기 정격·동작책무

정격과 동작책무의 정의

차단기 정격은 정해진 조건에서 차단기가 성능을 보증하는 한도다.

동작책무는 투입과 차단을 정해진 순서로 반복하는 시험 조건이다.

차단 과정

차단은 보호계전기의 트립 지령에서 시작된다.

트립코일이 래치를 풀면 접점이 열리고 사이에 아크가 생긴다.

아크 전류는 매 반주기 영점을 지나며, 이때 소호장치가 아크를 끈다.

영점 직후 절연이 회복되어 TRV를 견디면 차단이 완료된다. 재점호하면 실패한다.

정격 항목

정격은 차단기가 성능을 보증하는 한도를 숫자로 적은 값이다.

정격전압은 계통의 최고 전압을 기준으로 정하며, 공칭전압보다 높게 정한다.

정격차단전류는 정격전압에서 차단할 수 있는 최대 단락전류의 실효값이다.

정격투입전류는 정격차단전류에 따라 자동으로 정해지는 파고치 한도다.

정격단시간전류는 1~3초 통전에 견디는 한도이며, 보통 정격차단전류와 같은 실효값이다.

정격차단시간은 트립 지령부터 소호 완료까지의 시간을 정격주파수 기준 사이클로 나타낸다.

비대칭 차단전류 계산

차단기는 개극 시점의 교류분과 직류분으로 비대칭 차단전류를 구한다.

교류분 I_ac와 직류분 I_dc를 각각 제곱해 더한 뒤 제곱근을 취한다.

예로 I_ac 20kA, I_dc 10kA이면 비대칭 차단전류는 약 22.4kA다.

직류분이 더해져 비대칭 값은 커지지만, 두 성분의 합보다는 작다.

동작책무 시퀀스

동작책무는 투입과 차단을 어떤 순서로 반복해도 성능을 유지하는지 정한 시험 조건이다.

O-0.3s-CO는 고속 재폐로에, O-3min-CO는 재폐로 후 재투입에 쓰인다.

CO-15s-CO는 보호 협조 후 재투입에 쓰인다.

재폐로 때문에 투입과 차단이 연속으로 일어나므로, 기기는 C-O-C 연속 동작을 기준으로 설계한다.

헷갈리는 점 정리

차단기 정격을 고를 때 흔히 하는 실수가 세 가지 있다.

첫째, 정격차단전류는 계통의 단락전류 계산값과 비교해 선정한다.

둘째, 정격차단시간은 초 단위가 아니라 정격주파수 기준 사이클로 쓴다.

셋째, 정격전압은 공칭전압과 같은 값이 아니라 공칭전압보다 높게 정한다.

60Hz에서 1사이클은 약 16.7ms이므로, 5사이클 차단기는 약 83.5ms다.