차단기 트립방식

트립방식의 정의

차단기 트립방식은 보호계전기의 트립 신호를 받아 차단기를 여는 제어전원 방식이다.

방식은 직류트립, 교류트립, CTD트립으로 나뉘며 제어전원의 종류가 다르다.

트립 회로 구성

차단기 트립 회로는 보호계전기 접점, 트립코일, 래치, 주접점으로 이루어진다.

고장을 판정하면 접점이 닫히고, 트립코일이 여자되어 래치를 민다.

래치가 풀리면 스프링 힘으로 주접점이 열려 사고전류가 차단된다.

그래서 트립 에너지를 어디서 얻느냐, 즉 제어전원 신뢰도가 핵심이다.

세 가지 트립 방식

세 방식 모두 트립코일을 여자시켜 차단기를 여는 점은 같다.

차이는 트립 에너지의 출처다. 직류는 축전지, 교류는 계통 전압이나 CT 전류에서 얻는다.

직류트립은 축전지 기반이라 계통 사고 중에도 동작이 확실하다.

교류트립은 설비가 간단하지만 전압이 떨어지면 트립 에너지가 부족해진다.

CTD 트립과 저장 에너지

CTD 트립은 콘덴서에 충전한 에너지를 트립 순간에 방출하는 방식이다.

평상시 교류 제어전원으로 콘덴서를 충전해 두고, 접점이 닫히면 방전한다.

저장 에너지 W는 ½CV²로 구한다. C는 정전용량, V는 충전전압이다.

콘덴서가 충전 상태를 유지하므로 교류 전원이 사고로 상실돼도 트립이 가능하다.

계산 예제

CTD 콘덴서의 축전 에너지를 가상의 값으로 계산해 보자.

정전용량 1000 μF, 충전전압 200 V를 대입하면 저장 에너지는 20 J이다.

20 J은 트립코일을 짧게 여자시키기에 충분한 수준이다.

신뢰도와 시험 포인트

앞 문제의 정답은 40 J이다. 저장 에너지는 정전용량에 비례한다.

트립 신뢰도는 직류가 가장 높고, CTD가 그다음이며, 교류는 전압 저하 시 낮아진다.

시험에서는 세 방식의 제어전원과 여자 원리를 구분해 쓰는지가 채점 포인트다.

CTD를 교류트립의 일종으로 설명하면 감점이 크다.