영상변류기(ZCT) 원리와 선정

영상변류기란

영상변류기는 ZCT라고도 부르며, 3상 전선을 한 철심에 함께 관통시킨 변류기다.

여기서 영상전류는 3상 전류의 벡터합으로 정의되는 전류 성분이다.

구조와 원리

3상 도체가 모두 같은 철심을 관통하도록 감는 것이 핵심이다.

정상 상태에서는 세 전류의 벡터합이 0이므로 2차 출력이 없다.

세 도체 중 하나만 빼고 통과시키면 정상 부하전류가 잡혀 오동작한다.

정상과 지락

평형 전로에서는 세 상 전류의 벡터합이 0이 되어 출력이 나오지 않는다.

한 상이 대지와 접촉하면 벡터합이 0이 아니게 되고, 이 차이를 검출한다.

시험에서는 영상전류 3I0에 비례한 출력이 발생한다고 답하면 된다.

예시 계산

가상의 예로 3상 380V 평형 전로에 정격감도전류 30mA의 누전차단기를 설치한다.

평형 상태에서는 세 상 전류의 합이 0이므로 영상전류 I0도 0A다.

지락이 생기면 누설전류 크기만큼 영상전류가 생겨 트립 신호가 된다.

헷갈리는 두 변류기

영상변류기와 계기용 CT는 둘 다 변류기지만 검출하는 대상이 다르다.

정상 상태에서 ZCT 출력은 0에 가깝고, 계기용 CT 출력은 부하전류에 비례한다.

시험에서는 누전차단기가 과부하나 단락까지 보호한다고 쓰면 감점 요인이 된다.

정리와 한계

지금까지를 정리하면, 평형 전로에서는 벡터합이 0이라 출력이 없다.

지락이 생기면 영상전류가 검출되어 누전차단기가 트립된다.

다만 합선형 누전은 검출하지 못하므로 아크차단기(AFCI) 같은 보완이 거론된다.