차단기와 전력퓨즈 특성

차단기와 전력퓨즈 개요

고압 수전설비에서 차단기와 전력퓨즈는 사고전류를 끊는 두 대표 장치다.

차단기는 재투입이 가능하고, 전력퓨즈는 한 번 끊으면 교체해야 한다.

두 기기의 차단 원리와 한계를 구분하는 것이 이 개념의 핵심이다.

사고전류 차단 과정

사고가 나면 검출, 아크 소호, 절연 회복 순서로 차단이 끝난다.

차단기는 계전기가, 전력퓨즈는 가용체가 직접 사고를 검출한다.

차단 능력은 아크를 소호하는 능력과 TRV를 견디는 능력으로 나뉜다.

한류형과 비한류형 전력퓨즈

전력퓨즈는 소호 방식에 따라 한류형과 비한류형으로 나뉜다.

한류형은 전류가 커지기 전에 억제해 짧은 시간에 차단한다.

비한류형은 전류가 영점에 이를 때까지 흘러 차단 시간이 길다.

차단 시 이상전압은 비한류형에서 커질 수 있으므로 표로 비교해 둔다.

단락용량 계산 예

단락용량은 전압과 단락전류를 곱한 값에 √3을 곱해 구한다.

정격전압 25.8kV, 단락전류 12.5kA를 대입하면 약 558MVA다.

전압은 kV, 전류는 kA이므로 곱한 결과의 단위는 MVA다.

퓨즈 차단용량은 이 예상 단락용량보다 커야 한다.

퓨즈 단점과 보완 대책

앞 문제의 정답은 약 558MVA다. 이제 퓨즈의 단점을 본다.

퓨즈는 재투입이 불가능해 한 상이 끊기는 결상이 생기기 쉽다.

결상 계전기로 한 상 용단을 감지해 전 상을 차단한다.

사용 목적에 맞는 전용 퓨즈를 쓰고, 절연강도를 과전압보다 높게 설계한다.

결론적으로 전력퓨즈는 단락 차단 전용, 과부하와 재투입은 차단기가 맡는다.

핵심 정리

정리하면 차단기는 재투입이 가능하고, 전력퓨즈는 교체가 필요하다.

한류형은 전류를 억제해 차단하고, 비한류형은 영점에서 차단한다.

시험에서는 차단용량과 과도회복전압의 관계가 자주 묻는다.