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안녕하세요! 오늘은 차단기 선정 기준에 대해 알아보겠습니다. 차단기는 전력 시스템의 안정성을 유지하는 필수 장치로, 올바른 기준을 적용해 선정해야 불필요한 비용을 줄이고 시스템을 안전하게 운영할 수 있습니다. 이 글을 읽으면 차단기 선택 시 고려해야 할 주요 요소를 명확하게 이해할 수 있습니다.
정격 투입 전류 (Rated Short-Circuit Making Current)
정의
차단기가 규정된 회로 조건에서 표준 동작 책무에 따라 투입할 수 있는 전류의 한도를 의미합니다.
특징
- 투입 전류의 최초 파형 중 순시 최대치로 표시됩니다.
- **정격 차단 전류의 약 2.6배(실효치)**를 표준으로 합니다. (50Hz 계통: 약 2.56배)
- 고장 발생 후, 고장이 회복되었는지 확인하지 않고 재투입하는 경우가 발생할 수 있습니다.
- 고장이 회복되지 않은 상태에서 투입되면 단락 전류가 즉시 흐르며, 이때 발생하는 강한 전자적 반발력을 이겨낼 기계적 강도가 필요합니다.
정격 절연 강도 (Rated Insulation Level)
차단기의 절연 성능을 평가하는 필수 기준으로, 아래 요소들을 포함합니다.
상용주파 내전압 (Power Frequency Withstand Voltage)
- 차단기가 견뎌야 하는 상용주파 전압의 최대값을 √2로 나눈 값입니다.
- 표준 사용 주파수: 48~62Hz
뇌임펄스 내전압 (Lightning Impulse Withstand Voltage)
- 차단기가 견뎌야 하는 뇌임펄스 전압의 최대치입니다.
- 표준 뇌임펄스 전압
- 파두장: 1.2㎲
- 파미장: 50㎲
개폐임펄스 내전압 (Switching Impulse Withstand Voltage)
- 차단기가 견뎌야 하는 개폐임펄스 전압의 최대치입니다.
- 표준 개폐임펄스 전압
- 파두장: 250㎲
- 파미장: 2,500㎲
회복 전압 (Recovery Voltage)
정의
차단기가 전류를 차단한 직후, 차단기 양 단자 간에 나타나는 전압을 의미합니다.
차단기는 이 전압을 견딜 수 있는 절연 성능을 반드시 확보해야 합니다.
회복 전압의 두 가지 성분
과도 회복 전압 (TRV: Transient Recovery Voltage)
- 차단기가 차단 직후, 접촉자 간 발생하는 과도 진동 전압입니다.
- 차단되는 고장 전류의 크기에 영향을 받으며, 차단 성능을 결정하는 요소입니다.
상용 주파 회복 전압 (PFRV: Power Frequency Recovery Voltage)
- TRV가 안정된 후, 상용 주파수 형태로 진동하는 전압입니다.
- 회로 조건 및 고장 조건에 따라 달라지며, TRV 진동의 중심을 결정하는 요소입니다.
차단기 선정 시 고려해야 할 주요 요소
- 정격 투입 전류
- 정격 차단 전류의 약 2.6배 (50Hz 계통: 2.56배)
- 정격 절연 강도
- 상용주파 내전압
- 뇌임펄스 내전압
- 개폐임펄스 내전압
- 회복 전압
- 과도 회복 전압 (TRV)
- 상용 주파 회복 전압 (PFRV)
결론
오늘은 차단기 선정 시 반드시 고려해야 할 주요 기준을 정리해보았습니다.
올바른 차단기 선택은 전력 설비의 안전성과 신뢰성을 확보하는 핵심 요소입니다.
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