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누전차단기
1)정의
- 사람이 쉽게 접촉할 우려가 있는 장소이고 사용전압이 60[V]를 넘는 저압의 금속제 외함 및 전기기기에 감전사고및 전기화재를 방지하기 위하여 누전차단기를 설치하여야 한다
- 보호기호는 배전용차단기, 누전차단기 등이 대표적이며, 과부하 또는 단락 시에는 배선용 차단기가 적당하고, 누전 또는 감전 시에는 누전차단기가 적당하다
2)목적
- 감전보호
- 누전화재 보호
- 전기설비 및 전기기기의 보호
- 기타 다른 계통으로의 사고 파급방지
누전차단기의 구조 및 원리
1)구조
- 과전류 트립장치
선로에 과전류가 흐를때 검출하여 트립 - 누전트립장치
ZCT를 이용, 미소한 전류를 검출하여 트립 - 개폐기구
투입, 트립을 행하는 레버 메커니즘 - 소호장치
부하 차단 시 나오는 Arc를 소호시키는 장치 - TestButton
누전의 차단특성을 시험하기 위하여 차단기의 이상 유무를 판단하여 사고를 사전에 방지하는 장치
2)작동원리
- 단상 누전경보기
평상시
i₁=i₂, φ₁=φ₂ 이므로 ZCT에서 발생하는 자속은 0이므로 동작하지 않는다
누전 발생 시
i₁=i₂+ig가 되고 영상변류기의 자속은 φ₁=φ₂+φg 가 된다
자속()으로 유기전압 발생하여 유기전압은 계전기를 통하여 증폭하여 개폐기를 차단시킨다.
- 3상 누전경보기
평상시
i₁=ib-ia, i₂=ic-ib, i₃=ia-ic ∴i₁+i₂+i₃=0
φ₁=φ₂
누전발생시
i₁=ib-ia, i₂=ic-ib, i₃=ia-ic+ig ∴i₁+i₂+i₃=ig 가된다
누설전류 ()에 의해 영상 변류기에서 자속()을 발생시키고 유기전압은 계전기를 증폭하여 개폐기를 차단시킨다
분류
1)동작별 분류
- 전류동작형
- 전류 동작형은 지락전류를 직접 검출하는 영상분류기(ZCT)를 사용한 방식
- 전로에 접속하는 것만으로도 가능이 작용하기 때문에 시공성이 좋으며 현재는 대부분 이 방식을 채택하고 있다
- 전압동작형
- 전압 동작형은 전용의 접지선을 갖고 지락사고가 발생한 경우 대지를 경유해서 그 접지선에 복귀하는 지락전류를 전압적으로 검지하여 동작하는 것이다
- 초기의 누전차단기는 이와 같은 방식을 사용하고 있었으나 시골성이 우수한 전류 동작형이 보급됨에 따라 점차 자취를 감추었다.
2)정격간도별 분류
| 구분 | 정격감도전류[mA] | 동작시간 정격감도전류에서 |
|---|---|---|
| 고감도형 고속형 | 5,10,15,30 | 0.1초 이내 |
| 고감도형 시연형 | 0.2초 초과 2초 이내 | |
| 고감도형 반한시형 | 0.2초 초과 1초 이내 | |
| 중감도형 고속형 | 50,100,150,300 | 0.1초 이내 |
| 중감도형 시연형 | 0.2초 초과 2초 이내 |
3)전압 및 극수에 의한 분류
- 단상 2선식(2극), 단상3선식(3극), 3상4선식(4극)
4)동작시간에 의한 분류
- 고속형(0.1초), 시연형(0.1~2초), 반한시형(0.2~1초이내)
선정시 고려사항
1)최소 동작전류
- 정격감도전류의 50%이상일 때 동작
2)감전보호용 누전차단기 선정
- 정격감도전류 30[mA]이하, 0.03초 이내의 고감도형 누전차단기 선정
3)저압전로이고 감전보호용 누전차단기
- 전류 동작형
4)인입구 장치에 시설하는 누전차단기
- 전류 동작형의 충격파 부동작형
뇌 임펄스에 대한 부동작 시험
1)부동작 시험 사유
- 뇌서지나 개폐서지에 의하여 오동작하지 않는 높은 신뢰성이 요구
- 따라서 KS C4613에서 뇌전압 성능 및 부종작 시험법이 명시
2)시험전압, 시험방법
- 시험전압
- 시험방법
뇌 임펄스 부동작 시험은 정격전압을 가하고 폐로상태에서- 닫힘 위치로 하여 다른 극단자 사이
- 각 충전부와 외함 사이에 표에 표시된 뇌 임펄스 전압을 정, 부 각각 1분 간격으로 3회 인가하여 동작하지 않아야 한다
누전차단기 시설장소
1)60[V]를 초과하는 저압의 금속제 외함을 가지는
- 전기기계 기구에 전기를 공급하는 전로에 지기가 발생하였을때 전로를 자동으로 차단하는 장치를 시설하여야 한다(사람이 접촉하기 쉬운 장소)
2)누전차단기 시설대상(기술기준)
- 특고압, 고압전로의 변압기에 결합되는 대지전압 300[V]를 초과하는 저압전로
- 주택의 옥내에 시설하는 전로의 대지전압이 150[V]를 넘고 300[V]이하인 경우 : 저압전로의 인입구에 설치
- 화약고 내의 전기공작물에 전기를 공급하는 전로
화약고 이외의 장소 - Flooe Heating 및 Load Heating등으로 난방 또는 결빙방지를 위한 발열선 시설인 경우
- 전기온상 등에 전기를 공급하는 경우
- 풀용, 수중 조명등, 기타 이에 준하는 시설에 절연변압기를 통하여 정기를 공급하는 경우(절연변압기 2차 측 사용전압이 30[V]를 초과하는 것)
- 대지전압 150[V]를 넘는 이동형, 가반형 전동기기를 도전성 액체로 인하여 습기가 많은 장소에 시설하는 경우
고감도형 누전차단기 설치
누전차단기 시설방법
- 누전차단기는 인입선 시설점에서 부하 측에 설치하는 것을 원칙으로 한다
- 원칙적으로 해당기기에 내장 또는 배 분전반 내에 설치할 것
- 누전차단기의 정격전류용량은 해당 전로의 부하전류 이상의 값일 것
- 누전차단기 등의 정격감도전류는 보통 상태에서는 동작하지 않도록 설정
- 옥외 전로에 사용하는 누전 차단기는 방수함 내에 설치
- 조작전원이 필요한 경우는 전용회로로 하고 과전류차단기 설치(15A)
- ZCT를 케이블의 부하 측에 시설할 경우 접지선은 관통시키지 말고, 전원 측에 설치 시에는 반드시 접지선을 ZCT에 관통시킬 것(ZCT참고)
- 접지선은 ZCT에 관통시키지 않을 것
- 서로 다른 2회선 이상의 배선을 일괄하여 ZCT에 관통하지 않을 것
누전차단기 선정 예
1)등가회로도
2)인체에 흐르는 전류 산출
- 전체전류
\[I=\frac{220}{30+\frac{90\times3,000}{90+3,000}}=1.87[A]\]
- 인체에 흐르는 전류
\[I_b=\frac{90}{90+3,000}\times1.87=54.47[mA]\]
3)누전차단기 선정
- 표준차단기
| 구분 | 정격감도전류[mA] | 동작시간 정격감도전류에서 |
|---|---|---|
| 고감도형 고속형 | 5,10,15,30 | 0.1초 이내 |
| 고감도형 시연형 | 0.2초 초과 2초 이내 | |
| 고감도형 반한시형 | 0.2초 초과 1초 이내 | |
| 중감도형 고속형 | 50,100,150,300 | 0.1초 이내 |
| 중감도형 시연형 | 0.2초 초과 2초 이내 |
- 감전보호용 차단기
고감도형으로 고속형을 선택해야 하므로 인체에 흐르는 전류 Ib=54.47[mA]이므로 선택은 30[mA]에 0.03초 이내에 동작하는 차단기 선택
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