스크랩 배선용차단기(MCCB)선정방법

[달마도]

이번 호에는 배선용차단기(MCCB)의 선정방법에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

LS산전㈜ 전력기기사업부 마케팅팀 과장 김 성 호(seonghok@lsis.biz)

<차례>
1회차 : 배선용차단기의 개요
2회차 : 제품의 구조 및 동작 원리
3회차 : 배선용차단기의 선정방법
4회차 : 주요 내외부 부속장치의 용도와 사용법
5회차 : 용도별 배선용차단기의 종류
6회차 : 취득 규격, 표기사항 및 카타로그 이해
7회차 : 유지보수 및 각종 이상현상에 대한 대처 방법
8회차 : 자주 문의되는 질문 모음(FAQ)

1. 배선용차단기 선정 절차

배선용차단기의 선정 절차는 부하용량을 계산하여 정격전류를 계산하고, 계통상의 예상 사고(단락) 전류를 계산하여 적절한 제품을 선정하는 절차를 취하면 됩니다. 이렇게 보면 매우 간단한듯하지만 실제로는 여러 가지 조건을 고려해야 합니다. 표1은 배선용차단기를 선정하기 위하여 사전에 검토해야 할 항목에 대하여 정리된 도표이오니 참고하여 주시기 바랍니다.

표1은 제품 선정을 위한 일종의 가이드 정도로 참고하여 주시기 바랍니다. 표1의 모든 조건을 전체적으로 검토가 필요하지 않은 경우도 있고, 경우에 따라서는 추가적으로 검토할 사항도 있습니다.

2. 정격전류의 선정

제품 선정시 가장 핵심적인 정격전류 선정에 대하여 알아보도록 하겠습니다. 선정기준은 내선규정에 의거한 내용을 기준으로 설명하겠습니다. 정격전류 선정 순서는 먼저 부하전류를 계산하고 이에 따른 전선의 허용전류를 계산한 후 적합한 배선용차단기를 선정합니다. 내선규정 205-8항의 간선의 전선 굵기, 305-6항 전동기용 간선의 굵기, 305-7항 전등 및 전력장치 등을 병용하는 간선의 굵기 및 305-8항의 간선의 과전류 보호 내용을 기준한 전동기회로 간선용 차단기 선정을 보면 표2와 같이 세가지 조건에 따라 선정조건이 다소 차이가 있습니다.

첫 번째 조건은 전동기 이외의 부하전류의 합이 전동기 부하보다 큰 경우입니다. 이 경우는 모든 부하전류의 합을 계산하여 동일하거나 큰 허용전류를 보유한 전선을 설정하면 되며, 두 번째 조건은 전동기이외의 부하전류의 합이 전동기 부하보다 적은 경우인데 전동기 전류합이 50A이하인 경우에 한합니다. 이 경우 전선의 허용전류는 전동기 부하전류 합 X 1.25 + 전동기이외 부하전류 합으로 설정하며, 세 번째 조건은 두 번째 조건과 동일하나 다만 전동기 전류 합이 50A 이상의 경우입니다. 이 경우 전선의 허용전류는 전동기 부하전류 합 X 1.1 + 전동기이외 부하전류 합으로 설정하여 전선의 허용전류를 산정하게 됩니다. 이를 도표화한 것이 표2에 정리되어 있습니다.

3. 단락전류 계산

정격전류를 선정한 후 단락전류를 계산하여야 합니다. 이는 선로상에 사고발생시 이를 사전에 예측하여 차단용량에 맞는 제품을 선정하여야 되기 때문입니다. 예를 들어서 같은 100AF 제품이라도 차단용량이 낮은 제품과 높은 제품이 있습니다. 차단용량을 계산하는 방법은 몇 가지가 있으나 여기서는 퍼센트 임피던스 방법에 대하여 알아보겠습니다.

그림3과 같이 변압기 용량이 1000KVA이고 2차 전압이 AC380V, %Z가 5%라고 가정할 때, 변압기 이차측에서 발생 예상되는 단락전류치는 Ics(단락전류)= (변압기용량/전압 X %Z)로서 Ics= (1000X103) / (√3 X 380 X 0.05) = 30,388A 가 나옵니다.
즉, 이 계통은 단락사고시 예상되는 사고전류값이 AC380V 선로에서 30kA 정도가 예측된다는 의미로 차단기의 단락전류값을 30kA 이상 제품으로 선정하여야 합니다.

이 계산법은 단순화한 일종의 약식 계산법으로 원칙적으로는 계통을 전문적으로 설계하는 설계사무소나 엔지니어링 회사에서 주변 계통과의 관계성 등을 종합적으로 검토한 후 설정해야 합니다.
이외도 오옴법, 퍼유니트법 등의 방법도 있습니다.

위와 같은 각종 조건을 고려하여 제품을 선정한 후에도 주변환경, 사용용도에 따라 용도에 맞는 제품을 선정하여야 합니다.

이번 호에는 배선용차단기의 선정방법에 대하여 알아보았습니다. 다음 호에는 용도별 배선용차단기의 종류에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

**** 용어설명 ****

차단기 용어 중 On-Off-Trip의 개념
On과 Off는 켜짐, 꺼짐의 의미입니다. On Off Trip Trip은 차단기가 스스로 이상을 감지하여 선로를 차단한 경우입니다. 한편으론 Off와 동일한 결과이지만, Off는 사용자가 임의로 선로를 개로(Off)한 경우이고 Trip은 차단기가 스스로 이상전류를 감지하여 선로를 Off한 것입니다.

만약, 차단기를 On한 상태에서 강제로 Off할 수 없도록 장치를 하였다고 가정할 때도 과전류 등의 이상전류가 유입시 차단기는 내부적으로 Trip이 됩니다. 이것을 Trip free라는 용어를 사용하는데 차단기가 가져야 될 기본 기능입니다. 규격에서도 이 기능은 있어야 된다고 나타내고 있습니다. 그림4에는 차단기 핸들 위치에 따른 On-Off-Trip의 위치를 나타내고 있습니다.

이상과 같이 배선용차단기의 선정방법에 대하여 알아보았습니다.
다음호에는 용도별 배선용차단기의 내,외부 부속장치의 용도에 대하여 알아보도록 하겠습니다.

[한라(김경빈)]

달마야 이젠 전기쟁이로 나가젠 험사