배선용차단기/ 역할/AT AF의미/차단기용량/정격전류 전압 차단전류/ 보호협조

[은원명]

배선용차단기(MCCB)

배선용차단기란 교류 600V이하, 직류 250V이하의 저압 옥내 전로 보호에 사용되는 차단기로서 영문명칭은 Molded Case Circuit Breaker(MCCB)이며 KS C 8321에는 “개폐기구, 트립장치등을 절연물의 용기 내에 일체로 조립한 것이며, 통상 사용 상태의 전로를 수동 또는 절연물 용기 외부의 전기 조작장치 등에 의하여 개폐 할 수가 있고, 또 과부하 및 단락 등일 경우, 자동적으로 전로를 차단하는기구를 말한다.” 라고 정의하고 있다

차단기의 역할

MCCB는 회로에 이상이 생겼을 때 전로를 차단함으로써 기기의 고장이나 화재발생을 방지하는 기기로서 과부하차단 및 단락전류와 같은 사고전류를 차단 하는 역할을 한다

AF, AT의 의미

AT는 Ampere Trip, AF는 Ampere Frame의 약자로 AT은 배선용차단기의 과전류트립의 기준치로 정격사용전류를 말하며 AF은 같은 형명으로 제작할 수 있는 최대정격전류로 배선용차단기의 제품 크기를 결정한다.  KS 규정에는 AF을 정격사용전압, 절연성능, 온도상승, 정격차단용량 등 차단기의 제기능과 관련한 동작기구를 같은 치수의 용기에 넣을수 있는 최대 정격전류값을 갖는 용기의 크기라고 정의하고 있다.

차단기의 용량(kA)

배선용차단기(MCCB)의 용량을 정격차단용량(kA)이라고도 하며 정격차단용량(kA)은 선로에 단락사고와 같은 사고 발생시 단락전류가 흐르는데 이때 차단기가 동작하여 선로를 안전하게 보호할 수 있는 능력을 말한다. 따라서 차단기의 선정시 단락전류값 이상의 정격차단용량을 갖는 차단기를 선정하여야 한다

차단기의 정격전류, 정격전압, 정격차단전류, 정격차단용량

1.정격전류(Rated Current)

차단기에 있어서 정격전류는 정격전압 및 정격주파수등 규정된 조건하에서 차단기의 이상없이 차단기에 흘릴 수 있는 부하전류의 상한치를 말한다.

2.정격전압(Rated Voltage)

차단기에 있어서 정격전압은 차단기에 부과할 수 있는 사용회로 전압의 상한을 말하며 정격전압을 구하는식은 다음과 같다.   정격전압 = 공칭전압∗1.2/1.1

3.정격차단전류(Rated Interrupting Current)

차단기의 사고발생시 차단할수있는 차단전류의 한도를 말하며 대칭단락전류로 나타낸다

4.정격차단용량(Rated Interrupting Capacity)

규정된 조건하에서 차단이 되는 차단용량을 말하며 삼상의 경우 √3 * 최대전류 I[KA] * 정격전압[KV]으로 계산한다.

차단기의 보호협조

차단기의 보호협조는 크게 선택차단방식과 Cascade 방식이 있다.

선택차단방식은 고장회로에 직접 관계하는 보호장치만 동작하고 다른 건전한 회로는 그대로 전원 공급이 가능하게 하는 회로 방식으로 분기차단기와 주차단기의 동작 특성이 교차하지 않도록 구성해야 하며

Cascade 방식은 주차단기의 차단용량이 예상 단락전류 보다 큰 차단용량을 가지며, 직렬로 연결된 분기 차단기는 예상 단락전류보다 적은 차단용량을 가진 차단기로 보호하는 회로 방식으로 분기차단기 설치점의 예상 단락전류가 분기차단기의 단락용량 보다 큰 경우 주차단기에 의해 후비 보호하는 방식이다.

차단기의 동작 특성 곡선

일반적으로 배선용차단기는 한시 트립 특성과 순시 트립 특성을 가지고 있으며 특성곡선을 조정하여 단한시 트립 특성을 조정하여 사용하는 경우도 있다

- 장한시 트립 특성(시연트립)은 과전류치에 반비례한 동작시간을 갖는 과전류 트립 특성이며,

- 단한시 트립은 특성은 하위 차단기와의 동작시간 협조를 꾀하기 위해 단시간의 한시 동작기능을 가진

   과전류 트립 동작을 말한다.

- 순시 트립은 단락전류 등의 비교적 과대한 과전류가 흘렀을 경 우에 고의로 지연시키는 것이 없이 차단

   기를 개방시키는 과전류 트립 동작이다

NFB, MCCB, ACB, VCB, GCB 등과 같은 차단기 관련 용어입니다.

차단기는 전기회로의 단락사고시 자동으로 회로를 차단시키기 위하여 사용하는 기구입니다.

정격차단전류의 정의는 정격전압/주파수 및 규정된 회로조건에서 규정된 표준 동작 사이클(차단동작-시간간격-투입/차단동작 사이클)과 동작상태에 따라 차단할 수 있는 지상역률 차단전류의 한계값을 말한다.

간단하게 이야기 하자면

정격차단전류 2.5K는 단락전류 2.5KA (2500A)가 순간적으로 흐를때 회로를 차단시키는 차단기를 말하고

정격차단전류 5K는 단락전류 5KA (5000A)가 순간적으로 흐를때 회로를 차단시키는 차단기를 말합니다.

보통은 회로의 단락전류를 계산하여 그 보다 큰(?) 값의 정격차단전류를 갖는 차단기를 선정한다.

차단기 용량

차단기 용량은 부하의 단락전류에 견딜 수 있는 능력의 정도를 표시하며 차단기 용량은 우선 단락전류를 구하여 계산할 수 있다.  단락전류 계산법은 몇가지가 있으나 퍼센트 임피던스에 의한 계산법이 간편하고 실용적으로 많이 사용되고 있다.

Is=100×In/%Z [KA]   

 ( Is : 단락전류 (정격차단전류),  In : 정격전류,  %Z : 페센트 임피던스)

차단용량(MVA)= √3 ×정격전압(KV)×정격차단전류(KA)

위 식에서 %임피던스 값을 알아야 차단기의 차단용량을 구할 수 있으며 각 부분의 임피던스를 알아야 하며 단순히 임피던스를 환산하려면 계산의 어려움이 있으믈 이를 단순화한 %임피던스를 이용하여 계산한다.

 일반적으로 저압전로에 시설하는 과전류차단기의 차단용량 계산시에는 전원 source 임피던스를 "0"으로 간주하며 변압기 %임피던스와 간선의 %임피던스를 고려하여 계산하고 전동기 부하에 대한 고려는 개략적인 값이지만 운전중인 정격전류의 4배를 더한 값을 사용하는 것으로 하여 계산한다.

1. 단락전류(Short circuit current)란? (kA로 표시됨)

전기계통의 고장전류의 일종으로 상과 상이 합선되어 생기는 고장전류 말한다. 상과 상이 합선(short)시 고장점에는 저항이 0에 가까워져 계통의 전원(Utility),발전기, 전동기들은 각각 고장점으로 전류를 보내게 되며 이러한 전류들이 합쳐지면 막대한 대전류가 되어 고장점의 상간단락사고는 3상단락사고(3상일 경우)로 전파되는 것이 보통이며 이 경우(3상단락시) 전기계통고장의 최대전류가 흐르게 된다.

또한 이 단락전류는 대칭교류분과 DC분으로 이루어져 있으며 발생 1/2Cycle후 최대치에 이르게 되며 서서히 감쇄한다. 이 초기 1/2Cycle에 발생되는 단락전류는 그 시간이 너무 짧아 계전기인식, 동작, 지령,차단기 접점 개시등으로 이뤄지는 긴 시간(3~8cycle)로는 차단할 수 없으므로 고장시 최초발생하는 단락전류의 용량보다 큰 정격차단전류를 가진 차단기를 사용하여야 한다.(차단기의 정격차단전류는 교류분 실효치로 표시됨)

고장전류는 예전에는 주로 임피던스 맵을 이용한 수계산이 주를 이루었으나, 컴퓨터,프로그래밍기술의 발전으로 현재 상용화된 프로그램을 사용하는 경우가 많다. 계통설계시 단락전류의 계산은 필수적인 것으로 전기기기, 차단기, 전선 및 relay setting의 기본이 된다.

2. 차단(단락)용량(Short circuit capacity)이란?

차단기의 정격차단전류는 법적으로 반드시 명기해야 하지만 3상일경우 √3 * 정격전압 * 정격차단전류 로 계산되는 차단용량은 표기하는 경우와 안하는 경우가 제작사별로 차이가 있다.

위 식에서 보듯이 차단(단락)용량은 정격전압에 따른 차단용량을 표기한 것이다.(주로 Bus bar에 많이 사용됨) 예컨데, 22.9kV의 단락(차단)용량이 750MVA로 표기되었다면 약 19kA정도의 정격차단전류를 가진다는 의미이다.

주차단기 및 간선차단기 차단용량 산출표(2000KVA)

3Φ 변압기	용량[KVA]		2000
	%Z	%R	0.7
		%x	2.8
	2차전압[V]		220				380				440
	2차전류[A]		5248.64				3038.69				2624.32
주간선 20[m]	간선굵기[㎟]		Cu-Bus Duct				Cu-Bus Duct				Cu-Bus Duct
	%Z[m]	%R[m]	0.02				0.01				0.01
		%X[m]	0.08				0.03				0.04
주 차단기	정격전류[A]		ACB 5000				ACB 3000				ACB 2500
	%Z	%R	0.00				0.00				0.00
		%X	0.17				0.06				0.04
	ls[KA]		55.830				42.497				34.995
	lsm[KA]		76.825				54.652				45.492
간   선 차단기	정격전류[A]		30A	100A	200A	400A	30A	100A	200A	400A	30A	100A	200A	400A
	%Z[m]	%R	5.80	1.35	0.75	0.28	1.94	0.45	0.25	0.10	1.45	0.34	0.19	0.07
		%X	0.26				0.09				0.6
간    선	굵기[㎟]		5.5	38	100	325	5.5	38	100	3.25	5.5	38	100	325
	%Z[m]	%R[m]	6.60	0.99	0.39	0.13	2.21	0.33	0.13	0.04	1.65	0.25	0.10	0.03
		%X[m]	0.24	0.22	0.20	0.19	0.08	0.07	0.07	0.06	0.06	0.05	0.05	0.05
거리별 간   선 차단기 차   단 용   량 [KA]	10[m]	ls	3.58	18.47	29.39	36.23	6.00	24.12	30.97	34.69	6.79	23.33	27.97	29.91
		lsm	24.58	39.46	50.39	57.22	18.16	36.27	43.13	46.85	17.28	33.83	38.47	40.40
	20[m]	ls	1.89	10.89	20.06	27.61	3.21	16.22	24.47	29.91	3.68	16.80	23.33	26.48
		lsm	22.88	31.89	41.06	48.61	15.37	28.38	36.62	42.07	14.17	27.29	33.83	36.98
	30[m]	ls	1.28	7.69	15.13	22.28	2.19	12.07	20.05	26.27	2.52	12.90	19.83	23.75
		lsm	22.27	28.69	36.12	43.27	14.34	24.22	32.20	38.42	13.01	23.40	30.33	34.24
	40[m]	ls	0.97	5.94	12.12	18.66	1.66	9.57	16.92	23.40	1.91	10.41	17.17	21.51
		lsm	21.96	26.93	33.11	39.65	13.82	21.73	29.07	35.55	12.41	20.91	27.67	32.01
	50[m]	ls	0.78	4.83	10.10	16.05	1.34	7.92	14.61	21.09	1.54	8.71	15.10	19.66
		lsm	21.77	25.83	31.09	37.04	13.49	20.07	26.76	33.24	12.04	19.20	25.60	30.16
	100[m]	ls	0.39	2.50	5.49	9.43	0.68	4.23	8.61	14.09	0.78	4.75	9.31	13.72
		lsm	21.39	23.50	26.48	30.42	12.83	16.38	20.76	26.25	11.28	15.24	19.81	24.22

*임피던스는IEEE 전기설비기술계산핸드북DATA이고 %Z는 1000KVA기준으로 환산한 값임.

*ism은 전동기로부터 단락전류 유입량을 고려한 차단용량으로 is값에 TR정격전류 x 4배를 더한 값임.

* 차단기 관련 용어 *

1. 개요
차단기 명판에 나와 있는 용어 및 차단기와 관련된 용어의 의미를 알아 보고자 합니다.
차단기의 정격이란 규정된 책무, 조건 및 특정한 조작하에서 차단기가 갖는 성능의 보증한계를 말하는
것이며 그 주요 항목으로는 다음과 같은 것이 있습니다.

2. 차단기의 각종 정격 사항 및 용어

(1) 정격전압(kV)
차단기의 정격전압이란 그 차단기에 부과할 수 있는 사용 회로전압의 상한을 말하며 일반적으로
선간전압(실효치)으로 나타낸다.
사용 회로전압보다 훨씬 큰 정격전압을 가진 차단기를 선정해도 차단기 자체로서는 아무런 지장이
없지만 경제적으로나 외형적으로도 이로운 점이 없으므로 적정한 회로전압에 대응하는 정격전압의
것을 사용하는 것이 좋다.

(2) 정격전류[A]
차단기는 최대부하전류 또는 배전선의 전류용량 이상의 정격전류를 선정한다. 차단기의 정격전류란
정격전압, 정격주파수 밑에서 규정된 온도상승한도를 넘지 않고 그 차단기에 접속하여 통할 수 있는
한도를 말한다.

(3) 정격 차단전류[kA]
차단기의 차단 순간에 각 극에 흐르는 전류를 차단전류라고 하며, 발호순간의 대칭단락전류로
나타내고 있습니다.
차단기의 정격차단전류란 모든 정격 및 규정된 회로조건 밑에서 규정된 표준동작책무와 동작상태에
따라 차단할 수 있는 지연역률의 차단전류의 한도를 말하며, 교류분(실효치)으로 표시하고, 비대칭
전류를 대칭전류의 1.19배로 하고 있으나 일반적으로 1.25배로 보고 있으므로 필요한 대칭차단전류를
구할 뿐 일반적으로는 문제가 없고, 계산으로 구하는 단락전류를 선정하면 된다.

(4) 정격 투입전류(A)
차단기의 경격투입전류란 모든 정격 및 규정된 회로조건 밑에서 규정된 표준동작책무 및 동작상태에
따라 투입할 수 있는 투입전류의 한도를 말하며, 투입전류의 맨처음 주파의 순간치의 최대치로
표시한다. 정격투입전류는 정격차단전류의 약 2.5배 이다.
실제로 고장(단락)난 회로를 개폐할 경우 단락전류가 흘러 단락전류에 의한 전자반발력으로 차단기가
완전히 투입되어도 차단기의 차단동작이 방해를 받아 차단불능이 되는 경우가 있다. 따라서 이와
같은 사태가 되지 않도록 규정된 것인데 이 차단기가 투입할 수 있는 단락전류(파고치) 의 한도를
나타낸 것이다.
정격차단전류가 결정되면 이 값도 자동적으로 결정된다. 다만, 수동 직접투입조작방식의 차단기에서는
조작력이 각 개인마다 다르기 때문에 반드시 단락전류를 안전하고 확실하게 투입할 수 있도록 주의를
요한다.

(5) 정격 단시간전류[kA]
차단기의 정격 단시간 전류란 그 전류를 정해진 시간동안(보통1~2초) 차단기에 통해도 이상이 없는
전류의 한도를 말하며 그 차단기의 정격 차단전류와 같은 수치(실효치)를 표준으로 한다.
정격단시간 전류의 최대 파고치는 그 정격치의 2.6배로 한다.

(6) 정격차단 시간(C/S)
차단기의 정격차단시간이란 정격차단전류를 모든 정격 및 규정된 회로조건 밑에서 규정된
표준동작책무 및 동작상태에 따라 차단하는 경우의 차단시간의 한도를 말한다.
즉, 차단기가 트립지령을 받고부터(보호계전기의 접점이 닫혀지고부터)트립장치가 동작하여 전류차단을
완료할 때까지의 시간을 나타낸다.
정격 차단시간은 정격주파수를 기준으로 한 사이클수 로 표시한다.
(즉 부하차단을 시작하여 접점이 열리며서 아크가 확 일어났다가 완전 소호되어 아크가 zero로 되어
절연을 완전 회복한 상태를 말한다) **[5cycle 차단기는 1cycle이16.7ms이므로 83.5ms(0.0835Sec)이다]

(7)무부하 투입시간
무부하에서 차단기의 투입코일이 동작하여 기계적으로 LATCH가 걸려 투입동작이 완료된 상태

(8)개극시간
차단기의 트립코일이 동작하여 주회로 접점이 기계적으로 정해진 만큼 완전히 OPEN 된 상태

(9) 동작책무
차단기는 전력계통에서 사용될 경우 투입-차단-투입(C-O-C)과 같은 동작이 되풀이 되므로 차단기의
용량도 이들의 일련의 동작책무에 맞는 성능의 한도로서 표현되고 있으며, 이들의 값은 별도로
표준규격에서 정하고 있다. ** 여기서 C는 CLOSE(투입), O는 OPEN(차단)을 의미함.
■ O-15sec-CO {차단 -15초후-투입,차단}
(주로 저압차단기의 최대 단락시험의 동작책무로 사용된다, 즉 한번 차단후 15초 후에 재투입 및
차단 시험을 수행 할 수 있는 능력을 확인하는 책무임)
■ O-3min-CO-3min-CO {차단 -3분후-투입,차단-3분후-투입,차단}
(저압차단기의 사용단락시험에 적용되며, 고압차단기에도 역시 적용될 수 있는 재폐로용 차단기의
동작책무임)
■ CO-15sec-CO {투입,차단-15초후-투입,차단}
(일반 고압차단기에 적용되는 동작책무임)
■ O-0.3sec-CO-3min-CO {차단 -0.3초후-투입,차단-3분후-투입,차단}
(고속 재폐로용 고압 차단기에 주로 적용되는 동작책무임)

(10) 정격 차단용량(MVA)
차단기의 정격 차단용량은 3상 교류인 경우 차단기의 정격 차단전류와 정격전압과의 곱에 √3을
곱해준 것이다.
즉, 정격차단용량 = √3 × (정격전압) × (정격차단전류)이다.
차단용량은 전력계통의 규모가 커질수록 커지기 때문에 경제적인 차단기를 사용하려면 정격차단
전류를 감소시켜야 한다.
<정리를 하면>
차단용량 이란 그 차단기를 적용할 수 있는 계통의 3상 단락용량의 한도를 말하며, 다음 식에 의해
구하여 참고치로 한다.
 차단용량 [MVA] = √3 × 정격전압[kV] × 정격차단전류[kA]
출처:http://cafe.daum.net/passgosi09/KQtc/9?docid=1GOlS|KQtc|9|20081228144226&q=%C1%A4%B0%DD%C2%F7%B4%DC%C0%FC%B7%F9(kA)&srchid=CCB1GOlS|KQtc|9|20081228144226

간단히 말씀 드리면 말단 조작반 MCCB3P100A의 차단용량(20kA)이 메인 배전반 MCCB3P300A의 차단용량(40KA)보다 작기 때문입니다. 고장전류 즉, 단락전류는 수천A~수만A 까지 흐르게 되는데 차단기의 차단용량 범위를 벗어났을때는 차단기능이 상실됩니다.

따라서 엘리베이터 조작반에서의 단락전류는 20KA 즉, 20000A를 초과했기 때문에 100A차단기에서 차단되지 못하고 300A(40KA)가 차단된것입니다.

그러므로 배선용 차단기의 차단용량은 매우 중요하다 하겠습니다. 

다음은 단락전류 계산에 관한 사항입니다.

단락전류는 계통의 임피던스에 의해 정하여지며  변압기 임피던스만을 고려하면

배전반 주차단기의 단락전류 계산값은= 100/ %Z x In 이므로(TR 2차 간선의 임피던스 무시)

대략적인 메인 배전반의 차단용량 계산값은 TR 2차 정격전류 값의 약 20배라 할수 있겠습니다.

(why:유입TR의 %Z값은 약5%이므로/몰드TR은 약6%)

그러나 정확한 계통의 차단용량을 선정하려면 각 TR별, 전선용량별, 각 차단기별 임피던스 DATA도 알아야합니다.

NFB, MCCB, ACB, VCB, GCB 등과 같은 차단기 관련 용어입니다.

차단기는 전기회로의 단락사고시 자동으로 회로를 차단시키기 위하여 사용하는 기구입니다.

정격차단전류의 정의는 정격전압/주파수 및 규정된 회로조건에서 규정된 표준 동작 사이클(차단동작-시간간격-투입/차단동작 사이클)과 동작상태에 따라 차단할 수 있는 지상역률 차단전류의 한계값을 말한다.

간단하게 이야기 하자면

정격차단전류 2.5K는 단락전류 2.5KA (2500A)가 순간적으로 흐를때 회로를 차단시키는 차단기를 말하고

정격차단전류 5K는 단락전류 5KA (5000A)가 순간적으로 흐를때 회로를 차단시키는 차단기를 말합니다.

보통은 회로의 단락전류를 계산하여 그 보다 큰(?) 값의 정격차단전류를 갖는 차단기를 선정한다.

차단기 용량

차단기 용량은 부하의 단락전류에 견딜 수 있는 능력의 정도를 표시하며 차단기 용량은 우선 단락전류를 구하여 계산할 수 있다.  단락전류 계산법은 몇가지가 있으나 퍼센트 임피던스에 의한 계산법이 간편하고 실용적으로 많이 사용되고 있다.

Is=100×In/%Z [KA]   

 ( Is : 단락전류 (정격차단전류),  In : 정격전류,  %Z : 페센트 임피던스)

차단용량(MVA)= √3 ×정격전압(KV)×정격차단전류(KA)

위 식에서 %임피던스 값을 알아야 차단기의 차단용량을 구할 수 있으며 각 부분의 임피던스를 알아야 하며 단순히 임피던스를 환산하려면 계산의 어려움이 있으믈 이를 단순화한 %임피던스를 이용하여 계산한다.

 일반적으로 저압전로에 시설하는 과전류차단기의 차단용량 계산시에는 전원 source 임피던스를 "0"으로 간주하며 변압기 %임피던스와 간선의 %임피던스를 고려하여 계산하고 전동기 부하에 대한 고려는 개략적인 값이지만 운전중인 정격전류의 4배를 더한 값을 사용하는 것으로 하여 계산한다.

1. 단락전류(Short circuit current)란? (kA로 표시됨)

전기계통의 고장전류의 일종으로 상과 상이 합선되어 생기는 고장전류 말한다. 상과 상이 합선(short)시 고장점에는 저항이 0에 가까워져 계통의 전원(Utility),발전기, 전동기들은 각각 고장점으로 전류를 보내게 되며 이러한 전류들이 합쳐지면 막대한 대전류가 되어 고장점의 상간단락사고는 3상단락사고(3상일 경우)로 전파되는 것이 보통이며 이 경우(3상단락시) 전기계통고장의 최대전류가 흐르게 된다.

또한 이 단락전류는 대칭교류분과 DC분으로 이루어져 있으며 발생 1/2Cycle후 최대치에 이르게 되며 서서히 감쇄한다. 이 초기 1/2Cycle에 발생되는 단락전류는 그 시간이 너무 짧아 계전기인식, 동작, 지령,차단기 접점 개시등으로 이뤄지는 긴 시간(3~8cycle)로는 차단할 수 없으므로 고장시 최초발생하는 단락전류의 용량보다 큰 정격차단전류를 가진 차단기를 사용하여야 한다.(차단기의 정격차단전류는 교류분 실효치로 표시됨)

고장전류는 예전에는 주로 임피던스 맵을 이용한 수계산이 주를 이루었으나, 컴퓨터,프로그래밍기술의 발전으로 현재 상용화된 프로그램을 사용하는 경우가 많다. 계통설계시 단락전류의 계산은 필수적인 것으로 전기기기, 차단기, 전선 및 relay setting의 기본이 된다.

2. 차단(단락)용량(Short circuit capacity)이란?

차단기의 정격차단전류는 법적으로 반드시 명기해야 하지만 3상일경우 √3 * 정격전압 * 정격차단전류 로 계산되는 차단용량은 표기하는 경우와 안하는 경우가 제작사별로 차이가 있다.

위 식에서 보듯이 차단(단락)용량은 정격전압에 따른 차단용량을 표기한 것이다.(주로 Bus bar에 많이 사용됨) 예컨데, 22.9kV의 단락(차단)용량이 750MVA로 표기되었다면 약 19kA정도의 정격차단전류를 가진다는 의미이다.

주차단기 및 간선차단기 차단용량 산출표(2000KVA)

3Φ 변압기	용량[KVA]		2000
	%Z	%R	0.7
		%x	2.8
	2차전압[V]		220				380				440
	2차전류[A]		5248.64				3038.69				2624.32
주간선 20[m]	간선굵기[㎟]		Cu-Bus Duct				Cu-Bus Duct				Cu-Bus Duct
	%Z[m]	%R[m]	0.02				0.01				0.01
		%X[m]	0.08				0.03				0.04
주 차단기	정격전류[A]		ACB 5000				ACB 3000				ACB 2500
	%Z	%R	0.00				0.00				0.00
		%X	0.17				0.06				0.04
	ls[KA]		55.830				42.497				34.995
	lsm[KA]		76.825				54.652				45.492
간   선 차단기	정격전류[A]		30A	100A	200A	400A	30A	100A	200A	400A	30A	100A	200A	400A
	%Z[m]	%R	5.80	1.35	0.75	0.28	1.94	0.45	0.25	0.10	1.45	0.34	0.19	0.07
		%X	0.26				0.09				0.6
간    선	굵기[㎟]		5.5	38	100	325	5.5	38	100	3.25	5.5	38	100	325
	%Z[m]	%R[m]	6.60	0.99	0.39	0.13	2.21	0.33	0.13	0.04	1.65	0.25	0.10	0.03
		%X[m]	0.24	0.22	0.20	0.19	0.08	0.07	0.07	0.06	0.06	0.05	0.05	0.05
거리별 간   선 차단기 차   단 용   량 [KA]	10[m]	ls	3.58	18.47	29.39	36.23	6.00	24.12	30.97	34.69	6.79	23.33	27.97	29.91
		lsm	24.58	39.46	50.39	57.22	18.16	36.27	43.13	46.85	17.28	33.83	38.47	40.40
	20[m]	ls	1.89	10.89	20.06	27.61	3.21	16.22	24.47	29.91	3.68	16.80	23.33	26.48
		lsm	22.88	31.89	41.06	48.61	15.37	28.38	36.62	42.07	14.17	27.29	33.83	36.98
	30[m]	ls	1.28	7.69	15.13	22.28	2.19	12.07	20.05	26.27	2.52	12.90	19.83	23.75
		lsm	22.27	28.69	36.12	43.27	14.34	24.22	32.20	38.42	13.01	23.40	30.33	34.24
	40[m]	ls	0.97	5.94	12.12	18.66	1.66	9.57	16.92	23.40	1.91	10.41	17.17	21.51
		lsm	21.96	26.93	33.11	39.65	13.82	21.73	29.07	35.55	12.41	20.91	27.67	32.01
	50[m]	ls	0.78	4.83	10.10	16.05	1.34	7.92	14.61	21.09	1.54	8.71	15.10	19.66
		lsm	21.77	25.83	31.09	37.04	13.49	20.07	26.76	33.24	12.04	19.20	25.60	30.16
	100[m]	ls	0.39	2.50	5.49	9.43	0.68	4.23	8.61	14.09	0.78	4.75	9.31	13.72
		lsm	21.39	23.50	26.48	30.42	12.83	16.38	20.76	26.25	11.28	15.24	19.81	24.22

*임피던스는IEEE 전기설비기술계산핸드북DATA이고 %Z는 1000KVA기준으로 환산한 값임.

*ism은 전동기로부터 단락전류 유입량을 고려한 차단용량으로 is값에 TR정격전류 x 4배를 더한 값임.

* 차단기 관련 용어 *

1. 개요
차단기 명판에 나와 있는 용어 및 차단기와 관련된 용어의 의미를 알아 보고자 합니다.
차단기의 정격이란 규정된 책무, 조건 및 특정한 조작하에서 차단기가 갖는 성능의 보증한계를 말하는
것이며 그 주요 항목으로는 다음과 같은 것이 있습니다.

2. 차단기의 각종 정격 사항 및 용어

(1) 정격전압(kV)
차단기의 정격전압이란 그 차단기에 부과할 수 있는 사용 회로전압의 상한을 말하며 일반적으로
선간전압(실효치)으로 나타낸다.
사용 회로전압보다 훨씬 큰 정격전압을 가진 차단기를 선정해도 차단기 자체로서는 아무런 지장이
없지만 경제적으로나 외형적으로도 이로운 점이 없으므로 적정한 회로전압에 대응하는 정격전압의
것을 사용하는 것이 좋다.

(2) 정격전류[A]
차단기는 최대부하전류 또는 배전선의 전류용량 이상의 정격전류를 선정한다. 차단기의 정격전류란
정격전압, 정격주파수 밑에서 규정된 온도상승한도를 넘지 않고 그 차단기에 접속하여 통할 수 있는
한도를 말한다.

(3) 정격 차단전류[kA]
차단기의 차단 순간에 각 극에 흐르는 전류를 차단전류라고 하며, 발호순간의 대칭단락전류로
나타내고 있습니다.
차단기의 정격차단전류란 모든 정격 및 규정된 회로조건 밑에서 규정된 표준동작책무와 동작상태에
따라 차단할 수 있는 지연역률의 차단전류의 한도를 말하며, 교류분(실효치)으로 표시하고, 비대칭
전류를 대칭전류의 1.19배로 하고 있으나 일반적으로 1.25배로 보고 있으므로 필요한 대칭차단전류를
구할 뿐 일반적으로는 문제가 없고, 계산으로 구하는 단락전류를 선정하면 된다.

(4) 정격 투입전류(A)
차단기의 경격투입전류란 모든 정격 및 규정된 회로조건 밑에서 규정된 표준동작책무 및 동작상태에
따라 투입할 수 있는 투입전류의 한도를 말하며, 투입전류의 맨처음 주파의 순간치의 최대치로
표시한다. 정격투입전류는 정격차단전류의 약 2.5배 이다.
실제로 고장(단락)난 회로를 개폐할 경우 단락전류가 흘러 단락전류에 의한 전자반발력으로 차단기가
완전히 투입되어도 차단기의 차단동작이 방해를 받아 차단불능이 되는 경우가 있다. 따라서 이와
같은 사태가 되지 않도록 규정된 것인데 이 차단기가 투입할 수 있는 단락전류(파고치) 의 한도를
나타낸 것이다.
정격차단전류가 결정되면 이 값도 자동적으로 결정된다. 다만, 수동 직접투입조작방식의 차단기에서는
조작력이 각 개인마다 다르기 때문에 반드시 단락전류를 안전하고 확실하게 투입할 수 있도록 주의를
요한다.

(5) 정격 단시간전류[kA]
차단기의 정격 단시간 전류란 그 전류를 정해진 시간동안(보통1~2초) 차단기에 통해도 이상이 없는
전류의 한도를 말하며 그 차단기의 정격 차단전류와 같은 수치(실효치)를 표준으로 한다.
정격단시간 전류의 최대 파고치는 그 정격치의 2.6배로 한다.

(6) 정격차단 시간(C/S)
차단기의 정격차단시간이란 정격차단전류를 모든 정격 및 규정된 회로조건 밑에서 규정된
표준동작책무 및 동작상태에 따라 차단하는 경우의 차단시간의 한도를 말한다.
즉, 차단기가 트립지령을 받고부터(보호계전기의 접점이 닫혀지고부터)트립장치가 동작하여 전류차단을
완료할 때까지의 시간을 나타낸다.
정격 차단시간은 정격주파수를 기준으로 한 사이클수 로 표시한다.
(즉 부하차단을 시작하여 접점이 열리며서 아크가 확 일어났다가 완전 소호되어 아크가 zero로 되어
절연을 완전 회복한 상태를 말한다) **[5cycle 차단기는 1cycle이16.7ms이므로 83.5ms(0.0835Sec)이다]

(7)무부하 투입시간
무부하에서 차단기의 투입코일이 동작하여 기계적으로 LATCH가 걸려 투입동작이 완료된 상태

(8)개극시간
차단기의 트립코일이 동작하여 주회로 접점이 기계적으로 정해진 만큼 완전히 OPEN 된 상태

(9) 동작책무
차단기는 전력계통에서 사용될 경우 투입-차단-투입(C-O-C)과 같은 동작이 되풀이 되므로 차단기의
용량도 이들의 일련의 동작책무에 맞는 성능의 한도로서 표현되고 있으며, 이들의 값은 별도로
표준규격에서 정하고 있다. ** 여기서 C는 CLOSE(투입), O는 OPEN(차단)을 의미함.
■ O-15sec-CO {차단 -15초후-투입,차단}
(주로 저압차단기의 최대 단락시험의 동작책무로 사용된다, 즉 한번 차단후 15초 후에 재투입 및
차단 시험을 수행 할 수 있는 능력을 확인하는 책무임)
■ O-3min-CO-3min-CO {차단 -3분후-투입,차단-3분후-투입,차단}
(저압차단기의 사용단락시험에 적용되며, 고압차단기에도 역시 적용될 수 있는 재폐로용 차단기의
동작책무임)
■ CO-15sec-CO {투입,차단-15초후-투입,차단}
(일반 고압차단기에 적용되는 동작책무임)
■ O-0.3sec-CO-3min-CO {차단 -0.3초후-투입,차단-3분후-투입,차단}
(고속 재폐로용 고압 차단기에 주로 적용되는 동작책무임)

(10) 정격 차단용량(MVA)
차단기의 정격 차단용량은 3상 교류인 경우 차단기의 정격 차단전류와 정격전압과의 곱에 √3을
곱해준 것이다.
즉, 정격차단용량 = √3 × (정격전압) × (정격차단전류)이다.
차단용량은 전력계통의 규모가 커질수록 커지기 때문에 경제적인 차단기를 사용하려면 정격차단
전류를 감소시켜야 한다.
<정리를 하면>
차단용량 이란 그 차단기를 적용할 수 있는 계통의 3상 단락용량의 한도를 말하며, 다음 식에 의해
구하여 참고치로 한다.
 차단용량 [MVA] = √3 × 정격전압[kV] × 정격차단전류[kA]
출처:http://cafe.daum.net/passgosi09/KQtc/9?docid=1GOlS|KQtc|9|20081228144226&q=%C1%A4%B0%DD%C2%F7%B4%DC%C0%FC%B7%F9(kA)&srchid=CCB1GOlS|KQtc|9|20081228144226

간단히 말씀 드리면 말단 조작반 MCCB3P100A의 차단용량(20kA)이 메인 배전반 MCCB3P300A의 차단용량(40KA)보다 작기 때문입니다. 고장전류 즉, 단락전류는 수천A~수만A 까지 흐르게 되는데 차단기의 차단용량 범위를 벗어났을때는 차단기능이 상실됩니다.

따라서 엘리베이터 조작반에서의 단락전류는 20KA 즉, 20000A를 초과했기 때문에 100A차단기에서 차단되지 못하고 300A(40KA)가 차단된것입니다.

그러므로 배선용 차단기의 차단용량은 매우 중요하다 하겠습니다. 

다음은 단락전류 계산에 관한 사항입니다.

단락전류는 계통의 임피던스에 의해 정하여지며  변압기 임피던스만을 고려하면

배전반 주차단기의 단락전류 계산값은= 100/ %Z x In 이므로(TR 2차 간선의 임피던스 무시)

대략적인 메인 배전반의 차단용량 계산값은 TR 2차 정격전류 값의 약 20배라 할수 있겠습니다.

(why:유입TR의 %Z값은 약5%이므로/몰드TR은 약6%)

그러나 정확한 계통의 차단용량을 선정하려면 각 TR별, 전선용량별, 각 차단기별 임피던스 DATA도 알아야합니다.