전력용 휴즈 (PF)

[황상연]

1. 전력용 휴즈(PF)란?

  가. 전력휴즈는 고압 및 특별고압 기기의 단락보호용이고 소호방식에 따라 한류형과 비한류형이 있다.

  나. 수변전설비에서는 한류형이 많이 쓰이고 있는데 한류형 휴즈는 높은 Arc 저항을 발생하여 사고전

       류를 한류억제하여 차단하는 휴즈이다.

  다. 전력휴즈는 과부하전류나 과도전류의 보호는 기대하지 않는다.

       그 이유는 정격전류의 수배 이상인 과부하전류는 부하의 변동이 원인이되어 발생하고 과도전류는

       변압기의 투입전류, 전동기의 기동전류 등 매우 짦은 시간에만 발생하고 시간이 지나면 자연히 정

       상적으로 돌아가는 전류이므로 이것 때문에 끊어지지 않아야 환다.

       전력휴즈가 이를 보호하게 되면 자주 결상이 되거나 수명이 단축된다. 그러므로 파워휴즈는 과전

       류 가운데 단락전류를 고속도의 한류차단하는 단락보호용 휴즈이다.

  라. 전력휴즈는 차단기와 릴레이, 변성기의 3가지 역활을 하는 특성이 있기 때문에 경제적이며, 확실한

       동작특성으로 오동작이 없다.

  마. 전력휴즈는 차단기와는 달라서 자주 과부하를 차단할 필요가 있는 부분, 휴즈 동작 후 재투입이 필

       요한 개소에는 사용하지 않도록 하여야 한다.

2. 각종 개폐기와의 기능비교

	회로분리		사고차단
	무부하	부하	과부하	단락
전력휴즈	○			○
차단기	○	○	○	○
개폐기	○	○	○
단로기	○
전자접촉기	○	○	○

  가. 전력휴즈는 개폐목적으로 사용하는 것이 아니라 단락사고 보호용이다.

  나. 단로기는 점검이나 수리를 할 때 전로를 개폐하기 위해 사용하므로 무부하 시에만 사용한다.

  다. 개폐기와 전자접촉기는 단락전류와 같은 대전류의 차단능력은 없다.

3. 전력휴즈의 정격전압 선정

계통전압(V)	휴즈 정격
	휴즈 정격전압(㎸)	최대 설계전압(㎸)
6,600	6.9 7.5	- 8.25
6,600/11,400Y	11.5 또는 15.0	- 15.5
13,200	15.0	15.5
22,000 또는 22,900	23.0	25.8
66,000	69.0	72.5
154,000	161.0	169.0

* 참고 : PF 정격선정 기준

  1. 휴즈 단시간 허용특성은 일반적인 변압기의 여자돌입전류 크기와 지속시간(변압기 전부하 전류의

      10배에서 0.1초) 이상이어야 한다.

  2. 변압기 2차측 단락 시 변압기 1차측 휴즈는 변압기 보호가 가능한 휴즈를 선정한다.

  3. 정격 100A 이하의 휴즈유니트는 연속 정격전류의 200~240% 범위 내의 실효치 전류에서 300초 이

      내에 용단되어야 한다. 정격 100A를 초과하는 휴즈유니트는 연속 정격전류의 220~260% 범위내에

      서의 실효치 전류에서 600초 이내에 용단되어야 한다.

4. 휴즈의 성능 및 규격

  가. 성능 : 용단특성, 단시간 허용특성, 전차단 특성

  나. 역활 : 부하전류를 안전하게 통전한다.

                과전류를 차단하여 전로나 기기보호

  다. 규격 : ㄱ. 저압용 휴즈

                     A) 정격전류의 1.1배의 전류에 견딜 것

                     B) 정격전류의 1.6배 및 2배의 전류를 통한 경우

정격전류(A)	용단시간(Sec)
	A종 135%, B종 160%	200%
1~30 31~60 61~100 101~200 201~400	60 60 120 120 180	2 4 6 8 10

                   * A종휴즈: 110~135%, B종휴즈: 130~160%

                   * A종은 정격의 110%, B종은 정격의 130%의 전류에서 용단되지 않을 것

                ㄴ. 배선용차단기(NFB)

                    A) 전자작동 또는 바이메탈의 경우에 의하여 관전류를 검출하고 자동으로 차단.

                    B) 최소 동작전류가 정격전류의 100~125%

                    C) 정격전류의 1배의 전류로 자동적으로 동작하지 않을 것

                    D) 정격전류의 1.25배 및 2배의 전류를 통할 경우

정격전류(A)	용단시간(분)
	정격전류의 1.25배	정격전류의 2배
1~30 31~60 61~100 101~200 201~400	60 60 120 120 180	2 4 6 8 10

                ㄷ. 고압용 휴즈

                     A) 포장휴즈: 정격전류의 1.3배에 견디고 2배의 전류에 120분 안에 용단

                     B) 비포장휴즈: 정격전류의 1.25배에 견디고 2배의 전류에 2분안에 용단.

5. 전력휴즈의 장점과 단점

장 점	단 점
1) 가격이 저렴하다. 2) 소형 경량이다. 3) 릴레이나 변성기가 필요없다. 4) 보수가 용이하다. 5) 고속으로 차단한다. 6) 소형으로 큰 차단용량을 갖는다. 7)현저한 한류특성을 갖는다.	1) 재투입이 불가능하다. 2) 과전류에서 용단될 수 있다. 3) 동작시산이 전류특성에 조정이 블가능하다. 4) 결상을 일으킬 우려가 있다. 5) 한류형은 차단시 과전압이 발생한다. 6) 고 임피던스 접지계통의 지락보호는 불가능하다.

6. 전력휴즈의 용도

  가. 변압기 등의 고장으로부터 전단 송전선로 및 계통보호

  나. 변압기 부하측의 단락 또는 과부하로부터 변압기 보호

  다. 역률개선 콘덴서의 고장으로 부터 콘덴서뱅크의 연쇄 고장파급 방지

  라. 전력케이블 및 버스덕트 내의 전력선 보호

  마. COS백업휴즈용 또는 COS보다 큰 차단용량이 요구되는 경우

  바. 돌입전류의 발생빈도가 높아서 한류휴즈의 사용이 곤란한 경우.

  사. 계통에 연루된 과부하 보호장치와 상호 긴밀한 보호협조가 필요한 경우

7. 전력휴즈 및 휴즈유니트 선정 시 유의사항

  가. 전력휴즈의 정격전압이 선로전압 이상일것

  나. 일상 최대부하와 비상 첨두부하를 고려한 부하계획에 의거하여 전류정격을 선정할 것

  다. 단락전류의 크기와 차단용량(X/R 고려)이 전력휴즈의 정격을 초과하지 않을 것

  라. 뱐압기 1`2차와 연루된 계통의 보호장치와 상호보호 및 동작협조를 고려할 것

  마. 순간정전시 변압기 부하전류의 12~15배에 이르며, 약 0.1초간 흐르는 돌입전류에 대하여 전력휴즈

       의 용단시간과 전류특성이 적합한지 검토할 것.

  바. 전원 3상 중 1상의 전력휴즈만 용단될 경우에 대비하여 계통에 연결되는 전동기의 결상소손방지

       대책을 강구 할것.

  사. 최소용단시간 - 전류특성곡선은 ANSI C 37.41-1981의 12.1.4에 의거 가용체에 전류가 흐르고 있지

       않는 상태에서 시험전류를 흘러서 작성한 것이므로 실제는 부하전류에 따라 용단시간이 단축됨을

       고려할 것.