MCCB EOCR 차이 - MCCB EOCR chai

전기박사의 ‘現問賢答’

과전류시, 차단기는 차단되고 개폐기는 차단안돼

Q. D-Y 기동 시 원리와 특성 Auto TR 기동의 원리와 특성, 이 두 가지 기동했을 시 차이점과 원리와 특성을 알고 싶습니다.  

A. D-Y가 아니고 Y 델타 기동입니다. 그리고 Auto T/R은 단권변압기의 TAP 조정을 통하여 기동을 시키는 곤돌파 기동입니다. Y-델타기동은 Tow Voltage Motor 결선에서 권선 Coil의 결선 형태를 Y(고전압 결선)에서 기동을 시키고 기동이 완료되면 델타(저전압)로 운전을 하도록 인위적으로 Panel에서 Magnet에 의하여 바꾸는 것이고 Auto T/R은 단권변압기의 TAP을 이용 기동 시에 전압을 낮추어 Motor에 저전압을 공급하여 전류를 낮게 하여 기동을 시키는 기동 방식입니다.

Q. 수배전반에서 Local 신설분전반 2대를 시설하였습니다. 분전반#1에는 부하가 4회로 사용 중인데, 분기차단기로 부하를 전체 Off시 경보가 없어지고, 부하가 1회로라도 On 상태면 누전경보에 램프가 점등, 분전반#2는 부하가 3회로 사용 중이며 분기차단기로 부하를 전체 Off 시에도 누전경보에 램프가 점등이 됩니다. UPS 시설과 여타 접지선과 관계가 있는지 알고 싶습니다.

A. Local 분전반 #1과 #2의 ELD는 수배전반에 설치된 당해 분전반의 주차단기용이라고 전제합니다. 분전반#1에는 부하가 4회로 사용 중인데, 분기차단기로 부하를 전체 Off시 경보가 없어지고, 부하가 1회로라도 On 상태면 누전경보에 램프가 점등됩니다.

1. 이 경우는 수배전반에 있는 #2의 주차단기를 Off했을 때, 2. #1의 ELD가 소등되면 3. #1의 각 분기회는 #2의 중성선(N)과 폐회로가 구성된 것입니다. 분전반#2는 부하가 3회로 사용 중이며 분기차단기로 부하를 전체 Off시에도 누전경보에 램프가 점등이 됩니다.

1. 상기와 같은 조건일 때, 나타날 수 있습니다. 2. 희박하지만, 분전반 #2의 ELD가 불량일 수도 있는데, 3. 불량여부 확인은 #2의 누전감지용 ZCT선로를 다른 회로에 연결해보면 알 수 있습니다.

Q. 모터가 돌다가 체인이 끊어져서 무부하 운전을 하게 되는 경우 무부하에 따른 과전류가 흐르는 걸로 알고 있습니다. 정격용량에 맞게 NFB와 THR이 연결되어 있는 경우 어느 게 먼저 트립 되는지 궁금합니다. 

A. Motor가 무부하가 되면 부하가 없기 때문에 과전류가 흐르지 않습니다. 그리고 MCCB는 Motor 정격의 3배로 선정을 합니다. 하여 MCCB는 과부하 보호가 목적이 아닙니다. Motor의 과부하는 THR이 보호합니다. 또 Chain이 끊어져 무부하 운전이 되는 것을 검출하려면 EOCR의 UCR을 사용하면 됩니다.

Q. 테스터기를 220V 레인지에 두고 흑색 집게를 활선의 220V에 물리고 나머지 적색리드봉을 맨손으로 잡으면 168V가 나타납니다. 코팅 장갑을 낀 채로 만지면 약 23.5V가 뜨는데요, 제 생각에 장갑을 끼면서 좌측보다 절연이 좋아져서 그 차이로 인해 손에 낮은 전압이 걸리는 것 같은데요, 저 23.5V 정도면 어느 정도의 세기일까요? (인체에 가해지는 충격) 일단 전혀 느낌이 없었습니다. 만약 그렇다면 인체의 나머지 절연이 나름대로 우수하다면 코팅 장갑을 낀 채로 부득이하게 활선작업(220V)해도 괜찮을 수도 있다고 봐도 되는지요?

A. 인체의 특성을 알고서 접근해 보셔야 합니다. 우리 사람의 신체는 골격과 피부, 혈액, 지방질 등 다양하지만 결국 수분으로 한산하며, 60~65%를 차지합니다. 다른 말로 이야기해서 적당한 저항(2,000옴 이하)을 갖고 있는 도체라는 말씀이지요

또한, 저항 성분 외에도 적당량의 정전용량(캐패시터)을 갖고 있지요. 위에서 인지하신 내용처럼 테스터로 접촉하는 경우 당연히 전압이 다양하게 측정되게 마련입니다. 그러나 감전되지는 않지요. 하지만, 인체에 좋은 효과는 없습니다.

결선의 한 성분으로 LED 램프를 연결하시면 빛나는 현상이 있겠지요. 극히 당연한 현상입니다. 우리 인체는 5밀리암페어 미만의 전류가 통전되어도 사람에 따라서는 전혀 느끼지 못하거나 약간의 감각만을 느낄 수 있을 겁니다. 물리치료실에서 저주파 물리치료를 받아보신 분은 이해가 쉽습니다.

감전이 되지 않는 이유는 바로 이겁니다. 통전전류가 5밀리암페어 이상이어야 느낀다는 것이지요. 보통 한손가락으로 핫라인을 잡아도 신발과 양말에서 절연효과(고저항)가 있어서 찌릿함을 못 느끼지만, 맨발이거나 목욕탕에서 물에 젖은 발로 동일한 행위를 하신다면, 아마도 기절하고 심할 경우 감전사망으로 이어질수 있습니다. 매우 조심하셔야 할 행위지요

그래서 목욕탕 콘센트 전원에서 인출하는 헤어드라이어 등은 누전차단기에서 공급하는 전원을 사용하여야 하며, 인체에 전류가 통하는 감전현상 발생 즉시, 전원을 차단하도록 보호시스템을 갖추는 것입니다.

Q. 분전반 안에는 메인차단기와 1개와 나머지 분기차단기들이 있는데, 분기차단기의 2차 측에는 모터가 물리니까 분기차단기의 차단전류는 모터의 정격전류보다 낮게 해서 과전류가 걸렸을 때 분기차단기가 타버리면서 차체적으로 차단이 되므로 모터와 전선을 보호할 수 있는거 잖아요.

근데 메인차단기 2차 측에 달린 건 모터가 아니라 각 부스바들(메인차단기 2차 측 부스바 + 분기차단기 1차측 부스바) 이잖아요. 그러면 이 메인차단기의 차단전류는 각 부스바들의 허용전류의 합을 구해서 그것보다 낮게 잡으면 되는 건가요? PS. 부스바의 각 허용전류는 어떻게 구할 수 있나요?

A. Ω의 법칙으로 계산 하세요. 차단전류를 알려면 단락 시의 Z 저항을 알아야 합니다.

전압은 알고 모르는 것은 단락 시의 Z 저항입니다. 알수 있는 것이 변압기의 % Z입니다. 그리고 조금 더 잘하려면 전선로의 저항도 알면 좋습니다. 하지만 전선의 Z는 무시해도 됩니다. 하여 변압기의 % Z에 의하여 구하여도 됩니다. 그러려면 % Z라는 것에 대하여 알아야 합니다. 그것은 정격전류가 흘렀을 때의 전압강하 %입니다. 전압강하는 정격전압에서 Down이 되는 전압입니다. 그것에 대한 %이므로 정격전압이 걸렸을 때는(정격전압/전압강하)×정격전류하여 단락전류가 나옵니다. 그리고 또 정격전류/% Z로 하여도 구할 수 있습니다. 하여 그 차단전류로 차단기를 선정하면 됩니다.

Q. 수배전반용 충전기반에 연축전지(2.24[V])×55[cell]이 연결되어 있고 여기에 부하(특고압+고압+저압+비상발전기+기타 조작전 원)을 사용하고 있습니다. 정전 시 축전지로 이 부하들을 몇 시간 정도 공급 할 수 있는지 계산할 수 있는지요? 부하량은 임의로 정해서 계산하셔도 됩니다. 축전지는 세방 ESG-200 55[cell]사용 중입니다.

그리고 하나 더 궁금한 것이 있는데 축전지 용량 계산할 때 K 상수는 무엇을 근거로 정해지는 것인가요? 정해져 있는 상수 값인가요? 아니면 축전지 종류마다 그 상수값이 달라지나요? 

A. 기본적으로 Battery의 방전특성은 온도와 부하량에 의하여 많은 차이가 있습니다. Battery는 기본적으로 주위온도 25℃일 때 100% 용량을 갖지만 0℃일때는 60% 정도밖에 안 됩니다. 그리고 부하가 커서 용량의 100%로 방전을 시키면 60%의 시간 약 36분 정도밖에 되지 않습니다. 하여 0℃에 100%로 방전을 시키면 약 20분 33% 정도밖에 되지 않습니다. 온도 관리를 잘 하여야 합니다. 기본은 실제 부하만큼 Load Bank를 직접 Battery에 걸고 Test를 하여야 합니다.

Q. 만약에 모터에 배선용차단기를 달아서 과전류를 차단한다고 하면 P = 루트 3×V×I×cos세타, I = P / (루트 3×V×cos세타) 이므로 모터에 써있는 마력(1HP = 0.75kW이므로)을 대입하면 정격전류 I가 나오잖아요. 근데 차단기로 보호하려는 게 모터가 아닌 경우.. 마력이 적혀있지 않잖아요. 예를 들면 차단기가 압력콘트롤러 라든지 온도콘트롤러 같은 것들. 이런 것들을 보호해야 한다면 적절한 차단기를 산정하기 위한 정격전류는 어떻게 산출하나요?

A. 차단기로는 단락사고 외 과부하는 직접 보호 하지 못합니다. Motor는 정격의 3배인 차단기를 설치 하여야 하고 일반 부하의 경우엔 1.25배의 차단기를 설치하기 때문입니다. 특히 압력 콘트롤러 라든지 온도 콘트롤러 같은 것들은 소용량의 기기로 그에 맞는 차단기도 없습니다. 하여 Fuse 등을 사용하여 소손 등으로 발생할 수 있는 화재사고 등에만 유효합니다.

Q. 제가 알고 있는 차단기의 개념은 과전류가 흘렀을 때 전류를 차단시켜주는 역할인데 예를 들면 어떤 모터의 정격전류가 30이면 여기에 정격전류 30짜리 차단기를 달아줘서 전류가 30 이상 흘렀을 때 차단기가 저절로 전류를 차단함으로써 모터를 보호하지 않습니까?

그런데 모터가 없고 어떠한 계기반(Instrument Panel) 안에 차단기가 들어있어서 제가 알고 있는 일반적인 차단기의 역할(과전류를 차단시켜주는 역할)을 하지 않고 계폐기의 역할만 한다네요.

개폐기라 함은 마그네트처럼 어떠한 기구(예를 들면 모터)를 구동할 때 힘을 실어주는 게 아닙니까? 차단기가 개폐기의 역할을 한다는 게 도대체 무슨 말인지 모르겠네요?  

A. 차단기와 계폐기는 엄연히 다릅니다. 차단기는 스스로 차단을 할 수 있도록 꾸며(MCCB, ELB 등은 직접 자체적, VCB & ACB 등은 OCR계전기 등) 지고 개폐기는 별도로 조작을 하여 열고 닫고 동작을 시키는 것입니다. 하여 차단기는 과전류 시에 차단이 됩니다. 하지만 개폐기는 차단이 되지 않습니다. 단, Motor에 사용하는 차단기는 과전류차단이 목적은 아닙니다. Motor에 사용하는 차단기는 단락사고나 기동 시 Motor가 장시간 Locking 할 때와 같이 대전류가 흐를 때만 차단을 합니다. 과전류는 THERMAL이나 EOCR 등 과부하계전기에 의하여 개폐기가 동작이 되도록 하여 전원을 차단합니다.

Q. 네이버에서 검색해서 엄청 찾아봤는데요 전부 비슷비슷한 내용으로 형광등이 켜지는 원리까지는 알겠습니다. 거기서 궁금한 건 전원이 인가된 최초 ‘초크다마’에서 로우방전이 시작되어 전극이 단락되고 온도가 내려가서 개방이 된다는데 그럼 개방된 이후에 형광등이 지고 나면 그 상태에서는 왜 초크 다마에서는 글로우방전이 일어나지 않는지 궁금하구요.

또 한 가지는 역기전력은 개방되는 순간에 발생하고 사라질 것 같은데 형광등이 켜져 있는 상태를 유지할 수 있는 이유가 궁금하네요.

A. 개방이 되는 순간 역기전력 고전압에 의하여 전극과 전극 양단이 형광등 안에서 통전이 되기 때문에 초크다마로는 전류가 흐르지 않습니다. 그래서 글로우방전이 일어나지 않는 것입니다. 그 전류를 제한 하는 것이 안정기입니다. 그 이상은 별도로 자료를 찾아서 공부하세요.