차단현상 / 차단기의 용어정리

차단현상 / 차단기의 용어정리

 

1. 아크전압,재기전압,회복전압

차단기의 극 양단에 걸리는 전압은 차단현상의 시간적 추이에 따라서 변화한다. 차단시에 가동극의 접촉자가 열린 직후에 접촉자간에 아크가 발생하지만 아크발생중에 접촉자간에 발생하는 전압 Ve(그림참고)를 아크전압이라고 한다. 또한 단락전류가 완전히 차단되어진 직후에 접촉자간에 발생하는 과도전압(Vr)을 재기전압이라고 말한다. 이것에 뒤이어 나타나는 전원주파수와 같은 전압을 회복전압이라고 한다. 이러한 저압의 발생양상은 차단기의 종류에 따라서 다르다.

 

회복전압은 차단기의 단락시험의 조건으로써 규정되는 것이 보통이다. 이를테면 저압Fuse 및 배선용차단기 규격에는 정격전압의 100% 이상이어야 할 것. 고압이상의 회로에 사용하는 교류차단기에서는 정격전압의 90% 이상으로 규정되고 있다.

 

2. 단락역률

단락전류의 교류분 기본파와 그 차단에 따르는 회복전압의 교류분 기본파와의 상차각의 여현으로써 일반적으로 0.3 이하일 것이 요구된다. 저압의 배선용 차단기, Fuse의 경우는 다음과 같이 결정한다. 그림에서 포물선 AA' 및 BB'의 사이에 종축에 평행한 거리의 2등분선 CO'를 긋는다.(CC'는 전류의 직류분을 나타낸다) 이것과 단락순시 "0"에 있어서 종축과 교점을 C로 한다. 다음에 전류의 직류분 OC의 0.368배의 값까지 감쇠한 순시를 J로 하여 OJ의 시간을 T로 한다.(T는 전류의 직류분의 감쇠 시정수를 나타낸다)

 

3. 개극시간

개로상태인 차단기의 트립기구가 여자되는 순간부터 아크접촉자(아크접촉자가 없는 경우에는 주접촉자)가 분리할 때까지의 시간

 

4. 아크시간

차단기 아크가 접촉자(아크접촉자가 없는 경우에는 주접촉자)가 분리순간에서부터 모든 극의 전류가 차단되어질 때 까지의 시간.

 

5. 차단시간

차단기의 개극시간과 아크시간과의 합을 말한다.

 

6. 전(全)개로시간

폐로상태에 있는 차단기의 트립기구가 여자되는 순간으로부터 모든 극의 가동접촉자의 이동이 종료하여 그 차단기가 개로상태에 이를 때 까지의 시간.

 

7. 투입시간

개로상태인 차단기가 투입제어장치가 여자되는 순간부터 아크접촉자(아크접촉자가 없는 경우에는 주접촉자)가 접촉할 때까지의 시간

 

8. 개로속도

차단기가 개폐동작시에 가동 아크접촉자(아크접촉자가 없는 경우에는 주접촉자)가 이동하는 속도.

 

9. 투입용량

규정의 조건하에서 차단기가 투입할 수 있는 투입전류의 한도를 나타내는 양

회로에 단락이 발생하면 차단기가 차단동작을 하게된다. 이때에 고장점이 정상상태로 회복되지 않은 상태에서 차단기가 트입했을 때 단락상태가 그대로 남아있으므로 투입전류는 대단히 크므로 차단기가 또다시 재차단을 하게 된다. 이때 흐르는 대전류는 접촉자가 완전히 접촉하지 이전에 흐르므로(대전류의 전자반발력 때문에) 접촉자가 이상발열을 일으켜 그 손상이 심한 경우가 있다. 또한 접촉자가 반발되어져 아크가 소멸하면 또다기 투입동작을 하게되어 가동접촉자가 고정접촉자에 가까워지면 대전류가 흘러 또다시 반발된다. 이러한 연속동장에 의한 발생에너지에 의해 차단기가 파괴되는 수가 있으므로 어느정도의 투입용량까지 안전하게 투입할 수 있는가 하는 것이 필요하다.

 

10. 단락용량

어느 조건하에서 차단할 수 있는 차단전류의 한도를 나타내는 양. 그러나 고압용차단기, 고압용 전력퓨즈 등에서는 종래의 습관으로부터 그 차단기의 차단전류와 그 차단기의 회복전압과의 積에 상관數(단상에서는 1, 3상에서는 √3)을 곱한 것을 가지고 차단용량이라고 한다.

그러나 실제의 차단현상에 있어서는 차단전류와 극간에 걸리는 회복전압(또는 정격전압)은 시간적으로 동시에 존재하는 것은 아니므로 이것에 의해 표현된 전력은 엄밀히 말하면 실제의 차단능력과 결부시키는 것은 대단히 어려운 문제이다. 또한 일반적으로 송배전계통의 단락용량을 MVA로 나타내므로 이것과 똑같이 표현하는 것이 편리한 것으로 생각되어 왔으나, 차단성능을 정격차단전류로 표현하는 쪽이 다음과 같은 점에서 합리적이라고 하여 차단전류로 나타내고 있다.

차단기의 차단현상에는 차단전류로 사용하는 편이 직접적으로 물리적 현상을 표현할 수 있다.

차단성능을 전류로 표시하는 쪽이 차단기의 구조 치수 등의 개념적인 파악이 용이하다.

변압기 단로기 등과 같은 차단기와 직렬 기기와의 협조가 편리하다.

이상과 같은 점에서 차단전류로 표시하는 방식을 많이 사용하고 있다.

 

11. 단락시험

차단기의 차단용량 및 투입용량을 확인하기 위한 시험으로 단락시험은 저압용차단기는 물론,고압,특고압의 경우에는 단락시험에 많은 설비를 필요로 한다.

단락시험방법에는 삼상시험,단상시험,합성단락시험 등 여러 가지가 있다.

 

12. 실부하 단락시험

차단기의 투입전류,재기전압 및 회복전압을 하나의 동일전원으로부터 공급하여 행하는 단락시험, 고압, 특별고압용에서 차단용량이 큰 것에 대해서는 실부하 단락시험을 갖추는 것이 어려우므로 그러한 경우에는 계통단락시험 또는 등가단락시험을 하는 수도 있다.

 

13. 계통단락시험

실제의 전력계통으로부터 전원을 얻는 단락시험으로, 차단기 제조사가 공장에 설치된 단락발전기에 의해 단락시험을 하는 경우 단락용량이 부족할 때 계통단락시험을 한다.

 

14. 등가단락시험

실부하단락시험의 대용으로써 이것과 실용상 동일하다고 간주되는 시험결과를 얻기위한 시험차단기의 등가시험에는 다음과 같은 것이 있다.

· 부분시험법

3상 차단기 3극중 1극만으로 차단전류를 흘려서 차단시험을 하여 그 결과로 3상차단기로서의 성능을 추정한다.

- 單位차단법

- 단위차단点법

· 延伸(연신)법

차단기의 등가단락시험의 하나로써 차단전류가 작은 것은 정격전압을 가지고 시험하고 또, 차단전류가 큰 것은 저전압으로 시험하여 두가지 방법으로 구한 값을 그래프에 그려서 시험결과치보다 큰 차단용량 및 정격전압시의 차단용량을 그래프상에 延伸한 점에 유추하여 구한다.

· 重疊(중첩)시험법

차단기의 등가시험중 하나로써 단락시험의 차단전류는 단락발전기로부터 공급하고 회복전압은 다은 전원장치로부터 공급하여 양자를 적당한 동기장치에 의해 중첩시켜서 실제의 차단용량을 유추하는 시험

- 재기전압승압법

- 절연회복시험법

- 충격전압重疊법

 

15. 조작장치

차단기의 가종접촉부를 직접 동작시키는 에너지를 처리하여 전달하는 기구

 

16. 제어장치

차단기의 외부로부터 신호를 받아서 차단기의 조작에너지를 제어하는 장치. 고압이상 차단기에서는트입코일, 전자접촉기, 전력계전기, 전자변, 제어계전기,보조접점 등으로 구성되어 있다.

 

17. 전기트립제어방식

차단기의 트립조작장치가 전기적으로 제어되는 방식.

직류전압,교류전압,변류기2차전류, 콘덴서에 축적된 에너지를 이용하여 트립시키는 것을 각각 직류전압트입방식,교류전압트립방식, 전류트립방식, 콘덴서트립방식이라고 한다.

 

18. 조작전압

조작장치의 전자솔레노이드, 전동기 등의 단자에 인가되는 전압.

 

19. 제어전압

차단기의 제어장치에 인가되는 전압을 말한다. 투입의 경우에는 투입제어전압 트입의 경우에는 트립전압을 말한다.

 

20. 전기조작방식

차단기의 투입 또는 트립조작에 직접필요한 기계력이 전동기 또는 전자 솔레노이드 등의 전기 에너지에 의해 조작되는 방식.

 

21. 공기조작방식

차단기의 투입 또는 트입조작에 직접 필요한 기계력이 압축공기에 의해 조작되는 방식.

 

22. 스프링조작방식

차단기의 투입 및 트립조작에 직접 필요한 기계력이 스프링에 축적되어진 에너지에 의해 조작하는 방식.

 

23. 고속도 재투입

고장차단에 뒤이여 단시간내에 또다시 재투입을 시키는 조작. 이와같은 조작은 송전회로에 사용하는 차단기에 요구된다. 송전선 사고의 대부분이 순시적이 것이 많으므로 전력공급의 연속성을 유지하기 위한 경우에 사용된다.

 

24. 재투입시간

고속도 재투입용 차단기에 있어서 트립장치의 여자순시부터 재투입동작에 의한 접촉부가 접촉할 때 까지의 시간.