파워퓨즈(Power Fuse)의 구조 및 종류 / 전력퓨즈의 용도 등

파워퓨즈(Power Fuse)의 구조 및 종류 / 전력퓨즈의 용도 등

 

1. 퓨즈의 일반사항

파워퓨즈는 정격전류는 작으나 단락전류가 커지는 전력용 변압기, 고압전동기 1차측 (3.3kv, 6.6kv, 22kv,66kv)회로의 각 상에 설치하여 고장전류를 제한 함으로서 전력계통을 효과적으로 보호하기 위하여 사용되고 있으며, 차단기, 계전기, 변성기의 3역할을 하는 차단기이다.

전력퓨즈 선정시에는 특성을 잘 살릴 수 있도록 하여야 하며, 동작 후 재 투입이 필요한 곳, 자주 과부하를 차단하게 되는 곳에는 사용하지 아니하는 것이 바람직하다.

 

1) 퓨즈의 역할

1-1) 부하전류를 안전하게 통전한다.(과도전류나 과부하전류에 끊어지지 않을 것)

1-2) 일정치 이상의 과전류는 차단하여 전로나 기기를 보호한다.

· 단락전류

전로에 있어서 부하에 이르는 도중에 혼촉한때에 흐르는 전류로 정상시보다도 아주 큰 전류다.

· 과부하전류

통상의 전류에 대해 수배이하의 것이 많으며 부하의 변동이 원인으로 된다. 퓨즈로 이것을 보호하도록 하면, 수명이 단축되던가, 동작시한의 오차에 의해 결상을 일으키기가 쉬우므로 전력퓨즈에서는 일반적으로 이 보호를 기대하지 않는다.

· 과도전류

변압기의 투입전류, 전동기의 시동전류 등 아주 짧은 시간만 존재하나 자연히 감쇄하여 없어지는 전류로 전력퓨즈에서는 이것에 열화나 동작하지 않는 정격전류의 정격을 사용할 필요가 있다.

 

2) 전력퓨즈와 타개폐기와의 비교

 

3) 전력퓨즈의 동작

전력퓨즈는 차단기의 대용으로 생각되기 쉬우나, 전력퓨즈의 기능은 차단기뿐만 아니고, 차단기+계전기+변성기의 3기기의 역할을 할 수 있는 경제적인 것이다. 퓨즈가 경제적인 기기라고 일컬어지는 것은 그 자신이 소형,저렴할 뿐만 아니라, 퓨즈를 사용하면계전기와 변성기가 생략되는 이점이 있기 때문이다. 퓨즈의 특성을 생각하는 경우 차단기에 상당하는 차단특성뿐만 아니라 계전기+변성기의 기능에 대응하는 전류-시간특성도 검토해야 한다.

 

4) 전력퓨즈의 용도

· 변압기의 보호 및 변압기 회로의 고장전류 차단

· 전동기,제어장치 회로의 고장전류 차단

· 콘덴서 단락시의 Case 파괴보호 및 그 콘덴서회로의 고장전류 차단(적용하지 않는 것이 권장된다)

· 차단용량이 부족한 차단기 또는 개폐기의 Back-Up 보호 또는 차단기의 대용

· 케이블을 단락전류로부터 소손방지

· 기타 계통, 장치, 기기, 회로의 단락보호

 

2. 퓨즈의 구조  

1) 외형

 

· 지지대 : 수직방향설치를 원칙으로 한다.

· 접촉자 : 은도금 또는 동등이상으로 용단시 손상되지 않을 것.

· 기타지지애자, 베이스로 구성된다.

 

2) 퓨즈링크

기밀구조로 옥내외 공용, 동작표시장치가 있으며, 제조상의 조립은 대부분 기계화되어 있으므로 성능이 균일하다.내부구조는 아래의 그림과 같다.

< G형 퓨즈링크 >

 

< M형 퓨즈링크 >

 

< P형,K형 퓨즈링크 >

 

3. 퓨즈의 종 류

· 방출형 : cos용

· 한류형

아크전압을 높요주므로 단락전류를 한류억제해 차단을 하는 퓨즈를 말하며, 일반적으로 많이 사용되고, Back-up용으로 가장 적합하다.

· 비 한류형

아크에 소호가스를 불어서 전류 "0"점의 극간절연내력을 재기전압 이상으로 높게해 차단을 하는 퓨즈를 말하며, 과부하 보호용으로 적합.

· 액체형 : 최근개발

 

1) 한류형과 비한류형 특징비교

 

 

4. 선정상의 기준 (참고 : 일반적인 적용방법 및 정격전류산정방법)

1) 예상되는 과부하전류에는 동작하지 않을 것.

 

2) 단락보호용으로는 전 부하 전류의 2배선정

(100A 초과시 : 측근 상위 값, 100A 이하 : 측근 하단 값 선정)

(다수의 변압기의 수전측에 설치시 : 총 변압기의 정격전류 × 1.25~1.5배)

IEEE Std 242-1986, Chapter 5. Fuse, 5.11.5 Transformer protection.(POWER FUSE의 용도 및 특성)

변압기 1차측은 단락보호(변압기 2차측 사고시), 2차측은 과부하 보호를 하도록 규정되어 있다.

★ 변압기 1차측은 변압기 정격전류와 변압기 2차측 단락사고(2상단락 또는 3상단락)시 고장전류를 변압기 1차측으로 환산한 값을 고려하여 Time delay 특성을 갖는 fuse를 선정한다. 단, 변압기의 돌입전류(0.1초에서는 약 12배, 0.01초에서는 20~25배)를 고려하여 둘 중에 큰 값으로 정한다.

★ 변압기 2차측은 전 부하전류의 100~125% 범위에서 조정한다.

 

3) 과도적 서지전류에 동작하지 않을 것. (변압기 여자돌입전류, 기동돌입전류)

 

4) 타 보호기기와 절연협조를 가질 수 있을 것.