누전차단기(ELB)

제공

1️⃣개요

1)정의
  • 사람이 쉽게 접촉할 우려가 있는 장소이고 사용전압이 60[V]를 넘는 저압의 금속제 외함 및 전기기기에 감전사고및 전기화재를 방지하기 위하여 누전차단기를 설치
  • 보호기호는 배전용차단기, 누전차단기 등이 대표적이며, 과부하 또는 단락 시에는 배선용 차단기가 적당하고, 누전 또는 감전 시에는 누전차단기
2)목적
  • 감전보호
  • 누전화재 보호
  • 전기설비 및 전기기기의 보호
  • 기타 다른 계통으로의 사고 파급방지

2️⃣누전차단기의 구조 및 원리

1)구조
  • 과전류 트립장치
    선로에 과전류가 흐를때 검출하여 트립
  • 누전트립장치
    ZCT를 이용, 미소한 전류를 검출하여 트립
  • 개폐기구
    투입, 트립을 행하는 레버 메커니즘
  • 소호장치
    부하 차단 시 나오는 Arc를 소호시키는 장치
  • TestButton
    누전의 차단특성을 시험하기 위하여 차단기의 이상 유무를 판단하여 사고를 사전에 방지하는 장치
2)단상 누전경보기
  • 평상시

i₁=i₂, φ₁=φ₂ 이므로 ZCT에서 발생하는 자속은 0이므로 동작하지 않는다

  • 누전 발생 시

i₁=i₂+ig가 되고 영상변류기의 자속은 φ₁=φ₂+φg 가 된다

자속()으로 유기전압 발생하여 유기전압은 계전기를 통하여 증폭하여 개폐기를 차단시킨다.

3)3상 누전경보기

  • 평상시

i₁=ib-ia, i₂=ic-ib, i₃=ia-ic

∴i₁+i₂+i₃=0

φ₁=φ₂

  • 누전발생시

i₁=ib-ia, i₂=ic-ib, i₃=ia-ic+ig ∴i₁+i₂+i₃=ig 가된다

누설전류 ()에 의해 영상 변류기에서 자속()을 발생시키고 유기전압은 계전기를 증폭하여 개폐기를 차단시킨다

3️⃣분류

1)동작별 분류
  • 전류동작형
    • 전류 동작형은 지락전류를 직접 검출하는 영상분류기(ZCT)를 사용한 방식
    • 전로에 접속하는 것만으로도 가능이 작용하기 때문에 시공성이 좋으며 현재는 대부분 이 방식을 채택하고 있다
  • 전압동작형
    • 전압 동작형은 전용의 접지선을 갖고 지락사고가 발생한 경우 대지를 경유해서 그 접지선에 복귀하는 지락전류를 전압적으로 검지하여 동작하는 것이다
    • 초기의 누전차단기는 이와 같은 방식을 사용하고 있었으나 시공성이 우수한 전류 동작형이 보급됨에 따라 점차 자취를 감추었다.
2)정격감도별 분류
구분정격감도전류[mA]동작시간
정격감도전류에서
고감도형
고속형
5,10,15,300.1초 이내
고감도형
시연형
0.2초 초과 2초 이내
고감도형
반한시형
0.2초 초과 1초 이내
중감도형
고속형
50,100,150,3000.1초 이내
중감도형
시연형
0.2초 초과 2초 이내
3)전압 및 극수에 의한 분류

단상 2선식(2극), 단상3선식(3극), 3상4선식(4극)

4)동작시간에 의한 분류

고속형(0.1초), 시연형(0.1~2초), 반한시형(0.2~1초이내)

4️⃣선정시 고려사항

1)최소 동작전류

정격감도전류의 50%이상일 때 동작

2)감전보호용 누전차단기 선정

정격감도전류 30[mA]이하, 0.03초 이내의 고감도형 누전차단기 선정

3)저압전로이고 감전보호용 누전차단기

전류 동작형

4)인입구 장치에 시설하는 누전차단기

전류 동작형의 충격파 부동작형

5️⃣뇌 임펄스에 대한 부동작 시험

1)부동작 시험 사유
  • 뇌서지나 개폐서지에 의하여 오동작하지 않는 높은 신뢰성이 요구
  • 따라서 KS C4613에서 뇌전압 성능 및 부종작 시험법이 명시
2)시험전압, 시험방법
  • 시험전압
  • 시험방법
    뇌 임펄스 부동작 시험은 정격전압을 가하고 폐로상태에서
    • 닫힘 위치로 하여 다른 극단자 사이
    • 각 충전부와 외함 사이에 표에 표시된 뇌 임펄스 전압을 정, 부 각각 1분 간격으로 3회 인가하여 동작하지 않아야 한다

6️⃣누전차단기 시설장소

1)60[V]를 초과하는 저압의 금속제 외함을 가지는

전기기계 기구에 전기를 공급하는 전로에 지기가 발생하였을때 전로를 자동으로 차단하는 장치를 시설하여야 한다(사람이 접촉하기 쉬운 장소)

2)누전차단기 시설대상(기술기준)
  • 특고압, 고압전로의 변압기에 결합되는 대지전압 300[V]를 초과하는 저압전로
  • 주택의 옥내에 시설하는 전로의 대지전압이 150[V]를 넘고 300[V]이하인 경우 : 저압전로의 인입구에 설치
  • 화약고 내의 전기공작물에 전기를 공급하는 전로
    화약고 이외의 장소
  • Flooe Heating 및 Load Heating등으로 난방 또는 결빙방지를 위한 발열선 시설인 경우
  • 전기온상 등에 전기를 공급하는 경우
  • 풀용, 수중 조명등, 기타 이에 준하는 시설에 절연변압기를 통하여 정기를 공급하는 경우(절연변압기 2차 측 사용전압이 30[V]를 초과하는 것)
  • 대지전압 150[V]를 넘는 이동형, 가반형 전동기기를 도전성 액체로 인하여 습기가 많은 장소에 시설하는 경우
    고감도형 누전차단기 설치

7️⃣누전차단기 시설방법

  • 누전차단기는 인입선 시설점에서 부하 측에 설치하는 것을 원칙으로 한다
  • 원칙적으로 해당기기에 내장 또는 배 분전반 내에 설치할 것
  • 누전차단기의 정격전류용량은 해당 전로의 부하전류 이상의 값일 것
  • 누전차단기 등의 정격감도전류는 보통 상태에서는 동작하지 않도록 설정
  • 옥외 전로에 사용하는 누전 차단기는 방수함 내에 설치
  • 조작전원이 필요한 경우는 전용회로로 하고 과전류차단기 설치(15A)
  • ZCT를 케이블의 부하 측에 시설할 경우 접지선은 관통시키지 말고, 전원 측에 설치 시에는 반드시 접지선을 ZCT에 관통시킬 것(ZCT참고)
  • 접지선은 ZCT에 관통시키지 않을 것
  • 서로 다른 2회선 이상의 배선을 일괄하여 ZCT에 관통하지 않을 것

8️⃣누전차단기 선정 예

1)등가회로도
2)인체에 흐르는 전류 산출
  • 전체전류
\[I=\frac{220}{30+\frac{90\times3,000}{90+3,000}}=1.87[A]\]
  • 인체에 흐르는 전류
\[I_b=\frac{90}{90+3,000}\times1.87=54.47[mA]\]
3)누전차단기 선정
  • 표준차단기
구분정격감도전류[mA]동작시간
정격감도전류에서
고감도형
고속형
5,10,15,300.1초 이내
고감도형
시연형
0.2초 초과 2초 이내
고감도형
반한시형
0.2초 초과 1초 이내
중감도형
고속형
50,100,150,3000.1초 이내
중감도형
시연형
0.2초 초과 2초 이내
  • 감전보호용 차단기
    고감도형으로 고속형을 선택해야 하므로 인체에 흐르는 전류 Ib=54.47[mA]이므로 선택은 30[mA]에 0.03초 이내에 동작하는 차단기 선택

보호방식결정

배선용 차단기(MCCB)
누전차단기(ELB)
수전설비의 저압선로 보호방식
코로나

코로나(임계전압식 유도)

개폐기(D)

수변전설비 개폐기 종류
부하개폐기(LBS).
자동고장구분개폐기(ASS)
전자접촉기(MC)
파워퓨즈(PF)
차단기 원리
차단기(CB)
차단기 투입방식과 트립방식
TRV
GCV 특징과 SF6가스의 향후 대책
직류차단기
CTTS와 ATS
최신 차단기의 기술 동향

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