저압회로의 지락보호방식


저압회로의 지락보호방식

건축물이 대형화되면서 전기설비의 전압이 440[V]급으로 상승되어 저압회로의 지락 사고 시 타기기에 미치는 범위가 확대되고 인체에 위험한 영향을 끼치게 되었다

따라서 전기설비기술기준에는 지락사고에 대한 저압회로의 지락보호가 의무화되어 있다

지락보호 목적

1)감전방지

  • 지락에 의해 감전을 방지한다
  • 허용접촉전압 및 인체통과 허용전류는 아래기준이하로 제한하여야 한다
\[I_k^2t=0.0135에서\] \[감전전류(I_k)=\frac{0.116}{\sqrt t}[A](50kg기준)\]
종별접촉상태허용접촉전압
제1종인체의 대부분이 수중에 있는상태2.5[V]이하
제2종-인체가 현저하게 젓어있는 상태
-금속성 전기기계 장치나 구조물에 신체의 일부가 상시 접촉하고 있는 상태
25[V]이하
제3종제1종 및 제2종 이외의 경우 통상의 인체상태에 있어서 접촉전압이 가해지면 위험성이 높은상태50[V]이하
특별
제3종
제1종 및 제2종 이외의 경우로 통상의 인체상태에 있어서 접촉전압이 가해져도 위험성이 작은상태제한없음

2)화재방지

  • 누전화재는 누설전류가 흘러 줄열(I²Rt)에 의해 발열이 많고 적을때 발화한다

3)폭발방지

  • 지락에 따른 Spark로 주위의 가연성 가스 존재 시 폭발방지

4)전기기기의 손상방지

  • 누전의 계속 진행 시 전기기기의 절연이 파괴되어 전기기기의 소손이 진행되므로 지락보호에 의하여 전기기기의 절연파괴방지

지락보호 관련 법규

  • 전기설비기술기준 및 내선규정
  • 산업안전보건법
  • 소방법 시행령

저압회로 지락보호방식

1)보호접지방식

  • 전로에 지락 발생 시 접촉전압을 허용치 이하로 억제하기 위한 방식
  • 방법은 기계기구의 외함에 접지, 배선용 금속관, 금속덕트 등 저저항으로 접지
\[E=I_g(R_2+r)\] \[V=I_g\cdot r\] \[r=\frac{V}{E-V}R_2\]

2)과전류 차단방식

  • 접지 전용선을 설치하여 지락 발생 시 MCCB로 전로를 자동 차단
  • 전로의 손상 방지가 주목적

3)누전검출방식

  • 전로에 지락이 발생했을 때 발생하는 영상전압 또는 전류를 검출하여 차단하는 방식
  • 전류 동작형, 전압 동작형, 전압 및 전류 동작형으로 나누어짐

4)누전경보방식

  • 화재경보에 많이 사용
  • 전류 동작형, 전압 동작형(보호접지가 필요)

5)절연변압기 방식

  • 보호대상 전로를 비접지식 또는 단독의 중성점 접지식 전로로 하여 접촉전압을 억세하는 방식
  • 수중 조명용, 병원의 수술실 접지 등

지락전류 검출

1)접지계통(직접접지, 저항접지, 다중접지계통)

  • Y결선의 잔류회로 이용법
    • 검출방식 : CT Y결선의 잔류회로를 이용하여 지락전류를 검출하는 방식으로 가장흔하게 쓰이며 지락전류의 계산은 제2종 접지선을 이용하는 방식과 동일하다
    • 적용설비 : CT Ratio가 400/5 이하인 비교적 시설용량이 작은 설비
    • 특기사항 : CT 오결선 시는 지락 과전류계전기가 오동작하게 된다
  • 3차권선 CT사용(영상분로방식)
    • 고저항 접지계통에서는 접지전류가 진상전류(충전전류)에 비해 적기 때문에 잔류회로에는 전류가 적어 별도로 3차 권선을 두어 오픈델타결선을 하여 영상전류를 얻는다
    • 이때 2차 회로는 잔류회로가 없는 Y결선으로 하여야 한다
    • 고저항접지계통에서는 CT비가 300/5(일본은 400/5)이상에 적용한다
    • 2차 결선은 Y결선을 하고 잔류회로로 만들지 않고 계전기 2차 측 1개소를 접지한다
    • 3차 권선은 Δ권선으로 한다
    • 2차 권선은 정상분과 역상분을, 3차 권선은 영상분을 검출한다
  • 중성선 CT사용
    특이사항으로는
    • CT₁은 과부하 및 단락보호용, CT₂는 지락보호용으로 한다
    • 타 군 변압기와 2종 접지선을 공용사용하거나 수전설비 일부 접지선을 공통으로 결선하여 사용하는 경우 타 접지선 전류에 의해 영향을 받을 수 있다
    • CT₂의 변류비는 OCGR(또는 EOCR)의 Tap 범위를 고려하여 100/5을 사용한다

2)비접지계통의 지락검출방식

  • GPT와 OVGR이용 지락차단
    • 검출방식 : 차단기 1차 측에 GPT를 설치하고 차단기 2차측에 지락이 발생할 경우 지락전류는 GPT로 유입된다. 이 지락전류는 GPT3차측에 영상전압을 형성하게 되고 이 영상전압이 OVGR동작차단기를 차단하게 된다
    • 적용설비 : 부하가 단독부하에 적용이 용이하다
    • 특기사항 : 부하에 다수부하가 있는 경우 어느 한 곳에서 지락이 발생할 경우 건선상의 부하가 정전이 된다
  • GPT와 ZCT 이용지락차단
    • 검출방식 : 지락 시 영상전압및 영상전류를 검출 영상전압, 전류 특성에 의해 보보되는 방식
    • 적용설비 : 설비 자체가 고신뢰도를 요하는 설비
    • 특기사항 : 비접지회로에서 가장 신뢰성이 있는 방식이다.
  • 접지콘덴서와 ELB를 이용한 지락차단
    • 검출방식 : 지락 시 접지콘덴서에 흐르는 전류에 의해 보호되는 방식
    • 적용설비 : 충분한 지락전류값이 나오지 않는 설비에 적용
  • GPT1차 측에 ZCT이용 EOCR(또는 GR)를 이용한 지락차단
    • 검출방식 : 지락 시 GPT중성점에 흐르는 전류에 의해 보호되는 방식
    • 적용설비
      -중요하지 않은 설비에 적용
      -지락 시 GPT중성점에는 Noise성 전류(고조파 전류, 불평형에 의한 GPT중성점 전류 등)
    • 특기사항 : 단독설비에 적용이 쉽다

제어및 보호방식결정

단락전류 기본이론
IEC단락전류 계산방법
단락전류를 구하는 FLOW
수변전설비의 단락용량 경감대책
계통연계기
초전도 한류기
A점과 B점의 단락전류 계산
3상단락전류 및 단락용량을 구하시오
단락전류를 계산하시오
고장점의 단락용량을 계산하시오
3상단락전류 및 단락용량
A029
2선 단락고장과 3상 단락사고의 비 계산
1선 지락전류 유도
수변전 회로의 보호방식
변압기의 보호방식
DCR(DIFFERENTCURRENTRELAY)의 오동작 방지대책
비율차동계전기 비율탭 정정
보호계전기
복합계전기
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저압차단기의 보호협조
저압회로의 단락보호
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GPT 적용 시 CLR의 목적


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