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 방지
- 허용접촉전압 및 인체통과 허용전류는 아래기준이하로 제한
\[I_k^2t=0.0135에서\]
\[감전전류(I_k)=\frac{0.116}{\sqrt t}[A](50kg기준)\]
| 종별 | 접촉상태 | 허용접촉전압 |
|---|---|---|
| 제1종 | 인체의 대부분이 수중에 있는상태 | 2.5[V]이하 |
| 제2종 | -인체가 현저하게 젓어있는 상태 -금속성 전기기계 장치나 구조물에 신체의 일부가 상시 접촉하고 있는 상태 | 25[V]이하 |
| 제3종 | 제1종 및 제2종 이외의 경우 통상의 인체상태에 있어서 접촉전압이 가해지면 위험성이 높은상태 | 50[V]이하 |
| 특별 제3종 | 제1종 및 제2종 이외의 경우로 통상의 인체상태에 있어서 접촉전압이 가해져도 위험성이 작은상태 | 제한없음 |
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 동일
- 적용설비 : CT Ratio가 400/5 이하인 비교적 시설용량이 작은 설비
- 특기사항 : CT 오결선 시는 지락 과전류계전기가 오동작
- 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(수변전회로보호방식)
수전회로 보호방식
저압회로 보호방식
저압회로 단락보호
저압차단기 보호협조
저압회로 지락보호방식
보호계전기
변압기 보호방식
DCR오동작 방지대책
비율차동계전기 비율탭 정정
복합계전기
GPT적용시 CLR의 목적