직류차단기는?
일반적으로 전철용으로 사용되는데, 과전류 검출로부터 수[ms]이내에 동작하고 고속동작에 의해 사고전류를 감쇠시켜 차단한다(단락 발생시 0.02초 정도의 단시간에 자동적으로 차단)
직류 고속도 차단기(HSBC)라고 불리며, 차단기 자체에 사고전류 검출기능과 차단기능을 동시에 갖는 것이 특징이다.
전류 0점 발생 방법
- 역전압 발생 방식
- 역전류 주입 방식
- 전류 전환 방식
- 발산전류 진동 방식
직류차단기의 종류
- 기중차단기
- 반도체차단기
- 진공차단기
기중차단기
1)구조
2)소호방식
- 이상 시 유도분로에 의한 역기전력 발생
- 전류가 트립코일로 흘러 차단기 자기유지를 상실
- 스프링에 의해 접극자와 철심이 분리
- 소호코일에 의해 고장전류가 제한
- 기중에서 아크 길이를 늘려(아크전압이 높아짐)냉각하여 한류 효과에 의해 차단
3)특징
- 구조가 간단
- 대형화
- 한류효과가 불충분
반도체차단기(GTO사이리스터 차단기)
1)구조
2)소호방식
- 홀CT가 과전류 검출
- 게이트 구동장치에 의해 게이트 차단
- 전류를 ZnO로 바이패스
- ZnO소자의 한류특성에 의해 최종 차단
3)특징
- 기계적 접점 없음
- 수[ms]이내에 고속으로 차단
- 동작 시 소음이 거의 없음
- 유지보수가 간단
- 전력손실 및 발열의 영향에 대한 대책 필요
진공차단기
1)구조
2)소호방식
- 아크전압이 10~100[V]로 낮아 한류효과 미미
- 진공접점을 개극함과 동시에 스위치(SW)를 투입하여 진공밸브와 병렬로 설치된 콘덴서를 방전
- 콘덴서에서 방전되는 고주파 진동전류를 주회로전류에 중첩시켜 전류 영점을 발생시킴
- ZnO는 직류회로의 인덕턴스에 축적된 에너지를 소모시킴
3)특징
- 방재성이 우수
- 설치 공간 절약
- 유지보수 우수 : 단시간 전류 차단으로 인한 부품 마모가 적음
직류차단기 특성 비교
| 항목 | 기중차단기 | 반도체차단기 | 진공차단기 |
|---|---|---|---|
| 차단원리 | 아크의 연신냉각에 의한 소호 | 반도체소자와 소호기능 | 역전류주입에 의한 소호 |
| 차단시 에너지 처리 | 소호장치 | ZnO소자 | ZnO소자 |
| 정격전압 | DC750/1,500[V] | DC1,500[V] | DC750/1,500[V] |
| 정격전류 | 3~6[kA] | 3[kA] | 3[kA]/6[kA] |
| 개극시간 | 4~8[ms] | – | 1~2[ms] |