개폐기 TD
수변전설비 개폐기 종류 #DS
부하개폐기(LBS). #DL
자동고장구분개폐기(ASS) #DA
전자접촉기(MC) #DM
파워퓨즈(PF) #DP
차단기 원리 #DQ
차단기(CB) #DO
차단기 투입방식과 트립방식 #DI
TRV #DT
GCV 특징과 SF6가스의 향후 대책 #DG
직류차단기 #DH
CTTS와 ATS #DC
최신 차단기의 기술 동향 #DD
배선용 차단기(MCCB) #DB
누전차단기(ELB) #DE
목차(파워퓨즈 TDP)
파워퓨즈
❓파워퓨즈(PF)
- 일반적으로 전로나 기기를 단락전류로부터 보호하기 위하여 각상에 설치하고 고장전류를 제한함으로써 전력계통을 효과적으로 보호하기 위하여 사용
- 변성기, 계전기, 차단기의 세가지 역활을 하는 차단기로 차단속도가 빠르고, 경제적
1️⃣퓨즈의 역활
1)부하전류를 안전하게 통전한다
- 과도전류나 과부하전류에 끊어지지 않을 것
2)일정치 이상의 과전류는 차단하여 전로나 기기를 보호
- 단락전류(O)
- 전로에 있어서 부하에 이르는 도중에 혼촉일 때에 흐르는 전류로 정상시보다 아주 큰 전류
- 과부하전류(X)
- 통상 전류에 대해 수 배 이하의 것이 많으며 부하의 변동이 원인이 된다.
- 퓨즈로 이것을 보호하도록 하면 수명이 단축되거나, 동작시한의 오차에 의해 결상을 일으키기가 쉬우므로 전력퓨즈에서는 일반적으로 이 보호를 기대하지 않는다.
- 과도전류(X)
- 변압기의 투입전류, 전동기의 시동전류 등 아주 짧은 시간만 존재해나, 자연히 감쇄하여 없어지는 전류
- 전력퓨즈에서는 이것에 열화나 동작하지 않는 정격전류의 정격을 사용
2️⃣종류
1)한류형(限流形) 퓨즈
- 한류형 차단기는1/2 사이클에 차단하고 전압 0점에서 차단
- 아크 저항을 크게 하여 아크 전압을 높게 함으로써 단락전류를 제한하여 차단하는 방식의 퓨즈
- 구조는 밀폐된 절연통의 양단을 막는 접촉 금속 간 퓨즈 엘레멘트를 연결하고 여기에 규사 등의 소호제를 넣어 밀봉
- 용단시간 (0.1cycle)
- Arc시간 (0.4cycle)
- 전차단시간=용단시간+Arc시간(0.5cycle 이내에 차단)
- 높은 아크저항에 의한 사고전류를 전압0점에서 한류작용에 의한 강제적 차단
- 과전압을 발생한다
- 소형으로 차단용량이 크고, 최소차단전류가 있다.
- 한류효과가 크다
2)비한류형(非限流形) 퓨즈
- 비한류형 차단기는 1사이클에 차단하고 전류 0점에서 차단
- 한류 퓨즈 이외의 것을 총칭하며, 소호통 속에 열 분해 가스를 생성하는 재료를 넣고 퓨즈 엘레멘트가 용단되어 발생되는 가스를 통에서 분출시켜 전류 영점에서 극간의 절연 내력을 높여 차단하는 방출형 퓨즈
- 소호가스 발생하여 전류0점의 극간 절연내력을 과도회복전압 이상 높혀 차단
- 용단시간 (0.1cycle)
- Arc시간 (0.55cycle)
- 전차단시간=용단시간+Arc시간(0.65cycle 이내에 차단)
- 과전압을 발생하지 않는다
- 대형이고 한류효과가 적다
- 녹으면 반드시 차단한다.
| 구 분 | 한류형 | 비한류형 |
|---|---|---|
| 차단시간 | ⦁0.5 cycle 이내(전압영점) | ⦁0.65 cycle(전류 영점) |
| 장 점 | ⦁소형 ⦁차단용량이 크다 ⦁무소음 차단 | ⦁과전압 발생이 없다. |
| 단 점 | ⦁과전압 발생 ⦁소전류 차단이 곤란 ⦁과부하 보호가 곤란 | ⦁한류효과가 없다. ⦁차단시 소음발생 ⦁차단용량이 작다. |
| 용 도 | ⦁단락보호 | ⦁단락, 과부하 보호 |
| 적 용 | ⦁소전류(정격의 300~400% 이하)특성이 좋지 않아 다른 개폐기와 조합하여 사용 ⦁한상의 결상을 고려하여 결상 계전기와 함께 사용 ⦁변압기, 모터, 콘덴서 단락보호 | ⦁정격전류 100A이하는 200~240[%]에서 300초 ⦁정격전류 100A초과는 220~264[%]에서 600초 ⦁변압기의 과부하 보호 |
3️⃣파워퓨즈의 특성
1)일반적 특성
- 허용특성
- 퓨즈의 정격전류 선정 시 필요하며 퓨즈에 어느 시간 통전하여도 가용체에 열화를 발생시키지 않는 시간과 전류와의 관계를 나타내는 곡선
- 용단특성
- 퓨즈에 과전류가 흐르기 시작하여 가용체가 용단, 아크를 발생하기까지의 시간과 전류의 관계를 나타내는 곡선이다. 최소 용단특성, 평균 용단특성, 최대 용단특성이 있다
- 차단특성
- 퓨즈에 과전류가 흐르기 시작하여 가용체가 용단, 아크가 수렴하기까지의 시간과 전류의 관계를 나타내는 곡선이다. 이 특성은 차단기와 혼합해서 사용할 경우 보호협조를 검토할 때 사용한다
- 한류특성
- 퓨즈에 과전류가 흐를 때 파고치를 어느 정도 까지 제한하는가를 나타내는것이다.
- 처음 반파에서 차단하고 비한류형이나 차단기와 비교해서 차단전류 파고값도 대단히 낮다.
- I²t특성
- I²t특성은 퓨즈에 전류가 흐르고 있는 일정기간중 전류순시치의 2승 적분치를 나타내는 것으로서, 작동 I²t는 후비보호에 퓨즈를 사용할 때에 열적 응력을 검토할 때 사용한다
2)동작시간별 특성
- 0.01초 이상의 동작특성
- 안전통전영역
- 이 영역은 연속해서 전류가 통전되더라도 용단되지 않는 영역이다. G종 퓨즈의 경우에 정격전류의 60~70% 수준의 전류가 이 영역에 해당된다.
- 보호영역
- 이 영역은 반드시 퓨즈가 동작하여 피보호기기가 안전하게 보호되는 영역이다. 위의 그림에서 최소동작전류에서 정격차단전류까지의 영역이다.
- 비보호영역
- 이 영역의 전류가 퓨즈에 통전되면 용단될 수도 있고, 그렇지 않을 수도 있다. 용단되지 않더라도 퓨즈의 엘리먼트의 열화가 발생되어 재사용이 불가능한 경우가 많으며 결상의 원인이 되는 영역이다.
- 안전통전영역
- 0.01초 이하의 동작특성
- 퓨즈 단시간 허용I²t
- 퓨즈가 열화하지 않는 한계곡선으로 용단특성을 왼쪽으로 20~50%정도 이동한 것
- 과도전류가 크게되면 I²t가 증가하여 단시간 허용 I²t보다 크게 되면 단시간에 소멸되는 영역에서도 퓨즈는 용단, 열화할 수 있음
- 차단I²t
- 퓨즈가 차단 완료할 때까지 회로에 유입하는 열에너지로 피보호기 내 I²t보다 작은 퓨즈를 사용하면 완전보호
- 퓨즈 단시간 허용I²t
4️⃣파워퓨즈의 장 단점
| 장 점 | 단 점 |
|---|---|
| ⦁가격 저렴, 소형, 경량 ⦁고속도 차단 ⦁높은 차단정격 ⦁고장전류가 클수록 동작에 유리함 ⦁한류특성으로 설비 보호특성 매우 우수 ⦁무소음 ⦁유지보수가 간단 | ⦁비보호 영역에서 불명확한 동작특성 ⦁비보호 영역에서 결상의 우려 ⦁재투입이 불가 ⦁차단시 과전압 발생 ⦁수명예측이 어려움 ⦁한류형퓨즈의경우 과전압발생 |
5️⃣전력퓨즈의 단점 대책 방안
- 전원 측 차단기에 지락 릴레이를 붙여 검출
- 과도전류가 안전통전 상태 내에 들어가도록 큰 정격전류 선정
- 최소 차단전류 이하에서 퓨즈가 동작하지 않도록 큰 정격전류 선정
- 사용계획의 용도, 회로특성, 퓨즈의 시간-전류특성을 비교하여 적절한 정격전류선정
- 용도의 한정 : 퓨즈를 단락사고에만 동작하도록 정격전류 선정
- 동작 시는 전체 상을 교체
- 절연강도의 협조 : 회로의 절연강도가 퓨즈의 과전압치보다 높을 것
6️⃣퓨즈 선정시 고려사항
- 과부하전류에 동작하지 말 것
- 변압기 여자 돌입전류에 동작하지 말 것
- 전동기 기동전류에 동작하지 말 것
- 보호기기와 협조를 가질것
7️⃣용도
- 단락보호용
- 차단기 백업보
8️⃣전력 퓨즈의 정격차단용량
- 전력 퓨즈의 정격차단용량은 퓨즈가 차단할 수 있는 단락 전류의 최대 전류값
- 한류 퓨즈는 고속도 차단을 하여 차단 전류에는 과도 현상에서 발생하는 직류분이 포함되는데, 차단용량을 표시하는경우 이러한 직류분을 포함시킨 비대칭 실효값으로 나타내지않고, 교류분만의 대칭 실효값으로 나타낸다
개폐기 TD
수변전설비 개폐기 종류 #DS
부하개폐기(LBS). #DL
자동고장구분개폐기(ASS) #DA
전자접촉기(MC) #DM
파워퓨즈(PF) #DP
차단기 원리 #DQ
차단기(CB) #DO
차단기 투입방식과 트립방식 #DI
TRV #DT
GCV 특징과 SF6가스의 향후 대책 #DG
직류차단기 #DH
CTTS와 ATS #DC
최신 차단기의 기술 동향 #DD
배선용 차단기(MCCB) #DB
누전차단기(ELB) #DE
목차(파워퓨즈 TDP)
파워퓨즈
💯기출문제
●P04 한류퓨즈의 종류와 특성을 설명하시오
모범답안(한류퓨즈의 종류 DP04)
2️⃣종류
1)한류형(限流形) 퓨즈
- 한류형 차단기는1/2 사이클에 차단하고 전압 0점에서 차단
- 아크 저항을 크게 하여 아크 전압을 높게 함으로써 단락전류를 제한하여 차단하는 방식의 퓨즈
- 구조는 밀폐된 절연통의 양단을 막는 접촉 금속 간 퓨즈 엘레멘트를 연결하고 여기에 규사 등의 소호제를 넣어 밀봉
- 용단시간 (0.1cycle)
- Arc시간 (0.4cycle)
- 전차단시간=용단시간+Arc시간(0.5cycle 이내에 차단)
- 높은 아크저항에 의한 사고전류를 전압0점에서 한류작용에 의한 강제적 차단
- 과전압을 발생한다
- 소형으로 차단용량이 크고, 최소차단전류가 있다.
- 한류효과가 크다
2)비한류형(非限流形) 퓨즈
- 비한류형 차단기는 1사이클에 차단하고 전류 0점에서 차단
- 한류 퓨즈 이외의 것을 총칭하며, 소호통 속에 열 분해 가스를 생성하는 재료를 넣고 퓨즈 엘레멘트가 용단되어 발생되는 가스를 통에서 분출시켜 전류 영점에서 극간의 절연 내력을 높여 차단하는 방출형 퓨즈
- 소호가스 발생하여 전류0점의 극간 절연내력을 과도회복전압 이상 높혀 차단
- 용단시간 (0.1cycle)
- Arc시간 (0.55cycle)
- 전차단시간=용단시간+Arc시간(0.65cycle 이내에 차단)
- 과전압을 발생하지 않는다
- 대형이고 한류효과가 적다
- 녹으면 반드시 차단한다.
| 구 분 | 한류형 | 비한류형 |
|---|---|---|
| 차단시간 | ⦁0.5 cycle 이내(전압영점) | ⦁0.65 cycle(전류 영점) |
| 장 점 | ⦁소형 ⦁차단용량이 크다 ⦁무소음 차단 | ⦁과전압 발생이 없다. |
| 단 점 | ⦁과전압 발생 ⦁소전류 차단이 곤란 ⦁과부하 보호가 곤란 | ⦁한류효과가 없다. ⦁차단시 소음발생 ⦁차단용량이 작다. |
| 용 도 | ⦁단락보호 | ⦁단락, 과부하 보호 |
| 적 용 | ⦁소전류(정격의 300~400% 이하)특성이 좋지 않아 다른 개폐기와 조합하여 사용 ⦁한상의 결상을 고려하여 결상 계전기와 함께 사용 ⦁변압기, 모터, 콘덴서 단락보호 | ⦁정격전류 100A이하는 200~240[%]에서 300초 ⦁정격전류 100A초과는 220~264[%]에서 600초 ⦁변압기의 과부하 보호 |
모범답안(퓨즈의 특성 DP04)
1.허용특성
퓨즈의 정격전류 선정 시 필요하며 퓨즈에 어느 시간 통전하여도 가용체에 열화를 발생시키지 않는 시간과 전류와의 관계를 나타내는 곡선
2.용단특성
퓨즈에 과전류가 흐르기 시작하여 가용체가 용단, 아크를 발생하기까지의 시간과 전류의 관계를 나타내는 곡선이다. 최소 용단특성, 평균 용단특성, 최대 용단특성
3.차단특성
퓨즈에 과전류가 흐르기 시작하여 가용체가 용단, 아크가 수렴하기까지의 시간과 전류의 관계를 나타내는 곡선. 이 특성은 차단기와 혼합해서 사용할 경우 보호협조를 검토 할 때 사용
4.한류특성
퓨즈에 과전류가 흐를 때 파고치를 어느 정도 까지 제한하는가를 나타내는 것
5.I²t특성
퓨즈에 전류가 흐르고 있는 일정기간중 전류 순시치의 2승 적분치를 나타내는 것
○P05 퓨즈의 특성 5가지 이내로 약술하시오
모범답안(퓨즈의 특성 DP04)
1.허용특성
퓨즈의 정격전류 선정 시 필요하며 퓨즈에 어느 시간 통전하여도 가용체에 열화를 발생시키지 않는 시간과 전류와의 관계를 나타내는 곡선
2.용단특성
퓨즈에 과전류가 흐르기 시작하여 가용체가 용단, 아크를 발생하기까지의 시간과 전류의 관계를 나타내는 곡선이다. 최소 용단특성, 평균 용단특성, 최대 용단특성
3.차단특성
퓨즈에 과전류가 흐르기 시작하여 가용체가 용단, 아크가 수렴하기까지의 시간과 전류의 관계를 나타내는 곡선. 이 특성은 차단기와 혼합해서 사용할 경우 보호협조를 검토 할 때 사용
4.한류특성
퓨즈에 과전류가 흐를 때 파고치를 어느 정도 까지 제한하는가를 나타내는 것
5.I²t특성
퓨즈에 전류가 흐르고 있는 일정기간중 전류 순시치의 2승 적분치를 나타내는 것
●P06 파워퓨즈선정시 고려사항에 대하여 설명하시오
모범답안(퓨즈선정시고려사항 DP06)
6️⃣퓨즈 선정시 고려사항
- 과부하전류에 동작하지 말 것
- 변압기 여자 돌입전류에 동작하지 말 것
- 전동기 기동전류에 동작하지 말 것
- 보호기기와 협조를 가질것
○P07 전력용 퓨즈의 용도를 적고 타 개폐기와 비교하시오
모범답안(전력용퓨즈의용도 DP07)
7️⃣용도
단락보호용, 차단기 백업보호
4️⃣파워퓨즈의 장 단점
| 장 점 | 단 점 |
|---|---|
| ⦁가격 저렴, 소형, 경량 ⦁고속도 차단 ⦁높은 차단정격 ⦁고장전류가 클수록 동작에 유리함 ⦁한류특성으로 설비 보호특성 매우 우수 ⦁무소음 ⦁유지보수가 간단 | ⦁비보호 영역에서 불명확한 동작특성 ⦁비보호 영역에서 결상의 우려 ⦁재투입이 불가 ⦁차단시 과전압 발생 ⦁수명예측이 어려움 ⦁한류형퓨즈의경우 과전압발생 |
○P08 한류퓨즈와 비한류퓨즈의 장단점과 적용조건을 설명하시오
모범답안(한류형퓨즈,비한류형퓨즈 DP08)
한류형퓨즈,비한류형퓨즈
| 구 분 | 한류형 | 비한류형 |
|---|---|---|
| 차단시간 | ⦁0.5 cycle 이내(전압영점) | ⦁0.65 cycle(전류 영점) |
| 장 점 | ⦁소형 ⦁차단용량이 크다 ⦁무소음 차단 | ⦁과전압 발생이 없다. |
| 단 점 | ⦁과전압 발생 ⦁소전류 차단이 곤란 ⦁과부하 보호가 곤란 | ⦁한류효과가 없다. ⦁차단시 소음발생 ⦁차단용량이 작다. |
| 용 도 | ⦁단락보호 | ⦁단락, 과부하 보호 |
| 적 용 | ⦁소전류(정격의 300~400% 이하)특성이 좋지 않아 다른 개폐기와 조합하여 사용 ⦁한상의 결상을 고려하여 결상 계전기와 함께 사용 ⦁변압기, 모터, 콘덴서 단락보호 | ⦁정격전류 100A이하는 200~240[%]에서 300초 ⦁정격전류 100A초과는 220~264[%]에서 600초 ⦁변압기의 과부하 보호 |
●P09 전력퓨즈 선정시 고려해야 하는 주요 특성에 대하여 종류별로 구분하여 설명하시오
모범답안(퓨즈의 특성 DP04)
1.허용특성
퓨즈의 정격전류 선정 시 필요하며 퓨즈에 어느 시간 통전하여도 가용체에 열화를 발생시키지 않는 시간과 전류와의 관계를 나타내는 곡선
2.용단특성
퓨즈에 과전류가 흐르기 시작하여 가용체가 용단, 아크를 발생하기까지의 시간과 전류의 관계를 나타내는 곡선이다. 최소 용단특성, 평균 용단특성, 최대 용단특성
3.차단특성
퓨즈에 과전류가 흐르기 시작하여 가용체가 용단, 아크가 수렴하기까지의 시간과 전류의 관계를 나타내는 곡선. 이 특성은 차단기와 혼합해서 사용할 경우 보호협조를 검토 할 때 사용
4.한류특성
퓨즈에 과전류가 흐를 때 파고치를 어느 정도 까지 제한하는가를 나타내는 것
5.I²t특성
퓨즈에 전류가 흐르고 있는 일정기간중 전류 순시치의 2승 적분치를 나타내는 것
○P10 22.9[kV]계통의 주변압기 1차측을 PF만으로 보호할 경우 결상, 역상에 대한 보호방안에 대하여 설명하시오
모범답안(파워퓨즈 역상 결상 보호 DP10)
22.9kV 계통 주변압기 1차측을 PF(Power Fuse)만으로 보호할 경우 결상 및 역상에 대한 보호 방안은 다음과 같습니다.
1. 결상 보호
- PF의 역할:
- PF는 과전류 또는 단락 전류가 발생했을 때 회로를 차단하여 변압기를 보호하는 역할을 합니다.
- 그러나 PF는 결상과 같은 불평형 상태를 감지하고 차단하는 기능은 없습니다.
- 추가적인 보호 방안:
- 결상 계전기(Phase Failure Relay) 설치: 결상 계전기는 3상 전압의 불평형을 감지하여 결상 발생 시 회로를 차단합니다. 변압기 2차측에 설치하는 주차단기에 결상계전기 설치를 권장합니다.
- 2차측 보호 강화: 2차측에 과전압, 부족전압 계전기 등을 설치하여 결상으로 인한 2차측 전압 불균형을 감지하고 차단합니다.
2. 역상 보호
- PF의 역할:
- PF는 역상 전류를 감지하고 차단하는 기능이 없습니다.
- 추가적인 보호 방안:
- 역상 계전기(Negative Phase Sequence Relay) 설치: 역상 계전기는 역상 전류를 감지하여 역상 발생 시 회로를 차단합니다.
- 2차측 보호 강화: 2차측에 역상 전압 계전기 등을 설치하여 역상 전압을 감지하고 차단합니다.
- 변압기 결선 확인: 변압기 결선이 올바른지 확인하여 역상 발생 가능성을 최소화합니다.
○P11.전력퓨즈의 종류와 그 기능 및 특징을 설명하시오
모범답안(퓨즈의 특성 DP04)
1.허용특성
퓨즈의 정격전류 선정 시 필요하며 퓨즈에 어느 시간 통전하여도 가용체에 열화를 발생시키지 않는 시간과 전류와의 관계를 나타내는 곡선
2.용단특성
퓨즈에 과전류가 흐르기 시작하여 가용체가 용단, 아크를 발생하기까지의 시간과 전류의 관계를 나타내는 곡선이다. 최소 용단특성, 평균 용단특성, 최대 용단특성
3.차단특성
퓨즈에 과전류가 흐르기 시작하여 가용체가 용단, 아크가 수렴하기까지의 시간과 전류의 관계를 나타내는 곡선. 이 특성은 차단기와 혼합해서 사용할 경우 보호협조를 검토 할 때 사용
4.한류특성
퓨즈에 과전류가 흐를 때 파고치를 어느 정도 까지 제한하는가를 나타내는 것
5.I²t특성
퓨즈에 전류가 흐르고 있는 일정기간중 전류 순시치의 2승 적분치를 나타내는 것
개폐기 TD
수변전설비 개폐기 종류 #DS
부하개폐기(LBS). #DL
자동고장구분개폐기(ASS) #DA
전자접촉기(MC) #DM
파워퓨즈(PF) #DP
차단기 원리 #DQ
차단기(CB) #DO
차단기 투입방식과 트립방식 #DI
TRV #DT
GCV 특징과 SF6가스의 향후 대책 #DG
직류차단기 #DH
CTTS와 ATS #DC
최신 차단기의 기술 동향 #DD
배선용 차단기(MCCB) #DB
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