누전차단기 선정 방법

개요

누전차단기는 흔히 ELB 또는 ELCB라고 명칭 합니다. Earth Leakage Circuit Breaker로 표기하며 과부하 또는 단락 누설전류등이 발생하게 되면 이상 상태에 따라서 자동적으로 차단하는 장치를 의미합니다. 이와 비슷한 차단기로 NFB 즉 배선용 차단기가 있는데 누전차단기와 배선용 차단기는 특성이 차이가 있습니다. 배선용 차단기의 경우 산업 현장에서 주로 사용하며 부하 측의 과도한 전류가 NFB의 용량을 초과하게 되면 차단 동작을 하는 기기로 과전류로 인한 기기들의 보호를 위하여 주로 사용합니다. 누전차단기 역시 과전류에 동작하지만 주목적은 누전을 차단하는데 그 목적이 있습니다.

내용

ELB.ELCB의 기기에서는 제조사별 차이는 있지만 대부분 영상 변류기를 내장하고 있습니다.누전차단기에는 영상변류기로 ZCT는 Zero phase Current Treanfomer의 의미입니다. CT와 같은 동작을 하는 소자로 1차 측으로 전류가 통과하게 되면 2차 측으로 전류가 흐르게 됩니다 CT의 경우 단상 2 선식의 경우 두선중 한선을 CT에 관통하게 되면 2차 측에서 0-5A 등의 전류 출력을 하게 되는데 ZCT의 경우에서는 CT와 다르게 누전 차단기에서의 ZCT 아주 낮은 전류를 측정할 수 있는 링 코어 상태의 변류기도 되어 있습니다. 누전차단기의 영상 변류기는 CT와는 다르게 한선을 통과하는 게 아니고 단상은 2선이 3상은 3선이 통과하게 되며 지락등의 이상 전류를 감지하게 되면 이 영상변류기가 누전을 검출하면 누전차단기가 작동하게 되는 원리입니다. 영상 전류 기는 정상 상태에서는 들어오는 전류를 1차라 하고 나가는 전류를 2차라고 했을 때 정상 상태에서는 들어오고 나가는 전류는 동일하여 자속은 서로 상쇄되므로 0이 되어야 하며 이런 이유로 영상 변류기라고 합니다. 그렇지만 누전이 발생하게 되면 들어오고 나가는 전류의 차이가 발생하게 되며 이러한 특징과 원리를 조합하여 만든 제품이 누전 차단기입니다.

 

 

점검 사항으로는 누전차단기가 정상 상태인 듯한 데로 자꾸 떨어지는 이유는 차단기 자체에 내부 요인으로는 누전차단기의 자체의 고장과 불량, 지나치게 낮은 부적절한 감도전류값을 가지고 있는 누전차단기 일 수도 있습니다. 그리고 외부 환경 요인으로는 급작스런 번개와 같은 일종의 서지의 발생이 누전차단기에 영향을 주어 누전차단기가 동작할 수 있으며 외부의 진동이나 충격도 원인이 될 수 있고 제조사의 사용 환경에 적합하지 않은 2000M가 넘는 고도와 과도한 습기도 누전차단기가 오동작하는 원인일 수 있습니다 아주 건조한 환경에서 ARC 발생이나 정전기 발생이 일어나기 쉽고 다습한 환경에서도 누전이 발생할 수 있습니다. 보통 사용환경은 동결되지 않은 상태에서 -5도에서 30도 내외입니다. 또한 습도는 45-85%가 일반적인 사용 환경입니다. 때문에 적절한 습도 환경도 중요합니다. 따라서 주위 환경은 제조사의 실험값을 기반으로 한 제품 성능표에서 적절한 습도 환경인지를 확인합니다. 또한 기계설비가 의료설비등의 고주파 신호. 전동기 모터 드라이브등의 인버터등의 운전 시 영향을 받을 수 있습니다. NFB 용량 계산 방법은 아래 링크 자료를 참조합니다.

NFB 차단기 용량 계산

기타

용량 계산은 배선용 차단기의 용량 계산법에 준거하여 계산합니다. 누전차단기 단상을 계산할 경우에는 차단기 용량= 부하용량/전압이고  3 상의 경우에서는 차단기 용량= 부하용량/전압 x1.732으로 계산합니다. 단상 P1=V x I x 역률(kW)에서 I부하전류 계산 방법은=P1/V x역률(A) 부하전류는 단상 220V는 1kW당 5A로 계산합니다. 예를 들어서 단상전원 220V에서 사용하는 기기의  용량이 20kW라고 가정하면 20kW*5A=100A 차단기는 100A를 선정합니다. 삼상 4 선식 에서의 계산은 P3=루트 3*V*I*역률(kW)에서 I(부하전류)=P3/누트 3*V*역률, 삼상 4 선식 380/220V는 1kW당 1.7A로 계산합니다. 예를 들어서 3상 동력 380V의 용량이 100킬로라고 가정하면 100kW*1.732A=약 170으로 계산이 됩니다, 이 계산 값에 의하여 누전 차단기는 175A~200A를 선정합니다. 삼상 4 선식에서는 P3=루트 3*V*I*역률(kW)에서 I(부하전류)=P3/1.732*V*역률이고, 부하전류는 단상 220V는 1kW당 4.5A로 계산합니다. 삼상 4 선식 380/220V는 1kW당 1.5A로 계산합니다. 보통 한전 규정에서의 배선용 차단기선정 기준은 메인차단기(정격전류) 용량의 경우에는 아래와 같습니다. 단상 220V는 부하용량 1kW당 6A로 계산합니다. 삼상 380/220V는 부하용량 1kW당 2A로 계산합니다. 분기되는 차단기(정격전류) 용량은 단상에서는 1kW당 5A로 계산합니다. 단상 P1=V*I*역률(kW)에서 I(부하전류)=P1/V*역률(A) 기본계산식 PI=P/V 3 상일 경우에의 계산식은 I=P/(V×1.732)입니다. 주택용 누전차단기 제품 중 아래 자료는 LS산전 제품 자료입니다.

주택용 누전차단기 ls산전.pdf

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ELCB 누전 차단기 명판에 대한 설명 그림입니다.

ELCB LS산전 명판 내용

위 사진은 산업용으로 주로 사용하는 LS산전의 메탈쏠 누전차단기 내용입니다. 그 외 외부에서 전원방식으로  ON OFF 할 수 있는 션트 옵션등이 있습니다.

차단기 옵션 부품

위의 차단기 옵션 제품의 경우 LS산전의 제품에 대한 내용입니다. 여기에서 SHT의 경우 외부의 전압을 인가하여 누전차단을 트립을 할 수 있는 보조 장치입니다.