고장구간자동개폐기 (ASS)에 대하여

고장구간자동개폐기 (Automatic Section Switch, ASS)는 일반적으로 1,000kVA이하를 사용하는 특고압 간이수전설비에 설치되어 있다. 자동고장구분개폐기라고도 한다.

​

1. 고장구간자동개폐기 ASS 외형

​

가. 옥외용 고장구간자동개폐기

 

옥외용 고장구간자동개폐기 ASS의 사진이다.

왼쪽 그림은 가장 위쪽에 ASS가 설치되어 있다. 오른쪽 그림은 ASS를 확대한 것이다.

​

나. 옥내용 고장구간자동개폐기 (ASS)

 

위 그림은 옥내용 고장구간자동개폐기의 모습이다.

특고압수전설비의 부하개폐기(LBS)와 모양이 유사하게 생겼다.

옥내용 고장구간자동개폐기는 AISS(Air Insulated Section Switch)라고 한다.

정식 명칭은 기중 절연 자동고장구분개폐기라고 한다.

​

2. 특고압 간이 수변전설비와 고장구간자동개폐기 (ASS)

 

위 그림은 특고압 간이수전설비 단선결선도이다.

특고압 간이수전설비는 22.9kV 1,000kVA이하의 시설에 사용한다.

간이수전설비의 인입구에 고장구간자동개폐기(ASS)를 설치한다.

​

배전선로의 사고는 매년 감소하고 있지만 수용가 구내설비 불량에 의한 계통사고는 감소되고 있지 않으며, 특히 특고압 수용가의 급증으로 이런 사고는 증가되고 있어 1개의 수용가의 사고가 다른 많은 수용가에 피해를 주는 결과를 가져온다.

​

그러므로 전력공급 신뢰도 향상과 다른 많은 수용가에 대한 정전사고를 방지하기 위하여 공급변전소의 차단기의 배전선로에 설치된 리클로저(Recloser)와 협조하여 고장구간만을 신속, 정확하게 차단 또는 개방하여 고장의 확대를 방지하고 피해를 최소화시키기 위하여 300[kVA] 초과 1,000[kVA] 이하의 간이수전설비의 인입개폐기로 사용토록 의무화하고 있다.

​

3. 고장구간자동개폐기의 동작 이해

​

가. 리클로저(Recloser)와의 협조에 의한 동작

​

고장구간자동개폐기는 800A 미만의 과부하 또는 고장전류에서는 개폐기가 즉각 자동적으로 개방된다. 그러나 800A 이상의 고장전류나 과부하 전류가 흐르면 ASS는 후비 보호장치와 협조에 의해 동작하게 된다. 후비보호장치는 Recloser와 변전소의 차단기(CB)가 하게 된다.

 

 

수용가에서 고장전류가 800[A] 이상인 사고가 발생하면 배전선로의 리클로저(Recloser)가 트립되며, 트립된 리클로저는 120[Hz] 후에 재투입된다. ASS도 800[A] 이상인 고장전류가 흐르게 되면 제어함에 의하여 ASS는 Lock되고 리클로저가 개방되어 전원이 없어지면 개로준비시간인 84~102[Hz] 를 거쳐 자동으로 트립된다. 그러므로 리클로저가 120[Hz] 후에 재투입될 때에는 ASS는 개방(Open)되어 있기 때문에 고장 수용가만을 분리하고 다른 수용가에는 전력을 공급할 수 있게 된다.

​

나. 변전소 차단기(CB)와의 협조에 의한 동작

 

고장전류가 흐르면 변전소의 차단기(CB)가 트립되며, 차단기는 18~30[Hz] 후에 재투입된다. ASS는 변전소의 차단기가 트립되고 개로준비시간인 3~4[Hz]를 거쳐 자동으로 트립된다. 그러므로 변전소의 차단기가 재투입될 때에는 ASS는 개방(open)되어 있기 때문에 고장 수용가만을 분리하고 다른 계통에는 전력을 계속 공급할 수 있게 된다.

​

4. 고장구간자동개폐기(ASS) 각 부위 명칭 및 설명

 

고장구간자동개폐기의 각 부위 명치이다.

​

가. 수동조작 핸들

 

투입핸들 상부에 구멍이 뚫려 있고 이곳에 줄을 걸어 놓고 당기거나, 고리를 걸어 수동으로 투입할 수 있다. 지침은 현재 고장구간자동개폐기(ASS)가 열림 상태인지 닫힌 상태인지 표시해 주는 역할을 한다. 트립핸들 역시 줄을 걸어 당기거나 고리를 걸어 당기든 수동으로 트립이 된다. 수동조착은 아래 내용과 같이 제어함을 통해 자동조작이 안되는 비상시에만 사용한다.

​

나. ASS 제어함

 

보통 옥외용 고장구간자동개폐기(ASS)는 전봇대의 높은 곳에 설치되어 있기 때문에 수동조작에는 상당한 위험이 따른다. 따라서 위 그림의 오른쪽 하단과 같이 제어함이 같이 설치되어 있다. 제어함은 높은 곳에 올라가지 않고도 조작할 수 있도록 낮은 곳에 설치된다.

 

위 그림은 고장구간자동개폐기 ASS를 보여준다.

​

③,⑤ 번의 투입 푸쉬버튼과 개방 푸쉬 버튼을 누르면 고장구간자동개폐기(ASS)가 투입되거나 개방된다. 그런데 고장구간자동개폐기(ASS)의 조작은 무부하 상태에서 진행해야 한다. 고장구간자동개폐기(ASS)는 차단기가 아니고 스위치이기 때문에 큰 전류가 흐르는 상태에서 동작시키면 아크가 크게 발생할 수 있다.

​

정식 수전설비의 부하개폐기(LBS)와 같은 경우 보통 진공차단기(VCB)와 인터록으로 묶여 있어 진공차단기가 닫혀 있는 상태에서는 부하개폐기(LBS)를 조작할 수 없도록 되어 있는 곳이 대부분이다. 그러나 간이수전설비는 그런 것을 기대할 수 없다.

​

②,⑨번의 지락전류 정정버튼과 상전류 정정버튼이 있다. 지락과 상간단락이 발생했을 때 차단해 주는 역할을 한다. 간혹 고장구간자동개폐기의 제어함이 고장 나서 교체한 후에 지락전류와 상전류를 설정해 주지 않고 놔두는 경우가 있다. 따라서 ASS 제어함을 볼 때 항상 지락전류와 상전류가 설정되어 있는지 확인해야 한다.

 

 

위의 표는 고장구간자동개폐기의 상전류와 지락전류 설정값이다. 변압기 용량에 따라 상전류와 지락전류의 값이 제시되어 있다.

해당 현장의 변압기 용량을 확인한 후 용량에 맞는 상전류와 지락전류를 위의 표에 따라 설정하면 된다.

​

다. ASS 제어함 상전류 및 지락전류 계산방법

​

현장에 가보면 이런 상전류와 지락전류표가 없는 곳이 많기 때문에 계산하여 구하면 된다.

먼저 상전류를 아래의 공식으로 구한다.

 

예를 들어 변압기 용량이 500kVA이면 (500/(22.9×루트3))×3=37.8이 된다. 탭을 보면 30과 50이 있는데 50을 선택하면 된다.

지락전류는 상전류의 절반인 25를 선택하면 된다.

이런 방법으로 구할 수 있지만 가급적 ASS 공급업체에 문의하여 정확한 값으로 맟추는 것을 추천한다.

​

라. ASS 제어함 건전지 관리

 

ASS 컨트롤러(controller)의 상부에 건전지가 있다. 이 건전지는 2~3년에 한번씩 교체가 필요하다.

건전지 교체에 관한 영상은 유튜브에서 참고하면 된다.

이 건전지는 12[V]짜리 2개의 건전지를 직렬로 연결하여 24[V]의 전기를 컨트롤러(Controller)에 공급하게 된다.

 

또한 실내용 고장구간자동개폐기 (ASS)의 경우 배터리가 제어함에 보통 일체형으로 되어 있다.

이것은 배터리 유지보수에 매우 불편하기 때문에 위 유튜브와 같이 제어함에서 분리하여 관리하는 경우가 많다.

 

ASS에 있는 건전지를 관리할 때 정말 조심해야 할 사항은 바로 극성이다.

위 그림과 같이 ASS 제어함용 배터리에는 극성이 표기되어 있다.

이 극성을 확인하고 제어함에 극성을 반대로 연결하는 일이 없도록 해야 한다.

만약 배터리를 교환하거나 할 때 제어함의 배터리 극성을 반대로 연결하면 제어함이 고장이 나게 되고

비싼 제어함을 변상해야 하는 일이 생길 수 있다.

​

마. 돌입전류 억제 기능

​

ASS를 열림 동작 후에 다시 투입하였을 때 ASS 후단 기기의 돌입전류로 인해 ASS가 고장 전류로 오인, 오동작하는 것을 억제하는 기능이 있다. 컨트롤러(controller) 전원을 ON으로 하고 최초로 ASS를 투입할 때는 억제 기능이 없다. 따라서 설치 후 최초로 ASS를 투입할 때 부하가 걸려 있으면 ASS가 선로 고장이 아닌 경우 돌입전류로 오동작을 할 경우가 있다.

 

이 때는 돌입전류를 감안하여 상, 지락 정정 탭 전류를 정상 탭 전류보다 3~4단계 상위 탭으로 설정 또는 위의 사진처럼 BLOCK BY PASS로 한 후 ASS를 투입시키고 돌입전류가 소멸되어 전류가 정상으로 돌아온 후 다시 상, 지락 전류 탭을 정상 탭 전류로 설정하면 된다.

문제는 공사업체에서 그냥 저렇게 놔두고 갈 수 있으니 ASS 컨트롤러(controller)를 항상 확인해야 할 부분이다.

​

바. ASS의 다른 기능들

​

 ① 과전류 LOCK 기능

고장전류가 800A±10% 이상인 경우 고장 구간 자동걔폐기는 LOCK 되어 열리지 않고

후비 보호장치에 의해 고장전류가 제거된 후에 무전압 상태에서 ASS가 차단된다. 만약

800A 이상의 큰 고장전류가 흐르고 있는데 ASS가 동작한다면 아크가 크게 발생하여

사고가 날 수 있기 때문에 만든 기능인 것 같다.

​

 ② 과부하 차단 기능

최소 동작전류의 ± 10% 에서 동작을 시작하며 최소 동작 전류의 150%에서 3.0sec를

유지하는 강반한시성 특성곡선에 따라 동작한다. 이것은 순간적인 과부하에 의한 트립을

위한 것으로 보인다.

​

 ③ 축세 트립 기능

과부하로 T-C 곡선에 따라 차단 동작중이거나 과부하가 제거되어 ASS가 차단되지 않았어

도 후비보호 장치가 동작을 하여 무전압이 발생되면 ASS는 순시 트립되어 ASS 후단의 선

로를 자동으로 분리한다.

​

사. 기중자동고장구분개폐기 AISS 각 부위 명칭

 

기중자동고장구분개폐기 AISS는 ASS의 옥내형이라고 보면 된다. 구조는 조금 다르지만 하는 역할은 동일하다.

위 그림은 부하개폐기 (LBS)와 동일하게 생겼고 수동조작방법도 유사하다.

수동조작방법은 보통 수배전반에 스티커로 붙어 있으니 그대로 따라하면 된다.

또한 AISS에도 조작함이 있는데 조작방법은 ASS 조작함과 대동소이 하다.

​

#고장구간자동개폐기 #개폐기 #스위치 #차단기 #돌입전류 #부하개폐기 #ASS #AISS

#LBS #기중자동고장구분개폐기