배선용차단기(MCCB) 동작특성 곡선 이해

1. 배선용 차단기의 명판

 

   ① AF(Ampere Frame) : 프레임 용량으로 과부하 또는 단락 등의 사고로 차단기가 견딜 수 있는 최대 용량

   ② AT (Ampere Trip) : 차단기 정격전류

   ③ Ue : 정격 사용전압

   ④ Ui : 정격 절연 전압

   ⑤ Uimp : 정격 임펄스 내전압으로 뇌서지에 견디는 전압

   ⑥ Icu : 극한 단락 차단 용량으로 단위는 kA로 표시

   ⑦ Ics : 서비스 단락 차단용량으로 단락전류가 흘렀을 때 최초 용량의 몇 %까지 견딜수 있는 나타내는 수치

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2. 배선용차단기 (MCCB) 동작특성곡선

 

 

   ▣ 동작배수란 차단기의 정격전류 대비 통전전류를 크기의 비를 말한다. 예를 들어 차단기의 정격전류가 40A인데 60A의 전류가

         흐르고 있다고 가정하면 정격전류의 배수는 60A/40A = 1.5배수가 된다.

   ▣ 위 그림에서 곡선이 2개가 있는데 위쪽 곡선은 최대값을 나타내고 아래쪽 곡선은 최소값을 나타낸다.

   ▣ 그래프의 가로축은 전류의 크기를 나타내고 세로축은 차단시간을 나타낸다.

   ▣ 그래프는 총 3개 영역으로 나누어지는데 [1] 과부하동작영역, [2] 순시동작영역, [3] 단락동작영역으로 나누어 진다.

  [1] 과부하 동작 영역 : 과부하 전류에 반비례하여 동작 시간을 갖는 특성 (한시특성) 과부하 전류 크기에 따라 동작시간이 짧아지는

                                    영역을 말하며 전기를 많이 사용하여 과부하전류가 흐른다 하더라도 차단기가 바로 트립되지(떨어지지)

                                     않기 때문에 한시특성(늦게 떨어지는 특성)을 갖는다.

  [2] 순​시 동작 영역 : 단락 전류 등의 큰 사고 전류에 동작시간을 갖는 특성 차단기가 빠른 시간내에 떨어지기 때문에 순시 동작영역

                                이라고 한다.

  [3] 단락 동작 영역

        단락사고(합선사고)와 같이 매우 큰 전류가 흐를 때 최대차단시간을 나타내는 영역이라 단락동작영역이라고 하며 이 때 차단시

        간을 최대 전차단 시간이라고 부른다.

 

3. 온도 보정 곡선

 

             ※ 배선용 차단기의 주위 기준 온도는 40℃

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   ▣ 차단기는 실제 동작에 있어 주위 환경에 영향을 받게 되므로 차단기 동작 특성 곡선에 딱 맞게 동작하는 것은 아니다.

        차단기는 주위온도에 따라 차단시간에 영향을 받게 되므로 온도의 영향을 보정해 주어야 한다. 위 그림은 온도보정곡선을

         나타낸다.

   ▣ 가로축은 주위온도를 나타내며 세로축은 보정률 [%]를 나타낸다.

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4. 적용 예

 

정격전류가 20A인 배선차단기에 30A의 전류가 흐르고 있고 주위 온도가 25℃라고 할 때 차단기가 동작하는 시간을 추정해 보자.

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먼저 회로에 흐르는 전류의 정격전류 배수를 구해 보면 30A / 25A = 1.5배가 된다.

이제 차단기의 동작특성 곡선에서 가로축 전류(정격전류의 배수) 수치 1.5배를 찾는다.

1.5배에서 세로축 선을 쫓아 올라가면 최소값 곡선과 최대값 곡선과 만나는 점을 찾는다.

최소값 곡선과는 "1"에서 만나고 최대값 곡선과는 "6"에서 만나는 것을 알 수 있다.

따라서 정격전류 20A인 차단기에 30A의 전류가 흐른다면 차단기는 최소 1분에서 최대 6분이내에 차단기가 트립된(떨어진)다는

것을 표시해 준다.

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그런데 이 특성곡선은 주위온도가 40℃를 기준으로 한 값이다. 차단기의 주위온도는 25℃

라고 하였으므로 온도 보정을 해 주어야 한다. 위 그림의 오른쪽 온도보정 곡선을 보면 25℃에서는 가로축 보정률 160%와 만나는 것을 알 수 있다. 즉, 주위온도가 25℃라면 차단기의 동작시간은 40℃ 보다 160% 늘어날 수 있다는 것이다.

따라서 25℃에서의 차단기 동작시간은 위에서 구한 값에 1.6을 곱해 주면 된다. 1 × 1.6 = 1.6, 6 × 1.6 = 9.36이 된다.

차단시간은 최소 1.6분에서 9.36분 사이에서 트립된다고 추정할 수 있다.

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