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문제 정의
- 따라서 본 논문에서는 고조파가 배선용 차단기에 미치는 영향을 규명하기 위해 먼저 배선용 차단기가 사용되고 있는 장소의 고조파를 측정 및 분석하였고 국내 . 외 고조파 관련 배선용 차단기 시험규격을 조사하였다.
- 본 연구에서는 고조파 차수와 함유량에 따른 배선용 차단기 종류별 동작 특성을 실험을 통해 분석하였고 다음과 같은 사실을 알 수 있었다.
제안 방법
- 다음으로 200[%] 전류(고조파가 포함된 전류가 배선용 차단기 정격전류의 200[%]) 시험을 실시하고 결과를 분석하였다. 실험결과 열동식 및 열동 전자식 배선용 차단기는 고조파 함유율에 따라 동작특성의 변화가 나타나지 않았다.
- 이 장비는 사용자가 임의적으로 파형을 합성시킬 수 있고 고조파의 크기를 조절할 수 있다. 또한 고조파 전류를 흘릴 수 있도록 부하(임피던스)로는 10[Q] 2[kW] 저항 3개를 병렬로 연결하여 구성하였고 배선용 차단기에 공급되는 정확한 전류의 파형 및 고조파 크기를 분석하기 위해 RPM 1650 전력 분석계를 사용하였다.
- 배선용 차단기에 공급되는 시험전류는 배선용 차단기 사용장소의 고조파 측정결과와 표 2의 KSC/IEC 60947-2의 부속서 F의 고조파 실험 전류를 참고로 하여 기본파 및 3고조파 또는 5고조파 또는 7고조파 또는 9고조파 성분으로 구성된 파형을 사용하였다. 실험에 사용된 배선용 차단기는 그림 4 에서와 같이 수직배치를 하였고 상온 .
- 본 연구에서 배선용 차단기가 사용되고 있는 장소에서 고조파를 사무용 빌딩과 공장설비로 구분하여 측정 및 분석하였다. 각기 서로 다른 사무용빌딩 25개소 공장설비 15개소의 분전반에서 측정하였다.
- 본 연구에서 사용된 시료는 국내에서 KS 인증을 받은 5개 제조사에 대해 열동식, 열동 전자식, 완전 전자식 배선용 차단기와 같이 동작 원리 별로 각각 3 개씩 주문 제작하였고 전자식 배선용 차단기는 국내의 2개 제조사 제품을 각각 3개씩 주문 제작하였다. 배선용 차단기의 정격전류는 15[A]로 시료 모두 동일하며, 동작시간은 배선용 차단기의 형태별 및 제조사별로 상이하다.
- 실험에 사용된 배선용 차단기는 그림 4 에서와 같이 수직배치를 하였고 상온 . 상습에서 시료별로 각각 3회씩 고조파 전류에 따른 동작 특성을 실험하고 기본파 전류에서 동작시간에 대한 고조파차수 및 함유량별 동작 시간 둔화율을 조사하였다.
- . 외 고조파 관련 배선용 차단기 시험규격을 조사하였다. 이러한 조사 결과를 바탕으로 국내에서 생산 및 사용되고 있는 (Thermal Type), 열동 전자식 (Thermal Magnetic Type), 완전 전자식 (O.
- 외 고조파 관련 배선용 차단기 시험규격을 조사하였다. 이러한 조사 결과를 바탕으로 국내에서 생산 및 사용되고 있는 (Thermal Type), 열동 전자식 (Thermal Magnetic Type), 완전 전자식 (O.D.P Type) 및 전자식 (Electronic Type) 배선용 차단기에 대해 고조파를 포함한 시험 전류(정격전류의 100[%] 및 200[%])를 통전시켜 동작 특성을 분석하였다.
대상 데이터
- 측정 및 분석하였다. 각기 서로 다른 사무용빌딩 25개소 공장설비 15개소의 분전반에서 측정하였다.
성능/효과
- 1) 고조파가 포함된 전류가 정격전류이하인 배선용 차단기의 오동작은 발생하지 않았다.
- 2) 과부하 조건(200[%] 전류 시험에서 열동식 및 열동 전자식 배선용 차단기는 고조파에 따른 동작시간의 변화가 거의 없었다.
- 3) 200[%] 전류 시험에서 완전전자식의 경우는 7 차 고조파의 경우 동작시간 둔화가 가장 심해져 고조파 함유율이 90[%]인 경우 최소 20[%]에서 최대 46[绚까지로 나타났다. 그리고 7차 고조파 다음으로는 5차 및 9차 고조파가 비슷한 동작시간 둔화율을 보였고 3차 고조파가 가장 적은 영향을 미쳤다.
- 4) 전자식의 경우는 제조사별로 상이한 특성을 나타내었고 이는 전류 검출방식의 차이로 인한 것으로 사료된다.
- 5) 마지막으로 일부 배선용 차단기(주로 완전 전자식 배선용 차단기)는 고조파에 의해 소음이 발생하였고 고조파양이 증가할수록 소음도 커졌다.
- 주장하고있다. 그러나 본 연구결과에서 알 수 있듯이 고조파는 배선용 차단기 오동작에 영향을 주지 못하는 것으로 나타났다. 또한 고조파에 의한 과전류로 인해 배선용 차단기가 동작 할 수 있지만 이는 극히 정상적인 동작이므로 오동작 주장은 설득력을 얻지 못할것이다.
- 이러한 결과는 열동식 및 열동 전자식의 차단기가 Root Mean Square(RMS) 값에 대응하여 동작하므로 당연한 것이라 할 수 있다. 그러나 시험 시료 중 일부 제조사의 배선용 차단기가 KS규격에서 제시한 동작시간 (정격전류의 200[%]시험에서 2분 이내 동작)을 만족하지 못하거나 기계적인 결함이 발생하는 등 제품불량이 나타나 제품제조에 있어 더욱 엄격한 관리가 요구되는 것으로 조사되었다.
- 이는 수용가에서 고조파가 포함된 부하전류가 정격전류 이하라면 배선용 차단기 동작에 영향을 미치지 않는 것을 말해준다. 따라서 고조파에 의해 배선용 차단기의 오동작이 발생할 가능성은 없는 것으로 나타났다.
- 그리고 7차 고조파 다음으로는 5차 및 9차 고조파가 비슷한 동작시간 둔화율를 보였고 3차 고조파가 가장 적은 영향을 미쳤다. 본 실험결과에서 알 수 있듯이 고조파 발생이 심한 곳에서는 완전 전자식 배선용 차단기의 사용시 주의가 필요하거나 다른 트립 방식의 차단기 사용이 필요할 것이다 즉 그림 6에서와 같이 고조파에 의해 배선용 차단기 동작 시간이 지연되고 전선의 허용전류 동작 특성이 감소하여 케이블 과열 및 전기화재등의 안전사고로 이어질 수 있으므로 완전 전자식배선용 차단기 사용에 주의가 필요하다.
- 있다. 상전류 THD는 최고 73[%], 최소 2.5[%]정도를 나타내었고 상 전류 THD가 2이%]이상을 나타내는 수용가는 16개소로 조사되어 사무용빌딩의 64[%]정도가 많은 양의 고조파 전류가 발생되고 있어 전류파형의 왜곡 정도가 높음을 알 수 있다. 사무용 빌딩에서는 그림 1에서와 같이 3차 고조파가 가장 많이 발생하였으며 9차 고조파 이상부터는 3, 5, 7차 고조파에 비해 아주 작은 양이 발생하였다.
- 결과를 분석하였다. 실험결과 열동식 및 열동 전자식 배선용 차단기는 고조파 함유율에 따라 동작특성의 변화가 나타나지 않았다. 이러한 결과는 열동식 및 열동 전자식의 차단기가 Root Mean Square(RMS) 값에 대응하여 동작하므로 당연한 것이라 할 수 있다.
- 있다. 전류 THD가 20[%]이상을 나타내는 수용가는 10개소로 조사되었고 30[%]이상은 5개소로 전체 측정 수용가의 33[%]를 차지하는 것으로 나타났다. 그림 2에서 알 수 있듯이 공장 전기설비에서의 전류 고조파 차수별 함유량은 대부분이 5, 7차고조파가 가장 많이 발생하고 있는 것으로 조사되었다.
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