[논문]저압용 IEC 차단기와 국내 차단기 혼용방안에 관한 연구

정진수; 김한상; 한운기; 김선구; 박찬엄

doi:10.5370/kiee.2012.61.6.905

저압용 IEC 차단기와 국내 차단기 혼용방안에 관한 연구
The Study About Low Voltage Circuit Breaker Mix Method Between IEC Circuit Breaker and Domestic Circuit Breaker 원문보기

전기학회논문지 = The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers, v.61 no.6, 2012년, pp.905 - 909

정진수 (한국전기안전공사 전기안전연구원) , 김한상 (한국전기안전공사 전기안전연구원) , 한운기 (한국전기안전공사 전기안전연구원) , 김선구 (한국전기안전공사 전기안전연구원) , 박찬엄 (한국전기안전공사 전기안전연구원)

Abstract ▼ AI-Helper

Recent WTO/TBT agreement was adopted by the IEC domestic. For this reason, low voltage electrical equipment was many Confusion arises. Low voltage circuit was also one of these. The case of low voltage circuit, existing domestic circuit breakers and circuit breakers IEC curve differs from the behavior of each other. If low voltage circuit breaker wrong facility, circuit breaker malfunction may occur due to the large property damage. In this paper, to solve these problems domestic circuit breakers and circuit breaker operation IEC curves were analyzed. And, through experiments suggested compatible breaker way.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이와 같은 일련의 흐름으로 인해 기존 국내 설치된 차단기와 IEC 차단기간 상호 동작과 관련된 호환문제가 대두되고 있다. 본 논문에서는 앞에서 언급한 내용과 같이 국내 외 차단기의 동작과 관련하여 상호 호환문제를 해결하기 위한 방안 제시를 위하여 차단기 동작 커브 비교 분석을 실시하여 국내외 차단기 설치 시 호환할 수 있는 수식을 제안하였으며 본 수식의 결과를 검증하기 위한 실험을 통해 차단기 상호 동작 호환 방안 도출을 위한 수식의 신뢰성을 검증하였다.
이에 따라 국제전기기술위원회에서 국제전기기술표준을 국내에 도입하기 위하여 국내 전기설비기술기준의 적합성판단기준 제279조에 국제규격을 신설하여 적용토록 하였다. 또한 2009년 저압용 차단기와 관련하여 기존 국내 차단기에 대한 관련 규격을 KS C IEC 60898 및 KS C IEC 61009-1로 변경을 실시하였다[1][2].

제안 방법

추가적으로 각 type에 따른 차단기 동작 특성을 분석하기 위하여 차단기의 종류 및 차단용량을 순차적으로 변경시켜 가면서 실험을 실시하였다. 단, 국내에 수입된 IEC 차단기중 D type은 국내에서 구입하는 것이 어려워 B type과 C type에 대해서만 실험을 실시하였다.
이때 사용된 차단기는 IEC 차단기는 B, C Type 32A의 차단기를 사용하였으며 국내 차단기는 15A, 30A 차단기를 사용하였다. 이때 1차측에 상태를 확인 하기 위해 1차측 차단기 말단에 저항부하를 연결하여 사고 전류를 제한하였으며 제한된 사고전류를 이용하여 1차측 차단기가 동작하였는지 2차측 차단기가 동작하였는지를 분석 하였다. 측정구간은 전원부에 전압계를 연결하여 전압의 변화를 모니터링 하였으며 1차측 말단과 2차측 말단에 CT를 연결하여 전류상태를 모니터링 하였다.
본 절에서는 이와 같은 오류의 한 사례를 실험을 통하여 나타내었다. 이를 위해 IEC로 설계된 차단기와 국내차단기의 상호호환관계를 분석하였다. 차단기 동작 상호 호환 특성 분석을 위해 IEC 기반으로 제작된 차단기와 기존 국내 차단기를 1차측과 2차측에 각각 설치하였다.
이를 위해 IEC로 설계된 차단기와 국내차단기의 상호호환관계를 분석하였다. 차단기 동작 상호 호환 특성 분석을 위해 IEC 기반으로 제작된 차단기와 기존 국내 차단기를 1차측과 2차측에 각각 설치하였다. 이때 사용된 차단기는 IEC 차단기는 B, C Type 32A의 차단기를 사용하였으며 국내 차단기는 15A, 30A 차단기를 사용하였다.
추가적으로 각 type에 따른 차단기 동작 특성을 분석하기 위하여 차단기의 종류 및 차단용량을 순차적으로 변경시켜 가면서 실험을 실시하였다. 단, 국내에 수입된 IEC 차단기중 D type은 국내에서 구입하는 것이 어려워 B type과 C type에 대해서만 실험을 실시하였다.
이때 1차측에 상태를 확인 하기 위해 1차측 차단기 말단에 저항부하를 연결하여 사고 전류를 제한하였으며 제한된 사고전류를 이용하여 1차측 차단기가 동작하였는지 2차측 차단기가 동작하였는지를 분석 하였다. 측정구간은 전원부에 전압계를 연결하여 전압의 변화를 모니터링 하였으며 1차측 말단과 2차측 말단에 CT를 연결하여 전류상태를 모니터링 하였다. 그림 4는 본 실험을 위해 구성한 차단기 동작 시험회로를 나타내었다.

대상 데이터

차단기 동작 상호 호환 특성 분석을 위해 IEC 기반으로 제작된 차단기와 기존 국내 차단기를 1차측과 2차측에 각각 설치하였다. 이때 사용된 차단기는 IEC 차단기는 B, C Type 32A의 차단기를 사용하였으며 국내 차단기는 15A, 30A 차단기를 사용하였다. 이때 1차측에 상태를 확인 하기 위해 1차측 차단기 말단에 저항부하를 연결하여 사고 전류를 제한하였으며 제한된 사고전류를 이용하여 1차측 차단기가 동작하였는지 2차측 차단기가 동작하였는지를 분석 하였다.

성능/효과

국내차단기와 IEC 차단기의 동작커브 및 실험을 통한 차단기 오동작 분석결과 IEC 차단기의 경우 B type, C type, D type으로 구분되어 수용가의 용도에 따라 사용 가능한 차단기를 구분하고 있으며 IEC 차단기의 동작 특성을 고려하지 않고 국내 차단기와 혼용할 경우 오동작의 문제점이 발생하는 것으로 나타났다. 이와 같은 문제는 전력이 주요 에너지원이며 정전사고 발생 시 금융 산업, 통신 산업 등과 같이 정전이 발생할 경우 막대한 재산상의 피해가 발생하게 된다.
이는 차단기의 type을 고려하지 않고 설치할 경우 설치자의 실수로 인해 차단기가 오동작하는 사례라 할 수 있다. 또한 반대로 15A 국내차단기를 1차측에 설치한 결과 32A B type의 차단기는 2차측이 올바르게 동작하였으나 32A C type 차단기의 경우 1차측이 먼저 동작 하는 것을 확인하였다.
실험결과 단락사고 발생시 1차측에 설치한 IEC 차단기가 먼저 동작하는 것을 확인하였으며 2차측의 국내 차단기는 동작을 하지 않았다. 그림 5는 이때 실험결과를 나타내고 있다.
실험결과 차단용량이 15A인 국내에서 생산된 차단기에 비해 2배가량 큰 30A B type 차단기를 1차측에 설치하더라도 감도측면에서 보다 민감한 B type의 차단기가 먼저 동작 하는 것으로 나타났다. 이는 차단기의 type을 고려하지 않고 설치할 경우 설치자의 실수로 인해 차단기가 오동작하는 사례라 할 수 있다.

후속연구

이와 같은 문제는 전력이 주요 에너지원이며 정전사고 발생 시 금융 산업, 통신 산업 등과 같이 정전이 발생할 경우 막대한 재산상의 피해가 발생하게 된다. 이와 같이 기존에는 고려되지 않았던 저압용 차단기의 동작협조는 지속적인 산업화로 인해 전력에 대한 의존도가 높아지는 현 사회에서 국내 차단기와 IEC 차단기의 혼용으로 인해 발생하는 정전문제를 미연에 예방하기 위해 본 논문에서 제안한 수식을 이용하여 향후 발생할 수 있는 차단기 오동작으로 인한 재산상 피해를 감소시킬 수 있을 것으로 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	C type 차단기가 B type에 비해 순시 trip 범위가 넓은 이유는?	그림 2(b)는 상가지역 및 소규모 공장에서 사용되는 C type 차단기로 순시 trip 의 범위가 정격전류의 5∼10배로 그 범위가 B type에 비해 넓은 편이다. 이와 같은 이유는 상가 등의 지역에서는 정전으로 인해 재산상 피해가 발생할 소지가 있어 B type에 비해 순시 trip 범위가 넓다. 그림 2(c)는 공업지역 혹은 X-ray 등과 같이 전동기 및 x-ray 촬영과 같이 순간적인 과전류가 발생되는 지역에서 사용되는 D type 차단기로 순시 trip의 범위가 정격전류의 10∼20배까지로 규정되어 있다.
	국내에서 B type 차단기의 사용 목적은?	그림 2는 IEC 기반 차단기 동작커브 특성을 나타내었다[7]. 그림 2(a)는 일반적인 가정에서 사용되는 B type 차단기로 국내의 경우 주택, 아파트와 같은 주거환경의 전기재해를 예방하기 위해 사용된다. 주로 인체감전을 위해 차단기의 순시 trip의 범위가 정격전류의 3∼5배로 그 범위가 매우 좁다.

참고문헌 (7)

KS C IEC 60898, "Electrical accessories－ Circuit-breakers for overcurrent protection for household and similar installations", KATS, 2009.12.
KS C IEC 61009-1, "Residual current operated circuit-breakers with integral overcurrent protection for household and similar uses(RCBOs)－ Part 1： General rules", KATS, 2009.12.
MKE, "criterion of electrical installation technical regulation section 22", MKE, 2010.01.
MKE, "criterion of electrical installation technical regulation section 38", MKE, 2012.01.
Jin-Soo Jung, Sun-Gu Kim, Jung-Sun Moon, Woon-Ki Han, Study about the electric installation checkup technique development by the IEC 60364", KIEE spring conference, 2010.06.
Jin-Soo Jung, Woon-Ki Han, Oh-Hwan Kim, Jea-Chul Kim, "The Comparison and Analysis about Earth System based on IEC60364", KIIEE, Vol. 24, No. 1, pp. 56-62, 2010.01.

원문보기 상세보기
BS 7671, "Requirements for Electrical Installations", IEE, 2008.

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