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PPTC 소자를 사용한 직류차단기의 아크소호기술
Arc extinguishment for DC circuit breaker by PPTC device 원문보기

전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회, 2017 July 04, 2017년, pp.52 - 53  

김용중 (공주대학교 전기전자제어공학부) ,  나재호 (CM 파트너) ,  김효성 (공주대학교 전기전자제어공학부)

초록
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이상적인 차단기는 도통시 손실없이 부하에 전력을 공급하며 차단시 절연내력을 확보하여 전원과 부하사이를 완벽히 분리하여야 한다. 교류차단기의 경우 매 반 사이클 마다 전류가 스스로 제로가 되는 점이 발생하므로 사고전류의 차단이 비교적 용이하지만, 직류차단기의 경우 차단기 접점에서 높은 아크전압을 발생시켜서 사고전류를 감소시켜야 한다. 직류차단기가 충분한 아크전압을 확보하지 못하고 사고전류의 지속적 흐름을 허용하게 되면 고온의 아크전류로 인하여 대형화재로 이어질 수 있다. 전력전자소자를 사용한 반도체 차단기의 경우 기계적 차단기와 비교하여 차단시간이 빠르고 아크가 발생하지 않으며 소음이 적다는 장점이 있으나, 도통손실이 커서 대용량의 적용이 불가능하다는 문제가 있다. 본 논문에서는 기계적 차단기의 낮은 도통손실과 반도체 소자의 arc-less 차단특성의 장점을 살리는 차단기술로써 PPTC 소자를 사용한 직류차단기의 아크소호기술을 제시하고 실험을 통하여 성능을 증명한다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 부하전류에 따른 최적의 PPTC 설계를 위해 반복실험에 따른 차단시간특성을 분석하였다. [표 1]은 부하전류 5A 조건에서 PPTC를 사용한 직류차단기의 반복차단시간을 보인다.
  • 본 논문에서는 양의 온도계수를 갖는 도전성 소자인 PPTC 분기회로를 사용함으로써 차단아크가 발생하지 않는 기계적 직류차단기의 구조를 제안하고 실험을 통하여 증명하였다. 또한 arc less 직류차단기의 수명과 차단시간을 고려한 PPTC의 설계 방안에 대하여 제시하였다.
  • 본 논문에서는 양의 온도계수특성을 갖는 전력소자인 PPTC (polymeric positive temperature coefficient) 소자를 사용하여 기계적 차단기의 차단시 발생하는 차단아크를 억제함으로써 직류 배전계통에 적용할 수 있는 차단기구조를 제시하고 실험을 통하여 그 성능과 특성을 확인한다.
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