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1 Leader in Electrics & Automation Meta-MEC Earth Leakage Circuit Breakers Electric Equipment

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3 Contents Ⅰ. 저압전로에있어서의지락보호 1. 누전차단기의필요성 6 2. 지락사고에의한재해 8 3. 감전에대한생리현상 9 4. 접지와의관계 지락보호방식의종류 13 Ⅱ. 누전차단기의구조와성능 1. 개폐기구 누전트립장치 테스트장치 누전표시장치 과전류트립장치 감도절환장치 구조 21 Ⅲ. 특성과성능 1. 특성과종류 KS 규격과 LS 누전차단기의성능 특수환경 29 Ⅳ. 선정과적용 1. 선정 적용 회로접속상의주의 오동작에대하여 고주파를갖는회로에의적용 57 Ⅴ. 보수와점검 Ⅵ. 부록 1. 테스트버튼에의한점검 절연저항의측정 사용환경에따른보수점검의적정주기 보수점검의내용 누전차단기가동작한경우의조치 누전차단기규격현황 용어설명 명판설명 73

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5 누전차단기 Ⅰ. 저압전로에있어서의지락보호 1. 누전차단기의필요성 2. 지락사고에의한재해 3. 감전에대한생리현상 4. 접지와의관계 5. 지락보호방식의종류

6 Ⅰ 저압전로에있어서의지락보호 1. 누전차단기의필요성 인명, 재산존중의입장에서건설, 전기공사업계는물론, 일반주택, 빌딩, 학교, 공공건물에있어서도감전재해에대한의식이고조되고법적인면에서도누전차단기의설치의무장소가증가되어가고있다. 종래에는기기의제3종 ( 또는특별제3종 ) 의보호접지공사로감전방지를실시하여어느정도성과를올려왔지만보다가혹한조건을고려하면충분하지못한경우가있게된다. [ 그림1] 감전사고시전로의상태 고압측 저압측 U RL R2 M R2 : 제 2 종접지저항 (Ϊ) Ug R3 R3 : 제 3 종접지저항 (Ϊ) RL : 전로의저항 (Ϊ) U : 전압 (V) Ug : 지락사고점의대지전압 (V) 예를들면 [ 그림1] 에있어서전동기 M의절연이열화하여전동기의프레임 (Frame) 에전압이발생된다면그대지전압 Ug는다음식 로표시되어진다. Ug = R3 R2 + R3 + RL. U RL 는작은값이므로 R2, R3 에비교하여무시하여도좋을정도이므로 Ug = R3 R2 + R3. U 여기서인체저항을 1000Ϊ( 접촉전압 300V에있어서의인체저항의최저치 ) 으로하고, 허용인체통과전류를 30mA로하면 Ug의허용가능한값은 30(mA) 1000(Ϊ)=30(V) 로된다. 저압의최대대지전압으로서 U=300(V) 로하면식 로부터식 이성립하게된다. R2 R3 =9 6 누전차단기사용설명서

7 전기설비기술기준제19조에의하면 R2로서제2종접지공사, R3로서제3종접지공사 ( 또는특별제3종접지공사 ) 를시설하는것으로되어있고그접지저항치는다음과같이규정되어있다. 제 2 종접지 150 변압기고압측전로의 1 선지락전류 Ϊ 이하 제 3 종접지 100Ϊ 이하 특별제 3 종접지 10Ϊ 이하 여기서식 을보면, R2 > R3할필요가있고, R2와 R3의관계가통상의경우와역으로되어있다. 예를들면, R2=10(Ϊ) 의경우, R3=10/9=1.1(Ϊ) 로하지않으면안되며, 이것은통상의접지공사에서는얻기힘든낮은접지저항값이다. 비록얻어진다하더라도그접지저항값의유지는매우어렵다. 또, 이러한방식으로는누전에의한화재사고는방지되지않는다. 이점에있어서누전차단기는감전재해로부터의보호는물론누전에의한화재의보호도가능한이점을갖고있다. 지락전류는일반적으로전로의부하전류에비하여대단히적으므로과전류차단기 ( 배선용차단기나휴즈 ) 로는지락사고의보호가곤란하며미소한지락전류를검출가능한누전차단기가필요하게된다. 7

8 Ⅰ 저압전로에있어서의지락보호 2. 지락사고에의한재해 2.1 감전재해 지락이인체를경로로하여발생하면, 지락전류는인체를통과하게되고허용한도를넘어서게되면감전사망에이르게된다. 다른전기사고는주로전기설비에대하여피해를일으키는것이나. 지락은인체에대해서도영향을미치므로, 특히일반인의접촉가능성이높은저압계통에서는그보호에대한주의가필요하게된다. 2.2 누전화재 지락전류가목재, 스치로폴등건축재료또는, 그외의가연성물질등의근처를흐르게될경우그주울 (Joule) 열에의하여누전화재가발생하게된다. 누전에의한화재의발생은수A 정도로도충분하다고말하여지고있다. 2.3 아크 (Arc) 지락에의한재해 지락은아크를동반하는경우가많으며아크의중심온도는 10,000 정도로서주울열과는비교할수없는정도의고온이므로, 지락전류가낮은경우에있어서도아크에의하여전기설비가소손되게된다. 이러한원인으로서발생한큰사고가국내외에서보고되어지고있다. 이러한사고의가장유명한예로서 1964년뉴욕의대단위아파트에서의사고를들수있다. 아크사고가약 1초간계속되어 480/277V의배전반이완전파괴되었으며, 두가닥의 5000A 모선이그인출부까지완전히용융, 증발하였고, 복구하기까지수일이걸렸다고한다. 그동안약10,000세대에서수도, 조명, 엘리베이터등의사용이완전히불가하였다고한다. 이와같이지락사고를방치하여두면그영향은점점확대되어건물, 생산설비, 나아가서는인체에대하여서도중대한장해를주게되므로가능한한재빨리발견하여, 적절한조치를취하는것이중요하다. 누전차단기는이와같은여러가지의지락사고에대한보호기로서감전보호, 누전화재보호및아크지락보호의 3가지를포괄하는기능을갖고있다. 8 누전차단기사용설명서

9 3. 감전에대한생리현상 3.1 전류와인체의반응 감전은전류가인체를통과하는것에의하여발생하는것이며, 인체가전원에접촉하여도인체에전류가흐르지않으면감전은일어나지않는다. 또, 전류가인체를통과한경우에있어서도그조건및정도에따라찌릿찌릿한정도에서부터화상이나사망등의중대한재해까지여러가지의정도가있다. 감전재해의정도를결정하는요인으로서다음사항을들수있다. (1) 인체를통과하는전류의크기 (2) 통과시간 (3) 통전경로 (4) 전원의종류 ( 교류, 직류 ) 및주파수 (5) 전류상승률 위의사항중에서특히중요한것이인체를통과하는전류의크기와통과시간이다. 인체의통전에대한반응은 [ 표1] 에나타낸다. [ 표1] 통전에대한인체의생리반응생리반응통과전류 (ma) 자극으로느껴지는정도로서 감지전류 라고부른다. 0.5 ~ 5 근육이수축경직되어도체로부터의이탈이불가능하게된다. 5 ~ 20 이전류를 불수의전류 또는 이탈한계전류 라고부른다. 심장이움직이는근육즉심근의팽창, 수축이정지되고심근이가늘게떨리기시작하며사망할우려가있게된다. 수십이상이영역의전류를 심실세동전류 라부르고있다. 현단계에서는아직어느정도의전류치와통과시간에서심실세동또는호흡곤란에이르게되는지명확히되어있지않지만, 저압전로에서감전사망재해원인의대부분이심실세동에의한것으로전세계전문가들의견이일치하고있다. 감전보호를고려할경우, 심실세동현상발생개시한계치는극히중요하나, 인간을대상으로하는직접인체시험에의한측정은불가능하기때문에, 그한계치에관하여수많은견해가있고정확한값에대해서지금도명확하게되어있지않다. 그러나동물에의한실험으로부터심실세동한계치 50mA 초라고하는대체적인기준은제시되어있으며, 서구에서는이의값에대하여 1.67의안전율을취한 30mA 초를허용값으로하여각종의보호대책을실시하여큰성과를올리고있다. 우리나라에있어서도 30mA 초를허용값으로하여감전보호용누전차단기의성능기준으로하고있다. 9

10 Ⅰ 저압전로에있어서의지락보호 3.2 인체저항 인체를흐르는전류의크기는인체의전기저항과인체에인가되는전압에의하여결정되어진다. 인체저항은피부의건습상태, 접촉전압의크기, 접촉압력등에의하여변화한다. 또, 개인및심리적영향에의해서도차이가있다. [ 그림3] 는인체저항과인체에가한전압즉, 접촉전압과의관계를나타낸것으로전압이높으면높은만큼또는피부가습할수록인체저항이작아지고따라서흐르는전류가커지게됨을알수있다. 인체저항은악조건에서 500Ϊ정도까지저하한다. [ 그림 2] 심실세동전류시간한계 [ 그림 3] 접촉전압과인체저항 5.0 통과시간 ( 초 ) A. T= I B. 50mA.S 일정 C. 30mA.S 일정 인체저항 (kϊ) 상한평균치하한건조한피부습윤한피부 전류 (ma) 접촉전압 (V) A : 달지엘의심실세동한계선 B : 쾨펜의심실세동한계선 C : 쾨펜의것에 1.67 의안전율을고려한심실세동한계선 3.3 허용접촉전압 감전에의한사망재해등의직접원인은전압이아니고전류이지만실제상의보호대책을생각할경우, 안전한계로서허용접촉전압을표시하는것이편리한경우가있다. 허용접촉전압은인체의허용전류 [ 그림2] 와인체저항 [ 그림3] 을알면당연히정하여진다. 허용접촉전압으로서는 ( 우리나라의경우 ) [ 표2] 의값을기준으로하고있다. 제1종은인체의대부분이수중에있는경우로서익사 ( 死 ) 라고하는 2차재해가예상되므로 이탈한계전류 5mA를취하고인체저항은수중에서는당연히젖어있으므로 500Ϊ으로하여이두개의곱 ( 積 ) 인 2.5V를허용접촉전압으로하고있다. 제2종은심실세동전류인 50mA와젖은상태인인체저항 500Ϊ을곱한값 25V로되어있다. 제3종은심실세동전류인 50mA와통상의인체저항 1000Ϊ을곱한값 50V로되어있다. 10 누전차단기사용설명서

11 4. 접지와의관계 4.1 보호접지방식의종류 보호접지방식은보호대상의허용접촉전압에응하여제1급보호접지부터제3급보호접지까지구분되며각각접지저항치는식 에의하여산출가능하다. [ 표 2] 허용접촉전압 종별 접촉상태 허용접촉전압 제1종 인체의대부분이수중에있는상태 2.5V이하 제2종 인체가현저히젖어있는상태 금속성의전기기계장치나구조물에인체의일부가상시접촉되고있는상태 25V이하 제3종 제1종및제2종이외의경우로서통상의인체상태에있어서접촉전압이가하여지면위험성이높은상태 50V이하 제1종및제2종이외의경우로서통상의인체상태에있어서 제4종 접촉전압이가하여져도위험성이적은상태 제한없음 접촉전압이가하여질우려가없는상태 (JEAG8101: 전압전로지락보호지침에서발췌 ) 허용접촉전압 r R2 저압전로의대지전압 - 허용접촉전압 여기에서 r : 보호접지저항의최대치 (Ϊ) R2 : 전압전로의제2종또는중성점접지저항 (Ϊ) 허용접촉전압은 [ 표2] 에나타낸접촉상태에의하여다음과같이된다. 제2종의경우 ( 제1급보호접지 ) : 25V이하제3종의경우 ( 제2급보호접지 ) : 50V이하제4종의경우 ( 제3급보호접지 ) : 제한없음 (r 100Ϊ) [ 표3] 보호접지저항치표 종류제1급보호접지저항치제2급보호접지저항치 Ue R 2 100V 200V 240V(415V) 100V 200V 240V(415V) 비고 1. Ue는저압전로의대지전압 (V) 을나타냄. R2는저압전로의제2종접지저항또는중성점접지저항 (Ϊ) 을나타냄. 2. 본표의값은보호접지저하항의최대치를나타냄. 11

12 Ⅰ 저압전로에있어서의지락보호 식 에의하여산출한제1급및제2급보호접지저항치를 [ 표3] 에나타낸다. [ 표3] 으로부터보호접지저항에의하여위험방지를꾀하려고하면매우적은보호접지저항치로하지않으면안된다는것을알수있다. 4.2 보호접지의완화 보호접지방식에의한보호접지저항치는 [ 표3] 에나타낸바와같이낮은값이지만전류동작형누전차단기를설치한전로에있어서의보호접지저항치는식 와같이되어질수있다. 누전차단기의정격감도전류에대응하는보호접지저항치는 [ 표4] 와같이완화되어진다. 단, 최대치는 500Ϊ으로한다. r = 허용접촉전압누전차단기의정격감도전류 (ma) 10-3 허용접촉전압은 [ 표2] 에나타낸접촉상태로부터다음과같이된다. 제2종 ( 제1급보호접지 ) 의경우 : 25V이하제3종 ( 제2급보호접지 ) 의경우 : 50V이하 단, 제4종 ( 제3급보호접지 ) 의경우허용접촉전압은제한이없으나보호접지저항치는상술한바와같이 500Ϊ 이하로한다. 보호접지를시설하는것이기술상곤란한경우는 저압용의개별기계기구에전기를공급하는전로에전기용품에관한법률의적용을받는인체감전보호용누전차단기 ( 정격감도전류가 30mA이하, 동작시간이 0.03ch 이하의전류동작형의것에한한다.) 를설치하는경우 에한하여이를생략할수있다. ( 전기설비기술기준제34조 2항 ) [ 표4] 전류동작형누전차단기를설치한경우의보호접지저항치 ( 단위 :Ϊ) 정격감도전류 (ma) 제1급보호접지저항치 제2급보호접지저항치 비고 : 본표의값은보호접지저항치의최대치를나타낸다. 12 누전차단기사용설명서

13 5. 지락보호방식의종류 저압전로에지락이발생한경우보호방식의종류및적용은 [ 표5] 에나타낸바와같다. [ 표5] 에나타난바와같이보호방식으로서는전류동작형누전차단방식이우수하다고할수있다. [ 표 5] 지락보호방식의적용 보호방식 접촉상태 제 1 종제 2 종제 3 종제 4 종 제 1 급 보호 접지 제 2 급 제3급 (1) 과전류차단 ( 가변형기기를제외 ) 누전 차단 전압동작형 ( 고속고감도형에한함 ) ( 시연형을제외 ) 전류동작형 ( 고속고감도형에한함 ) ( 상동 ) ( 상동 ) 누전경보 ( 가변형기기를제외 ) 절연 비접지식 ( 일차측사용전압600V이하 ) 변압기중성점접지식 ( 이차측사용전압 50V 이하 ) ( 이차측사용전압 100V 이하 ) 절연변압기 ( 용량은 절연변압기 ( 용량은 절연변압기 병용방식 3kVA이하에한함 ) 3kVA이하에한함 ) ( 용량은제한없음 ) ( 예시 ) + 전류동작형누전 + 누전차단방식 + 누전경보방식 차단방식 ( 보통형 ) ( 보통형 ) 주 (1) : 제 3 종접촉상태에있어서누전경보기를시설하는경우, 제 3 급보호접지로도가능함. 비고 1. 표시는각접촉상태에있어서보호방식이단독으로적용가능한것을표시하고, 표시는단독으로적용불가능한것을표시함. 2. 병용방식은최저보안레벨과동등한것을나타냄. 3. 이중절연구조의부하기기에있어서는예외로한다. 4. 제 1 종또는제 2 종접촉상태에있어서가변형기기에사용하는경우등인체통과전류가수백 ma 정도로될우려가있는경우는 0.05 초정도에서동작하는것이필요하다. 5. 보호접지방식 ( 제 1 급, 제 2 급및제 3 급 ) 의종류는 4.1 항에나타내었음. 13

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15 누전차단기 Ⅱ. 누전차단기의구조 1. 개폐장치 2. 누전트립 (Trip) 장치 3. 테스트 (Test) 장치 4. 누전표시장치 5. 과전류트립 (Trip) 장치 6. 감도절환장치

16 Ⅱ 누전차단기의구조와성능 1. 개폐기구 누전차단기 ( 누전차단기 ) 는핸들 (Handle) 을 ON, OFF의위치로조작하는것에의하여접촉자가동작하여회로를개폐하는구조로되어있다. 또한, 누전트립장치나과전류트립장치가동작하여도접촉자가개리되면핸들은 ON의위치에구속하고있어도트립동작은방해받지않는소위 트립자유 의구조로되어있다. 트립장치가동작하면핸들은 ON, OFF의중간위치에오게되어표시를하게된다. 재투입하는경우먼저트립위치의핸들을 OFF의방향으로세게당겨리셋 (Reset) 시켜야한다. 핸들은 [ 그림4] 와같이 3가지의위치를나타내며이위치에의하여동작상태를알수있게된다. 또일반가정용 30A 프레임 (Frame) 은안전차단기와같이자동리셋식으로되어트립표시가없는것도있다. [ 그림4] 핸들의표시전원측 (Line) 켜짐 (ON) 꺼짐 (OFF) 과전류트립누전트립 부하측 (Load) 2. 누전트립 (Trip) 장치 2.1 ZCT( 영상변류기 ) 미소한지락전류를검출하여야하는변류기이므로일반변류기 (CT) 와는구별하여생각할필요가있다. 재질도고투자율의파머로이가주류를이루고있다. 구성은파머로이철심, 주회로전류가흐르는 1차도체와철심에감긴 2차권선이기본으로되어있다. 1차도체각상전류에의하여발생하는자속을철심이벡터 (Vector) 합성하여각상의자속차에해당하는자속에의하여 2차권선에기전력이발생한다. 따라서 1차전류의크기에관계없이각상전류의벡터합이 0으로되면, 자속이철심 [ 그림 5] ZCT 의구조 절연케이스철심시일드케이스 1차도체테스트권선 2차권선 에서서로상쇄되어 2차권선에기전력은발생하지않는다. 만일지락사고가발생하면각상의전류균형이붕괴되고, 지락전류의크기에해당하는자속에의하여철심이여자되어 2차권선에기전력이발생한다. 16 누전차단기사용설명서

17 2.2 전자회로부 전자회로부의구성은 [ 그림6] 과같이되어있다. 제어전원은누전차단기내부주선로의 R, T상에서취하여충격파흡수회로를거쳐전원회로에서 DC로정류되어노이즈필터 (Noise Filter) 를거쳐 IC에인가되어진다. 한편, ZCT에서발생한신호세력은노이즈필터를거쳐감도선택회로를지나 IC에인가된다. 누전차단기전용으로설계된신뢰성높은 IC의내부에서는 ZCT에서발생한신호세력은받아들여이를증폭하고그크기를판별하여일정기준을초과하면출력을발생하여 IC우측단의 Thy를 ON시키게되고 Thy가 ON 상태로되면트립코일 (Trip Coil) 에전류가흘러누전차단기를트립 (Trip) 시키게된다. 이와같은회로구성에서전자회로부의신호단 (ZCT) 및전원단에서유입되는노이즈를차단하고전원단 ( 주선로 ) 을유입되는각종써지 (Surge) 를흡수하여노이즈및써지에의한오동작을방지하도록되어있다. [ 그림6] 전자회로구성도 트립코일 ZCT 노이즈제거회로 전용 IC 노이즈제거회로 전원회로 충격파흡수회로 감도선택장치 또한 3극의누전차단기를단상 2선회로에사용할경우반드시 R, T상에결선해야내부의전자회로에전원이공급되어지므로주의하여야한다. 2.3 트립코일 (Trip Coil) 지락전류가소정의값이상으로될경우전자회로의 Thy가 ON되고이에의하여트립코일에전류가흐르게되며트립코일은여자되어아마추어 (Armature) 를흡인하여누전차단기를순간적으로트립시키게된다. [ 그림7] 에트립코일의일례를나타내었다. [ 그림 7] 트립코일 17

18 Ⅱ 누전차단기의구조와성능 3. 테스트 (Test) 장치 지락사고는인명에관계되기때문에동작의확인이필요하다. 테스트장치는 [ 그림8] 과같이지락모의회로를만들고테스트버튼을누름으로써전류를흐르게하여지락사고시확실히동작하는지를조사할수있게한장치이다. 모든누전차단기에는이러한테스트장치가갖추어져있다. [ 그림8] 테스트장치의회로 ELB 테스트버튼테스트저항 4. 누전표시장치 누전차단기가누전에의하여동작한경우과부하단락에의한동작과의구별을할수있게누전차단기전면에누전표시창또는누전표시버튼이장착되어있다. [ 그림9] 와같이누전표시창은정상상태시표시창에녹색, 누전에의한트립시표시창에적색으로표시된다. 그리고 [ 그림10] 과같이누전표시버튼은누전에의한차단시에노란색버튼이돌출하여과전류로인한트립과구분을용이하게한다. [ 그림 9] 누전표시창의위치 [ 그림 10] 누전표시버튼의위치 누전표시창 누전표시버튼 18 누전차단기사용설명서

19 5. 과전류트립 (Trip) 장치 열동형, 열동전자형및완전전자형으로되어있다. 5.1 열동형 열동형은과전류트립소자로서바이메탈 (Bi-Metal) 을사용하여과전류가흐를때발열에의하여바이메탈이만곡되고이의만곡력으로차단기를트립시킨다. 열동형은 [ 그림11] 과같은구조로순시동작도바이메탈에의하므로차단용량이다소떨어져주로 30AF(Ampere Frame) 이하의소형가정용누전차단기에적용되고있다. [ 그림 11] 열동형 만곡량 바이메탈 5.2 열동전자형 열동전자형의구조는 [ 그림12] 와같이되어있다. 즉, 바이메탈에의한시연트립을행하는열동트립소자와순시트립을행하는전자트립소자 ( 고정철편과가동철편 ) 의조합으로이루어져있다. 이것의동작시간과전류특성관계를나타내면 [ 그림13] 과같이바이메탈에의한동작영역은반한시특성 ( 동작시간이전류의크기에반하여짧아지는특성 ) 을나타내며과전류의크기가어느한도를넘어서면고정철편이자화되어가동철편을흡인하게되므로바이메탈이만곡되기전에순간적으로누전차단기를트립시킨다. [ 그림 12] 열동전자형의구조 [ 그림 13] 동작시간전류특성 만곡량 가동철편 바이메탈 히터 동작시간 바이메탈에의한시연동작영역 전자석에의한순시동작영역 고정철편 전류 전류 19

20 Ⅱ 누전차단기의구조와성능 5.3 완전전자형 완전전자식트립장치는과전류와단락전류를하나의전자석으로행하는것으로되어있으므로어느소정의전류치까지는시연특성을갖게하고그것을넘어서면순시차단특성을갖게하지않으면안된다. 이러한특성을갖게하기위하여오일대쉬포트 (Oil Dash Pot) 식전자석을사용하며, 그동작상태는다음과같이전류의크기에의하여 3가지로구별하여설명할수있다. [ 표6] 과전류트립장치부동작 ( 정상 ) 상태시연동작 ( 과전류트립 ) 상태순시동작 ( 단락트립 ) 상태 백스프링접극자 실리콘오일 철심 가동철편 전류가정격치이하인경우로서철심이백스프링 (Back Spring) 에의하여물러나있으므로자기공극이크게되어가동철편을흡인할수있는정도에는이르지못하고있다. 과전류가계속하여흐르면자속에의하여철심이백스프링과오일 (Oil) 의저항을능가하여접극자방향으로이동하게되며철심이접극자에닿으면자기공극이작아져가동철편이흡인되고누전차단기는트립되게된다. 어느정도이상의대전류가흐르게되면자속의증대에의하여철심이접극자에이동하지않아도가동철편이흡인되므로누전차단기는순간적으로트립되게된다. 6. 감도절환장치 감도절환장치는슬라이드스위치 (Slide Switch) 방식으로되어있어쉽고확실하게절환가능하며 100/200/500mA 의 3단게선택형과 100/200mA의 2단계선택형의것이있다. 고감도형 (30mA이하) 과중감도형 (50~1000mA) 을하나의제품에감도절환형으로하는것은규격에의하여금지되고있다. 또한 30AF 이하의것은감도절환장치를갖고있지않다. [ 그림 14] 감도절환장치 R1 R2 R3 감도절환은 [ 그림14] 와같이 ZCT 2차측조정저항을절환하는것에의하여가능하다. 즉, 조정저항 R1 으로고감도측의감도를설정하고절환장치에의하여조정저항회로 R2, R3를병렬접속하는것에의하여저감도측의감도를설정한다. 이방식은만일절환장치에접촉불량이발생하더라도감도전류는 R1으로정하여지므로고감도측으로동작하게되어안전하다. 20 누전차단기사용설명서

21 7. 구조 1 소호장치 병렬로배치된소호 Grid 에의하여대전류를차단할때접전간의아크 (Arc) 를가장효과적으로소호할수있는구조로설계되었다. 자속 Arc 측벽 1 Grid Grid 전자력 Arc 2 신한류구조 고정접속자 가동접속자 신규로개발하여기용한개극방식이차단전류의상을확실히차단하여 Arc franergy 를대폭저감시킨다 동시트립구조 어느한상에전류가흘러도삼상이동시에차단된다. 삼상모터의단상운전염려가없다. 4 누전표시창 정상상태시표시창에녹색, 누전에의한트립시표시창에적색으로표시된다. 4 5 누전검출장치 신규개발된평면형영상변류기 (ZCT) 를사용하여누전차단기의크기를배선용차단기와동일하게하였다. 5 21

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23 누전차단기 Ⅲ. 특성과성능 1. 특성과종류 2. KS 규격과 LS 누전차단기의성능 3. 특수환경

24 Ⅲ 특성과성능 1. 특성과종류 [ 표 7] 특성별감도전류 보호특성 동작특성 정격감도전류 형식동작시간형식정격감도전류 지락보호전용 인체감전보호용 0.03초이내 고감도형 15mA 30mA 인체감전보호용 0.03초이내 고감도형 15mA 30mA 15mA 단락, 과부하고감도형 30mA 보호겸용고속형 0.1초이내 100mA 중감도형 100/200mA 100/200/500mA 24 누전차단기사용설명서 [ 표8] LS 누전차단기의특성별종류 보호특성 동작특성 LS 누전차단기의종류형식동작시간 Series Type 지락보호전용 인체감전보호용 0.03초이내 GRh 30GRh 33GR GR 32GRa, 32GRb GRa/GRb 인체감전보호용 32GRh, 32GRhb 0.03초이내 GRh/GRhb ( 가정용 ) 32KGRa, 32KGRb KGRa/KGRb 32,33FR 52,53FR FR/FRb 32,33FRb 52,53FRb GRa 52GRa FR 102,103FR EBE 52b EBE 53b,63b,102b,103b E-Type EBE 203b EBE 403 단락, 과부하보호겸용 EBE 603,803 EBS 33b,53b,63b 고속형 ( 산업용 ) 0.1초이내 EBS 203b S-Type EBS 403 EBS 603, ,1203SGR EBH 33b H-Type EBH 53b,103b EBH 203b EBH 403 EBL 53,103 L-Type EBL 203 EBL 403 EBL603,803

25 2. KS 규격과 LS 누전차단기의성능 항목 KS(C4613) 의요구성능 LS 누전차단기의성능 1. 통상사용상태 주위온도 : -10 ~ 40 표고 : 2,000m이하 상대습도 : 45 ~ 85% 이상한진동및충격을받지않는상태 원칙으로서는 KS와같은온도범위이나단, 40 를넘는특수한환경에서는다음과같이사용전류를체감한다 배 배 표고 2,000m 이하 상대습도 80% 이하 2. 누전트립작동상태 주위온도 : -25 ~ 50 전압 : 80% ~ 110% 정격전류 : 0% ~ 110% 의조건에서변화시켜도아래와같은범위에서동작할것. I N : 정격감도전류초초 I N I N ( 인체감전보호용 ) ( 고속형 ) ELB 전용 IC를사용하였으므로감도전류는반복동작하여도매우안정되어있다. 정격부동작전류를흘린상태에서 2kV~3kV의개폐 Surge를중첩시켜도오동작하지않는다. 인체감전보호용의경우인체가젖어있어도충분히감전보호가능하도록 30mA의경우 0.03초이내의속도로회로를차단하게되어있다. 감도전류의범위는 KS보다좀더여유를갖고작동하도록정격감도전류의 60~ 85% 내에서트립동작하게조정되어있다. 1 초 9 초 3 회 ZCT가시일드케이스 (Shield Case) 에넣어져있으므로모터 (Motor) 등의시동전류에오동작하지않도록되어있다. 3. 평형특성 1ф 3ф 정격전류 (A) 시험전류 600이하 정격전류의 6배 600초과 ( 정격전류-600) 이하 정격전류의 8배 50초과 600이하 정격전류의 6배 600을 ( 정격전류-600) 초과하는것 테스트장치의성능 80% 전압에서 10초간격으로 10회반복하여도이상이없을것. 정격전압의 80 ~ 110% 의범위에서이상없이성능을발휘한다. 25

26 Ⅲ 특성과성능 항목 KS(C4613) 의요구성능 LS 누전차단기의성능 ELB종류 통전 정격 상선식 단상 평형 무통전 계 전류 부하 부하 1ф2W 6000 ㅡ ф3W ㅡ A 각2000 1ф3W 이하 계4000 3ф4W 각 계 ф2W 4000 ㅡ A 3ф3W ㅡ 초과 각1500 1ф3W A 계3000 전기용품안전관리법을만족한다. 1) 정격전류 225A 이하 Manual : 5000회개폐회수 : 10회 / 분 2) 정격전류 225A 초과 Manual : 1000회개폐회수 : 4회 / 분 내용착성, 내마모성이뛰어난은합금계의접점채용으로개폐내구성능이뛰어나다. 2단링크 (Link) 의기구부에의하여개폐되므로접촉압력에비하여조작력이작아기구적내구성능도우수하게되어있다. 5. 개폐내구성능 이하 각1000 3ф4W 계 A 1ф2W 1000 ㅡ 초과 3ф3W ㅡ A 3ф4W 각300 이하계 A 1ф2W 500 ㅡ 초과 3ф3W ㅡ A 3ф4W 각150 이하계 A 3ф3W ㅡ 초과 1000A 3ф4W 각150 이하계 ф3W ㅡ A 초과 3ф4W 각 계450 주 ) 시험조건은다음과같다. 1. 시험전압 : 정격전압 2. 시험전류 : 정격전류 3. 역율 : 0.75 ~ 전원전압변동율 : 5% 이하 6. 온도습도 내구성능 전자회로부는 에폭시 콤파운드 (Epoxy- 온도온도감도전류상온온도 Compound) 및함침등으로 KS를충분히 52~58 온도 22~28 절연저항상습 -25 습도저감습도내전압시험방지상습만족하는내구성을갖고있다. 90~100% 90~100% 금속부분은 12시간 4시간 8시간 4시간 16시간 4시간 도금등의 방청처리를 하여 KS에적합하게되어있다. 정격상온 정격전압, 전류인가전압상습 14사이클인가방지 전자회로부의부품은온도성능이우수한 부품을사용하고있으므로주위온도 -10 온도, 습도 14사이클반복후위의시험에이상이없을것. ~ 60 범위내에서감도전류, 동작시간등의변화는거의일으키지않는다. 26 누전차단기사용설명서

27 항목 KS(C4613) 의요구성능 LS 누전차단기의성능 7. 암모니아 가스내구성능 암모니아가스속에 72시간방치후단자부의체결강도에이상이없을것. 2.2G 16.7Hz (1000c/min) 4mm 무전압 60분압력인가 30분 방청, 방식을위한도금처리등이확실하게되어있으므로단자의파손, 체결불량등은생기지않는다. 진동내구시험은좌도와같이취부하여시험중에누전차단기가트립 (Trip), OFF 되지않는다. 8. 진동내구성능 감도에이상이없을것좌우전후상하 정격주파수정격전압 ( 진동내구시험의방향 ) 9. 충격내구성능 정격전류 시험전류 충격가속도 A A G 30이하 정격부동작전류 15 무통전 50 30초과 정격부동작전류 10 무통전 30 충격내구시험으로파손되거나 ON상태에서 OFF상태나트립상태로되지않는다. 상하 ( 충격내구시험의방향 ) 10. 중지락차단성능 11. 단시간전류특성 지락보호전용품에적용한다. KS(C4613) 을따른다. 형명 30GRh 정격전압 1.1 접점의현저한용착, 손상이없을것. 정격전류 10 전기적, 기계적손상이없을것. 각극에 2회 감도전류특성에이상이없을것. 지락보호전용품에적용한다. KS(C4613) 을따른다. 형명 30GRh 정격전압 1.1 접점의현저한용착, 정격단시간전류손상이없을것. 각극동시에 전기적, 기계적손상이인가없을것. 2분간격으로 감도전류특성에이상이 0.02초간 2회없을것. 27

28 Ⅲ 특성과성능 KS(C4613) 의요구성능 (1) 뇌임펄스내전압성능뇌임펄스파형이극단자간 LS누전차단기의성능 전자회로부에충격파흡수소자를갖추고 있으므로 오동작이나 손상을 일으키지 않는다. 7kV 충전부와외함간 시험으로오동작이나각부에이상이없을것. 0.5~1.5μs 32~48μs (2) 뇌임펄스부동작성능 지락검출부 뇌임펄스발생기 R S T U V W C R C : 콘덴서 0.03 μf R : 저항 0.1 MΩ 위와같이회로를구성하고 (1) 의파형을정, 부각각 3 회인가한다. 시험시오동작하지말것이며시험후감도전류특성에이상이없을것. 누전차단기의 과전류트립시간 정격전류 (A) 200% 125% 30이하 2분이내 60분이내 30초과 50이하 4분이내 60분이내 50초과 100이하 6분이내 120분이내 100초과 225이하 8분이내 120분이내 225초과 400이하 10분이내 120분이내 400초과 600이하 12분이내 120분이내 600초과 800이하 14분이내 120분이내 800초과 1000이하 16분이내 120분이내 1000초과 1200이하 18분이내 120분이내 LS누전차단기는 KS의과전류트립시간범위이내에서동작하도록설계되어있다. 28 누전차단기사용설명서

29 3. 특수환경 누전차단기가사용되는주위조건은천차만별이며동작특성, 단락및과부하성능, 내구성능에큰영향을주는것도있으므로사용하는장소를명확하게할필요가있다. 3.1 표준사용상태 일반적으로성능의확인은표준사용상태에서하는경우가대부분이며성능의보증도표준사용상태와현저히다른경우에서는곤란한것이있다. 이점을고려하여표준사용상태를다음과같이정한다. 1 사용주위온도 : -10 ~ 40 2 상대습도 : 45 ~ 84% 3 표고 : 2,000m이하 4 주파수 : 50/60Hz 5 분위기 : 먼지, 연기, 부식성가스, 가연성가스, 물기, 염분등이별로없는곳 6 기타 : 이상한진동충격을받지않는곳 3.2 특수사용조건 표준사용상태와다른상태에서사용하는경우일반적으로다음과같이고려하여사용하는것이바람직하다. 만약표준사용상태와다른조건을기본으로하여사용하는경우는그사용조건에대하여사전에제조자에게확인하여사용하거나특별사양으로주문, 제작하여야한다. (1) 고온에서의사용표준사용주위온도를넘는고온에서의사용에대하여서는절연물및전자회로부품의최고허용온도와단자온도등에특히주의하여야한다. 따라서주위온도 + 온도상승의값이최고허용온도이하로되도록적용부하전류를체감하지않으면안된다. [ 표9] 에그체감률의기준을나타낸다. 또, 전선은내열도가높은접속전선의사용을고려하여야한다. [ 표9] 주위온도에의한적용부하전류의체감률 주위온도 ( ) 체감률 이하 이하 이하 29

30 Ⅲ 특성과성능 (2) 저온에서의사용상시 -10 이하의저온에서누전차단기를사용하는것은특수한경우를제외하고는극히드물다고생각된다. 저온으로되면트립성능에영향을주거나, 금속이나절연물의저온취성에영향을주므로난방등의수단을강구할필요가있다. 특히, 비교적고온다습한상태에서빙점이하로온도가내려가는경우에는누전차단기내부기구가빙결하여움직이지않게될우려가있으므로빙결되지않도록난방등의조치가필요하다. 또, 저온에서고온또는고온에서저온으로급격히온도가변화되지않도록하여주는것이바람직하다. -25 정도의저온에누전차단기를방치하는것은특별히지장은없으나한랭지로수송하는경우등에서도누전차단기를 OFF( 가능하면트립 ) 로하여기구각부의응력이적게되도록하여금속, 절연물의저온취성에의한영향을받지않도록고려할필요가있다. -10 보다낮은온도에서설치, 사용하는경우에는사전에제조자와협의하는것이좋다. (3) 다습 ( 多濕 ) 조건에서의사용다습조건에서는절연내력및전기적수명의저하등전기적인성능저하의위험이있으므로방습구조등의보호를하는것과함께보수점검을충분히할필요가있다. 30 누전차단기사용설명서

31 누전차단기 Ⅳ. 선정과적용 1. 선정 2. 적용 3. 회로접속상의주의 4. 오동작에대하여 5. 고주파를갖는회로에의적용

32 Ⅳ 선정과적용 1. 선정 1.1 선정시고려해야할정격사항 LS 누전차단기는거의전기종 ( 소형 30AF의가정용제외 ) 이과부하, 단락보호겸용으로되어있으므로누전차단기의선정에있어서확인하여야할정격사항으로는정격전압, 정격전류, 정격감도전류, 동작시간, 정격차단전류등이있다. 이중에서정격전류와정격차단전류는 MCCB와동일하며누전차단기로서고유정격은정격감도전류와동작시간이다. 정격전압에대해서 ELB와 MCCB는개념을조금달리하고있으므로주의하여야한다. [ 표10] 에각정격사항에대한선정조건을나타낸다. [ 표10] 누전차단기선정시고려사항정격사항선정시고려사항반도체증폭식의누전트립방식으로그제어전원을주회로에서취하므로정격정격전압전압과사용회로전압이일치하도록하여야한다. 부하기기의전부하전류보다크게하고시동전류와같은사고가아닌일시적정격전류과전류에동작하지않도록선정하여야한다. 보호목적및지락선택협조의필요성에의해정한다. 정격감도전류및동작시간예를들면감전보호용으로서는일반적으로고감도형 ( 정격감도전류 30mA이하 ) 의고속형 ( 동적사건 0.1초이내 ) 을선정한다. 정격차단전류회로의규약단락전류치이상으로선정하여야한다. 1.2 정격전압의선정방법에대하여 MCCB의경우는적용회로전압이정격전압이하면어떠한회로전압에적용하여도지장없지만, ELB는 반도체증폭식누전트립방식의경우제어전원을취하므로적용회로전압에정격전압을맞추어야할필요가 있게된다. ELB는규격상 (KSC 4613) 정격전압의 110% 까지성능을보증하는것으로되어있고동작 범위는정격전압의 80 ~ 110% 로되어있으므로이범위에서의적용은문제가없다. LS 누전차단기의경우가정용은 110/220V겸용, 산업용은 220/460V겸용으로거의대부분구성되어 있으므로 ( 일부 220V 전용의것도있음 ) 적용회로전압의범위가넓어선정이편리하다. 정격별적용 가능회로전압은 [ 표12] 와같다. [ 표11] 정격전압별적용가능회로전압범위 정격전압 적용가능전압범위 110/220V 88V ~ 242V ( 전원전압의변동분도포함한다.) 220V(110V 사용가 ) 88V ~ 242V ( 단, 176V이하에서테스트버튼의동작은보증할수없음. 전원전압의변동분도포함한다.) 220V/460V 176V ~ 506V ( 전원전압의변동분도포함한다.) 32 누전차단기사용설명서

33 1.3 정격감도전류의선정에대하여 일반적으로법적규제를포함한보호목적및지락보호협조에의하여선정되지만여기에서는특히선정의포인트가되는보호목적에의한선정방법에대하여설명하도록한다. 감전방지를목적으로하는경우는고감도형의 15mA, 30mA 등으로하고누전화재나지락에의한기기손상등의방지를목적으로하는경우는중감도의 100mA, 200mA, 500mA 등으로하여도충분하다. 한편법적규제가적용되는곳에서는이를우선으로하여야한다. 또, 감전방지용으로고감도형을사용하고싶지만상시누설전류가크므로사용할수없는경우가있다. 이경우는기기의접촉전압을인체의허용접촉전압이하로되게하는기기의보호접지저항과정격감도전류를선정할필요가있다 법적규제에의한선정 누전차단기의정격감도전류의선정에대하여서는특수한경우를제외하고는규정은없으나 [ 표12] 에나타낸장소에서는정격감도전류의지정이있으므로이를준수하여야한다. [ 표12] 설치장소에따른정격감도전류의규정 No. 적용장소관련규정기계기구의철대및외상의접지공사가 1 곤란한경우의예외규정대지전압 150V 초과부하전류 50A 미만의 2 가반식및이동식의전동기계기구 3 양식욕실내의콘센트전기온수기, 전기난방기등의 4 심야전력기기제3종및특별제3종접지공사의 5 접지저항치를완화할수있는장소 관련규정전기설비기술기준제 34조내선규정 140절-2 산업안전기준제329조내선규정 200절-12 내선규정 629절 -5 내선규정 140절 - 1 전기설비기술기준제 19조 누전차단기의사양정격감도전류 30mA 이하동작시간 0.03초이하정격감도전류 30mA 이하동작시간 0.03초이하정격감도전류 30mA 이하동작시간 0.03초이하정격감도전류 30mA 이하동작시간 0.03초이하누전차단기접지감도전류저항치 30mA 500Ϊ 50mA 300Ϊ 100mA 150Ϊ 200mA 75Ϊ 300mA 50Ϊ 500mA 30Ϊ 33

34 Ⅳ 선정과적용 감전방지측면에따른선정 감전방지용으로서는고감도고속형을선정하지만접촉상태에따라서는중감도형으로도가능하며고감 도형을사용하고싶어도회로의상시누설전류나돌입전류등에의하여고감도형이적용불가능한경우도 있다. 저압전로지락보호지침 (JEAG8101) 에의하면전동기부하로서는 50A, 전등부하로서는 100A를 넘는경우 30mA의고감도형으로는오동작할우려가있으므로주의가필요하다고되어있다. 이러한 경우감전방지방법을기기의보호접지저항의조정으로접촉전압을낮추어인체통과전류를작게함으 로써감전을방지하도록한다. 즉 허용접촉전압 > 정격감도전류 기기의보호접지저항치 을만족 하도록정격감도전류에대한보호접지저항치를선정한다. [ 표13] 에각정격감도전류별로산출한결과를 나타낸다. [ 표13] 정격감도전류와보호접지저항치 보호접지저항치 (Ϊ) 정격감도전류물기있는곳이나금속제전기기계기구에상시그외접촉되면위험한장소 (ma) 접촉되고있는위험성이높은장소 ( 허용접촉전압 25V) ( 허용접촉전압 50V) 정격감도전류의선정기준 및 항에서설명한내용을포함하여감도전류선정기준을정리하면 [ 표 14] 와같다. [ 표 14] 정격감도전류의선정기준 정격감도전류 적용장소 보호목적 선정기준 고감도형 15mA 30mA 1) 기기의접지가곤란한곳 (15mA) 2) 양식욕실내의콘센트 (15mA) 3) 이동형, 가반형의전기기계기구 4) 심야전력기기 5) 습윤한장소등감전의위험성이 1) 전등, 콘센트회로 30mA 감도제품은정격전류 100A이하의전로에적용하는것이바람직하다. 2) 전동기부하 30mA 감도제품은 220V 회로의경우 : 7.5kW 이하 440V 회로의경우 : 15kW 이하의전로에적용하는것이 높은곳 바람직하다. 100mA 1) 대용량회로또는누설전류가큰회로에서오동작의우려가 중감도형을감전방지용으로사용하는경우 1 물기있는곳이나금속제전기기계기구에상시접촉 중감도 200mA 있는경우 2) 지락에의한기기의손상방지 3) 누전화재의방지 되어있는등의위험성이높은장소 25(V) 10 3 감도전류 (ma) < 보호접지저항치 (Ϊ) 형 500mA 2위의1항이외의장소 50(V) 10 3 감도전류 (ma) < 보호접지저항치 (Ϊ) 34 누전차단기사용설명서

35 1.3.4 전로의누설전류영향에대하여 전로 ( 부하기기를포함 ) 는절연상태가정상이어도대지와의부유정전용량 ( 浮游靜電容量 ) 이존재하므로상시누설전류가흐르게된다. 여기에투입시돌입전류의영향이더해져불요동작을일으키는경우가있으므로일반적으로상시누설전류가정격감도전류의 100% 이하가되도록정격감도전류를선택하는것이좋다. 전로의배선방식에따라서상시누설전류가이론상 0이되는경우도있다.( 스타결선 ) 그러나적어도 1선에대한상시누설전류를구하여감도전류를설정하는것이좋다. 전로의누설전류는여러가지요인이포함되어있으므로그값을알기위해서는실측하는것이바람직하지만현실적으로실측불가능한경우가많으므로계산에의해누설전류를구하여누전차단기의감도전류를선정해야한다. 누설전류의요인중에선로의길이, 전선의종류, 굵기등에의하여발생하는선로의누설전류와전동기의권선과외함간의누설전류그리고부하기기나서지필터 (Surge Filter) 등으로부터발생하는누설전류를구하여합산할필요가있다. (1) 선로의누설전류계산치 a. 3상 3선식델타결선 220V 전로전선사이즈 (Size) 에따른누설전류치를 [ 표15], [ 표16] 에나타낸다. [ 표15] 600V 비닐절연 (iv) 전선의경우 ( 대지에밀착하여배선한경우 ) 전선사이즈 1km당 1km당 C에의한 R에의한 1km당 (Size) 정전용량 절연저항 누설전류 누설전류 누설전류 ( mm2 ) C( μf ) R( MΩ ) Ic(mA) IR(mA) Ig=Ic+IR(mA) 비고 1. 정전용량 및 절연저항의 의미는아래그림과같다. 2. 본표의자료는전선메이커의자료에의함. 3. 누설전류는 U=220V, f=60hz로하여계산한것임. 4. 정전용량 C를구하는식은 ε C = ( μf /km) log10 d2 d1 ε: 전선절연체유전율 d1 d2 절연체전선도체대지 : 도체외경 : 절연체외경 35

36 Ⅳ 선정과적용 [ 표 16] 고무절연전선 (RB) 및 3 심 400V 가교폴리에틸렌절연전선 (CV) 의경우 ( 대지에밀착하여배선한경우 ) 전선사이즈 (Size) 전선의종류 고무절연전선 (RB) 3 심 600V 가교폴리에틸렌절연전선 (CV) 1km 당 1km 당 1km 당 1km 당 1km 당 1km 당 정전용량절연저항누설전류정전용량절연저항누설전류 μfmω ma μfmω ma 비고 1. 정전용량 C 및절연저항 R은 [ 표16] 과같이시설한경우의값임. 2. 본표의값은전선메이커의자료에의한것임. 3. 누설전류는 U = 220V, f = 60Hz으로하여계산한것임. b. 그외의배선방식에있어서의누설전류의계산 [ 표15], [ 표16] 에주어진값에다음 [ 표17] 의배율을곱하여얻는다. [ 표 17] 누설전류의환산표 배선방식의종류 배율 단상 2선식 110V선로 0.29 단상 3선식 220V선로 상 Y결선 440V선로 상 Y결선및단상 3선식선로의누설전류는평형부하로만구성된선로에서는 0으로되지만실제선로에서부하결선은여러가지단상부하선로로도구성되므로최악조건인 1선 (1상) 에대한누설전류를계산하였다. (2) 배선공사방법과누설전류 a. 대지거리와정전용량의관계 [ 표15], [ 표16] 을보면전선으로부터의누설전류가매우많다는것을알수있다. 또한전선을대지로부터떨어지게하면누설전류가적어진다는것을알수있다. 대지거리와정전용량의관계를나타내면다음의 [ 그림15] 과같이된다. 36 누전차단기사용설명서

37 [ 그림 15] 대지거리와정전용량의관계 전선 40 l 20 대지 10 7 정전용량 대지거리 lm b. 전선이대지로부터 4m 이상떨어져배선된경우목조건축물의천정배선및 2층이상의배선, 전주를사용한공중배선등전선을대지, 콘크리트벽의철근, 철골로부터 4m 이상띄운경우, 전선의대지정전용량은 [ 그림15] 으로부터 [ 표15], [ 표16] 에나타낸값의 0.6% 정도로되므로누설전류는다음의 [ 표18] 과같이된다. [ 표18] 전선을대지로부터 4m 이상띄워서배선한경우 1km당누설전류 단위 : ma 전선의종류전선사이즈mm2 IV RB CV

38 Ⅳ 선정과적용 c. 전선이대지로부터 10cm 이상떨어져배선된경우철근콘크리트건물, 철골건물등에서대지또는철근, 철골로부터 10cm 이상띄운경우전선의대지정전용량은 [ 그림15] 으로부터 [ 표15], [ 표16] 에나타낸값의 1.3% 정도로되므로누설전류는다음의 [ 표19] 와같이된다. [ 표19] 전선을대지로부터 10cm 이상띄워서배선한경우 1km당누설전류 단위 : ma 전선의종류 전선사이즈mm2 IV RB CV d. 전선이대지로부터 1.5mm이상떨어져배선된경우비닐관매입공사등으로비닐관의살두께만큼대지또는콘크리트벽의철근, 철골로부터떨어지는경우 ( 대개 1.5mm이상 ), 전선의대지정전용량은 [ 그림15] 으로부터 [ 표15], [ 표16] 에나타낸값의 20% 정도로되므로누설전류는다음의 [ 표20] 과같이된다. 38 누전차단기사용설명서

39 [ 표20] 전선을대지로부터 1.5mm이상띄워서배선한경우 1km당누설전류 단위 : ma 전선의종류 전선사이즈mm2 IV RB CV e. 전선을대지에밀착하여배선한경우철관공사, 철닥터공사, 배전반내배선등금속을통하여대지와밀착된경우전선의대지정전용량은 [ 표15], [ 표16] 과같이주어진다. 따라서누설전류치도 [ 표15], [ 표16] 에나타낸값과같다. (3) 전동기에의한누설전류전동기의경우운전시와시동시의누설전류를고려하지않으면안된다. 운전시의누설전류는대지정전용량및대지절연저항을통하여흐른다. 시동시에는부하전류가크게되는것뿐이므로누설전류는운전시와실제로는동일하다. 그러나정상상태에서영상전류 ( 지락전류 ) 가흐르지않아도누전차단기내부의영상전류검출소자인영상변류기 (ZCT) 철심재료의특성, 관통 1차도체의기하학적배치의불평형등에의하여 ZCT 철심자속의벡터합이 0으로되지않아 ZCT 2차권선에약간의출력 ( 잔류전류 ) 이나타나는현상이있는데이를 ZCT 평형특성또는잔류전류특성이라고한다. 이출력은 ZCT 1차전류 ( 누전차단기의부하전류 ) 에비례하여커지게된다. 따라서시동시에는상당히큰부하전류가흐르기때문에평형특성에의한 ZCT의 2차출력도커지게되므로누설전류계산에고려하지않으면안된다. 3상유도전동기의평형특성에의한영상분전류를고려한누설전류치는다음의 [ 표21] 와같다. 39

40 Ⅳ 선정과적용 [ 표21] 3상유도전동기의누설전류 (220V) 단위 : ma 전동기용량 부하전류 (A) 정전용량에의한 절연저항에 시동시영상분 누설전류 (kw) 전부하 시동 누설전류 (IC) 누설전류 (IR) 전류의영향 (IM) IC=IR+IM 지락선택협조를고려한선정 지락보호협조를고려하여사고회로만을차단하고자할경우상위누전차단기및하위누전차단기의선정조건은다음과같이하여야한다. 감도전류 : 상위누전차단기의정격부동작전류 > 하위누전차단기의정격감도전류 동작시간 : 상위누전차단기의관성부동작시간 > 하위누전차단기의동작시간 KSC 4613에의한동작시간및감도전류의구분은다음과같다. [ 그림16] 형식별동작시간감도전류곡선 [ 표22] 형식별감도전류 단위 :ma 구 분 정격감도전류 정격부동작전류 정격감도전류의 50% 이상 인체감전보호용 단, 정격감도전류가 및 5 ~ 20 10mA 이하의것은 고감도형 60% 이상으로한다. 중감도형 50 ~ 1000 정격감도전류의 50% 이상 저감도형 3000 ~ 누전차단기사용설명서 동작시간 (sec) 고감도형 중감도형 감도전류 (A) 시연형 고속형 인체감전보호형

41 [ 표23] 형식별동작시간 반한시형 인체감전보호용 고속형 시연형 정격감도 정격감도 정격감도 전류 전류의 1.4배 전류의 4.4배 0.03 초이내 0.1초이내 0.1초초과 0.2초초과 0.1초초과 2초이내 1초이내 0.5초이내 0.05초이내 위의 [ 그림16] 에나타난바와같이인체감전보호용이나고속형의중감도형으로도일부선택협조가가능하나보다광범위한선택협조를위하여서는시연형의누전차단기가필요하게된다. 아직국내에서는시연형, 반한시형등의누전차단기가생산되지않고있다. 2. 적용 2.1 전동기회로에의적용 누전차단기를전동기회로에적용하는경우, 전동기의시동전류에의하여누전차단기가오동작하지않도록선정하지않으면안된다. [ 그림17] 의그래프와같이누전차단기의순시동작전류치가전동기의시동전류치보다커야한다. 누전차단기선정에있어서특히주의해야할정격사항은 [ 표24] 에나타내었다. [ 그림 17] 전동기회로에있어서과전류보호협조특성 시간 전선열특성전동기열특성 전자개폐기동작특성과부하단락겸용형누전차단기동작특성 전동기시동특성 전류 41

42 Ⅳ 선정과적용 [ 표 24] 전동기회로의누전차단기적용에있어서주의해야할정격사항 전동기분기회로 전동기간선 회로도 M M M M 부하전류이상의정격전류치를갖는것을선정하는것은물론이지만, 이외에도전동기시동시의시동전류에의하여누전차단기가오동작하지않도록확인하여야한다. 구체적으로다음조건을만족하는정격의것을선정하면된다. 정격 전류 지락보호전용형누전차단기 누전차단기의평형특성 > 전동기시동전류 과부하단락보호겸용형누전차단기 1 누전차단기의평형특성 > 전동기의시동전류 2 누전차단기의과전류동작특성 > 전동기의시간특성 ([ 그림18] 참조 ) * LS 누전차단기의경우, 평형특성은과전류동작특성의순시트립전류이상으로되어있으므로 2를만족하면 1도자동적으로만족된다. 과부하, 단락보호겸용형의경우는과전류동작특성과전선, 전동기의열특성을비교, 검토할필요가있다. 또한 - 시동의경우, 절환방식에따라서는에서 로절환후에직입시의시동전류가상회하는과도돌입전류가발생하는것이있으므로주의하여야한다. 정격감도전류적용 감전보호가가능한 30mA 이하의고감도고속형누전차단기를선정한다. 단, 고감도누전차단기가시동전류또는상시누설전류에의하여불필요하게동작하는가능성이있는경우에는전동기프레임 (Frame) 의보호접지저항치를 [ 표14] 의값이하로설정하여, 전동기프레임의접촉전압이인체의허용접촉전압이하로되도록고려하여, 중감도고속형의누전차단기를선정한다. [ 표25], [ 표26] 참조 부하전동기가많고전원에가까워서상시누설전류가크게되기때문에고감도형의누전차단기를사용하면불필요하게동작할가능성이높다. 또, 그시설목적은일반적으로누전화재방지, 지락아크 (Arc) 에의한기계의손상방지등에있는경우가많으므로 200mA, 500mA등중감도형누전차단기를선정한다. [ 표27], [ 표28] 참조 42 누전차단기사용설명서

43 [ 표 25] AC200 ~ 220V 3 상유도전동기회로에누전차단기적용 정격출력 (kw) 전동기 전부하전류 (A) LS 누전차단기의형식및정격전류 (A) 2.5kA 5kA 10kA 25kA 35kA 50kA 65kA 85kA 100kA 125kA 전자접촉기와 조합한경우 33FR 53FR 33FRb 53FRb EBS 33b EBE 53b EBE 63b 60 EBH 33b EBS 53b 주 ) 1. 전동기시동조건전부하전류의 6 배 -10 초이내단 *1. 전부하전류의 14 배이내, *2. 전부하전류의 10 배이내, *3. 전부하전류의 6 배 -6 초이내, 시동시돌입전류 - 전부하전류의 17 배이내 2. 전동기의전부하전류는전동기메이커및종류에따라서조금씩다를수도있다. 3. 전자개폐기는반내취부의경우 (AC3 급 ) 를나타냄.( 시동시간이긴부하의경우에는지동형계전기를사용할필요가있다.) EBS 63b EBE 103b EBE 203b EBH 53b EBS 103b EBS 203b EBH 103b EBH 203b EBH EBL EBL EBL GMC-12 GMC-22 GMC-32 GMC-40 GMC-50 GMC-65 GMC-85 GMC-100 GMC-125 GMC-150 GMC-180 GMC-220 M [ 표 26] AC400 ~ 440V 3 상유도전동기회로에누전차단기적용 정격출력 (kw) 전동기 전부하전류 (A) EBS 33b LS 누전차단기의형식및정격전류 (A) 5kA 10kA 18kA 25kA 35kA 42kA 65kA 전자접촉기와조합한경우 EBE 53b EBE 63b 60 EBH 33b EBS 53b EBS 63b EBE 103b EBE 203b 주 ) 1. 전동기시동조건전부하전류의 6 배 -10 초이내단 *1. 전부하전류의 14 배이내, *2. 전부하전류의 10 배이내, *3. 전부하전류의 6 배 -6 초이내, 시동시돌입전류 - 전부하전류의 17 배이내 2. 전동기의전부하전류는전동기메이커및종류에따라서조금씩다를수도있다. 3. 전자개폐기는반내취부의경우 (AC3 급 ) 를나타냄.( 시동시간이긴부하의경우에는지동형계전기를사용할필요가있다.) EBH 53b EBS 103b EBS 203b EBH 103b EBH 203b EBH EBL EBL EBL GMC-12 GMC-22 GMC-32 GMC-40 GMC-50 GMC-65 GMC-85 GMC-100 GMC-125 GMC-150 M 43

44 Ⅳ 선정과적용 [ 표 27] 전동기간선용누전차단기선정표 (AC220 ~ 220V 3 상유도전동기 ) 전동기 최대 전동기중최대용량 (kw) : 전동기용량 (A) : 전부하전류 kw합계사용전류 (kw이하 ) (A이하) 주 ) 1. 누전차단기의정격전류는다음의조건에의하여선정하였다. 수용유을 100% 로한다. 전동기의전부하전류는내선규정 (305-10) 의규약전류로한다. 전동기의시동조건은전부하전류의 600% 에서 2 초초과, 돌입전류 1700%( 실효치 ) 로한다. 2. 정역운전등에서돌입전류가매우큰경우에는이표의값보다큰정격전류를선정할필요가있다. 3. 전동기중최대용량에는동시에시동하는경우를포함한다. [ 표 28] 전동기간선용누전차단기선정표 (AC400~440V 3 상유도전동기 ) M M M 전동기 최대 전동기중최대용량 (kw) : 전동기용량 (A) : 전부하전류 kw합계사용전류 (kw이하 ) (A이하) 주 ) 1. 누전차단기의정격전류는다음의조건에의하여선정하였다. 수용유을 100% 로한다. 전동기의전부하전류는내선규정 (305-10) 의규약전류로한다. 전동기의시동조건은전부하전류의 600% 에서 2 초초과, 돌입전류 1700%( 실효치 ) 로한다. 2. 정역운전등에서돌입전류가매우큰경우에는이표의값보다큰정격전류를선정할필요가있다. 3. 전동기중최대용량에는동시에시동하는경우를포함한다. ELB ELB 44 누전차단기사용설명서 M M M

45 2.2 아크용접기회로에의적용 아크용접기는작업현장을이동하면서사용되는경우가많으므로 1차측의이동전선에작업자가닿을우려가많으므로누전차단기를설치하는것이바람직하다. 아크용접기용으로서사용되는누전차단기는용접이시작될때흐르는순간적인과도전류로오동작하지않아야한다. [ 그림 18] 아크용접기의회로 변압기누전차단기용접기 고압 220V 최대 95V 이하 용접봉 트랜스 정격방지장치 피용접물 감전보호가목적이므로감도전류는 30mA로하는것이좋지만수십대의용접기를 1대의누전차단기에연결하는경우나누전차단기와용접기간의전선길이가매우긴경우에는대지정전용량을고려하여중감도형의누전차단기 (200, 500mA감도 ) 설치를고려해야한다. 또한아크용접기트랜스 (Trans) 2차측전로의전압은용접하고있지않은경우는최대 95V정도까지나타날수있으므로감전의위험성이있다. 이를방지하기위하여서는 [ 그림18] 에나타낸바와같이정격방지장치를설치하는것이좋다. 정격방지장치는용접하지않을때에는용접기트랜스의 1차측을개방하여 2차측에전압이 25V 이하가되도록한다. 용접중에는용접봉과피용접물간의전압이수V로저하하므로감전의염려는없다. 선정상의유의점은다음과같다. 45

46 Ⅳ 선정과적용 1 과전류트립특성순시트립전류치가용접기의과도돌입전류치보다도크게설정되어져야한다. 용접기의과도돌입전류치는통상의시판품에있어서정격전류의 8 ~ 9배정도이다. 2누전트립특성용접기의과도돌입전류에의하여 ZCT의 2차측에출력이발생하여오동작할수가있다. 그러나 LS 누전차단기는이러한과도전류에견디는특성 ( 평형특성 ) 이뛰어나므로표준품으로서도오동작의염려는없다. [ 그림 19] 누전차단기의과전류트립특성 동작시간 1 시간 10 분 80 초 10 초 5 초 0.5초 0.1초 0.05초 0.01초 용접기의특성 과도돌립전류 순시트립영역 누전차단기의평형특성 전류 ( 누전차단기의정격전류에대한 %) 3 정격전류선정최대출력으로사용되는경우를생각하여다음식으로산정하는것이일반적이다. IN k P 10 3 E IN : 누전차단기의정격전류 (A) P : 용접기의정격용량 (kva) E : 용접기의정격전압 (V) K : 최대출력으로사용하는경우를고려한비례상수로서통상 1.2정도로한다. 4 정격감도전류선정감전보호가주목적이므로정격감도전류는 30mA의것을선정하면되나전로의길이가아주긴경우등은전로의대지정전용량으로인하여오동작하는경우가있으므로주의를요한다. 이경우의감도전류산출은다음과같이한다. IΔN k (λ Ig1 + n Ig2) IΔN : 누전차단기의정격감도전류 (ma) λ : 누전차단기의용접기간의전선로의합계 (km) Ig1 : 전로 1km당의누설전류 (ma/km) ([ 표15] ~ [ 표20] 을참조할것 ) n : 용접기대수 Ig2 : 용접기 1대당누설전류 (ma) ( 통상 1mA이하이므로 1로하여계산한다.) k : 개폐서지 (Surge) 등의침입을고려한안전율로서통상 10정도로한다. 46 누전차단기사용설명서

47 2.4 스폿 (Spot) 용접기회로에의적용 [ 그림 20] 스폿용접기회로 변압기누전차단기용접기 고압 220V 8V 용접봉 트랜스 피용접물 제어회로 스폿용접기회로는짧은주기 (1 분이내 ) 의단속부하로되므로, 열적등가전류를기준으로하여선정 한다. 열적등가전류는다음과같이계산한다. Ie = p max 10 3 b E 누전차단기의정격전류 IN 는여기서 20% 의여유율을고려하여 Ie : 열적등가전류 (A) Pmax : 용접기의표준최대입력 (kva) E : 전원전압 (V) b : 사용율 ( 통전시간 / 용접주기 ) IN 1.2 p max 10 3 b E 한편용접기사용개시시에순간과도돌입전류가흐르게되므로누전차단기의순시트립장치가동작하지않도록선정할필요가있다. 용접기의최대입력전류를용접기 2차측이완전단락된상태까지고려하여표준최대입력전류의 1.3배로하고여기에과도돌입전류의배율을곱한값이누전차단기의순시트립전류값이하로되게선정하여야한다. INS p max * E INS : 누전차단기의순시트립전류 * : 돌입전류의배율 1. 동기식파두제어장치부착 : 1 ~ 1.5배 2. 동기식파두제어장치미부착 : 1.4 ~ 3배 감도전류는아크용접기회로와마찬가지로 30mA의것이바람직하지만전로의길이가아주길게되거나한대의누전차단기에여러대의용접기를연결하는등의경우에는상시누설전류에의한오동작이우려되므로중감도형의것을선정할필요가있다. 정격전류의선정은 [ 표29] 과같다. 47

48 Ⅳ 선정과적용 [ 표 29] 스폿용접기회로에있어서의누전차단기선정 스폿 (Spot) 용접기 최대입력 (kva) 단상 최대입력전류 (A) 선정기준 열적등가전류 1.2 (A) 사용율 220V 440V 50% 40% 30% 20% 돌입전류예상치 (A) 50% 정격형식전류 (A) 적용누전차단기 사용율 40% 30% 20% 정격 정격 정격 형식 전류 (A) 형식 전류 (A) 형식 전류 (A) EBS33b 30 EBS33b EBH33b EBS33b EBS33b EBE53b 40 EBE53b 30 EBH33b 30 EBH33b 30 EBE63b EBE63b EBE53b EBE53b EBS53b 50 EBS53b 40 EBE63b 40 EBE63b 30 EBS63b EBS63b EBS53b EBS53b EBL53 EBL53 EBS63b EBS63b EBE103b EBL53 50 EBL53 50 EBS103b EBE103b EBH103b 100 EBS103b EBL103 EBH103b EBE103b EBL103 EBS103b EBE103b EBH103b 100 EBS103b 75 EBL103 EBH103b EBL EBE203b EBE203b EBS203b 150 EBS203b EBH203b EBH203b EBL EBL EBE203b EBS203b EBH203b EBL203 EBE203b EBS203b 175 EBE403 EBH203b EBS EBE EBL EBH403 EBS403 EBE EBL EBH EBS EBL403 EBH403 EBE EBE EBL EBS EBS603 EBH403 EBL603 EBL 누전차단기사용설명서

49 3. 회로접속상의주의 3.1 회로방식별접속예 1ф2W, 1ф3W, 3ф3W, 3ф4W 의회로별접속예는다음표와같다 [ 표 30] 회로방식별접속예 회로방식 1 단상 2 선식 (1ф2W) 110V 또는 220V 회로 2 단상 3 선식 (1ф3W) 110V 또는 220V 회로 110V 220V 220V 110V 110V 접속도 2P 3P 2P 3P 3P 2P 또는 3P 2P 또는 3P 110/220V 겸용형 110/220V 겸용형 220V 형 220/460V 겸용형 110/220V 겸용형 220V 형 220/460V 겸용형 110/220V 겸용형 220V 형 110/220V 겸용형 220V 형 220/460V 겸용형 일반적인한전공급의단상회로에서는 220V 겸용형의것이회로전압, 회로방식에상관없이사용가능하다. 회로방식 3 3 상 3 선식 (3ф3W) 220V 회로 ( 결선 ) 4 3 상 3 선식 (3ф3W) 380V 회로 (Y 결선 ) 220V 380V 접속도 3P 2P 또는 3P 3P 110/220V 겸용형 220V 형 220/460V 겸용형 110/220V 겸용형 220V 형 220/460V 겸용형 220/460V 겸용형 회로방식 일반적으로한전공급의저압 3 상 3 선식회로에서는 220/460V 겸용형의것이회로방식에관계없이사용가능하다. 5 3 상 4 선식 (3ф4W) 380V 회로 (Y 결선 ) 380V 220V 접속도 3P 2P 또는 3P 2P 또는 3P 3P 220/460V겸용형 220/460V겸용형 110/220V겸용형 220V형 220/460V겸용형 220/460V 겸용형 일반적인한전공급의저압 3 상 3 선식회로에서는 220/460V 겸용의것이회로방식에관계없이사용가능하다. 49

50 Ⅳ 선정과적용 3.2 오접속예 누전차단기는접속을잘못하게되면부동작, 오동작, 내부소손등을일으킬수있으므로올바른접속이중요하다. [ 표31] 에틀리기쉬운접속의예를나타낸다. [ 표 31] 틀리기쉬운접속예 항목 오접속회로도 발생되는현상 (1) 전원측과 역접속을하게되면누전차단기가트립 부하측의 증폭부 되어도증폭부에전압이걸린상태로 역접속은불가 전원 부하 M 유지되므로내부의사이리스터 (Thyristor) 가 OFF 되지않고계속트립 ( 부하측 ) ( 전원측 ) 누전차단기 신호가나오므로트립코일이소손되게된다. (2) 병렬회로에의 1 과같은단순한병렬회로나 2 와 적용은불가 1 전원측 2 전원측 같은변압기병렬운전과같은회로 에서어느쪽이나마찬가지로 1 대의 누전차단기를투입한후두번째의누전 차단기를투입하면트립되어버린다. 또한 1 대를투입한후두번째의누전 차단기의테스트버튼을누르면트립된 부하측 부하측 뒤에도계속부하측으로전원이공급 되므로트립코일이소손된다. (3) 병렬회로에의중성점에 변압기 2 차측 ZCT ZCT 중성점의접지선에 ZCT 를설치하고 지락전류검출을 부하를병렬연결하면 (2) 항과마찬 위하여 ZCT 를 가지로되어부하의언밸런스 설치하는것은불가 부하측 (Unbalance) 를지락전류로검출하여버리게된다. (4) 3 4W 회로에 3극품을사용시부하단에서중성선과의사이에부하를연결하는것은 부하 단상부하의전류가 ZCT를통하지않은중성선을통하여흐르기때문에지락전류로검출되어누전차단기가트립되어버린다. 불가 50 누전차단기사용설명서

51 [ 표 31] 틀리기쉬운접속예 항목 오접속회로도 발생되는현상 (5) 누전차단기에 전동기부하 M 에누전이발생하여도 공통접지선을접속하는것은불가 ZCT M 누전전류가누전차단기에접속된공통접지선을통하여흐르게되며이는 ZCT에서검출되지않으므로누전 공통접지선 차단기는동작하지않게된다. 이것은테스트버튼에의한검사로는확인할 수없다. (6) 누전차단기의 접지점을통하여부하전류의일부가 부하측에서중성선접지를취하는것은불가 C A B ZCT Ic I'c M I c 와같이대지를통하여분류할수가있으므로누전차단기가오동작을일으킬수있으며한편부하 M에서누전이발생하여도 (5) 항과같이부동작할수가있다. (7) 누전차단기를 기기프레임 (Frame) 이공통접지선에 취부한회로의 접속되어있으면누전차단기가취부 접지를누전차단기를 ELB ELB MCCB 되지않은회로의부하기기에서누전이발생하여도회로는차단되지않으므로 취부하지않은 누전차단기가취부되어있는기기의 회로의접지와 프레임에도고장전압이나타나게 공통으로하는 M1 M2 M3 되므로위험하다. 것은불가 접지를별도로하거나전체의회로에 누전차단기를취부하여야할필요가 있다. 51

52 Ⅳ 선정과적용 4. 오동작에대하여 누전차단기가누전, 감전, 지락등에의하여설치목적에맞게올바르게동작하는것을정상동작이라고하며, 선정의부적절, 환경조건, 회로조건부적절등에의하여누전과같은사고가발생하지않았음에도불구하고동작하는것을오동작또는불요동작이라고한다. 한편누전차단기선정의부적절, 접지배선의부적당, 누전차단기내부결함등에의하여누전지락사고가발생하여도동작하지않는것을오부동작이라고한다. 오동작이나오부동작에있어서누전차단기자체의결함에의한것을방지하기위하여제조공정상중간시험및완성시험을 100% 실시하고있으나누전차단기는안전을확보하기위한기구이므로월 1회정도테스트버튼에의한동작검사를실시할필요가있다. 근래에들어누전차단기의설치사용은날로증가하고있으나사용자중에서는 누전차단기는이유도없이동작하여곤란하다 고하는선입관을갖고있는경우가많으므로여기에서는오동작의분류별원인해석과함께올바른선정과사용에관하여기술한다. 4.1 누전차단기의동작분류 정상동작 (1) 누전, 감전, 지락등에의한동작 동작 누전차단기에기인 (2) 누전차단기의불량 (3) 부적당한감도전류 오동작 회로에기인 (4) 서지 (Surge) 에의한것 (5) 순환전류에의한것 (6) 유도에의한것 (7) 오결선에의한것 (8) 부적합한접지에의한것 (9) 분기회로지락시파급효과에의한것 (10) 과부하, 단락에의한것 (11) 환경 ( 진동, 충격등 ) 에의한것 (12) 캐리어폰장치에의한것 (13) 기타 52 누전차단기사용설명서

53 4.2 동작의내용 (1) 정상동작누전차단기가그설치목적에부합하여동작하는것으로주요동작원인은다음과같다. 가. 기기의절연열화 세탁기등물을사용하는것, 프레스 (Press) 등충격이큰것에많다. 나. 배선의절연열화 임시선로의연결부, 단자등에많다. 다. 불량공사 공사중의케이블 (Cable) 손상, 단선등에의한지락라. 취급부주의 침수에의한감전지락, 파손등에의한지락 (2) 누전차단기의불량부품의열화부식에의한고장등이있으나누전검출부분의고장은적은편이다. 트립코일부나개폐기구부의마모에의한투입불량의경우도있다. 또고장이외에평형특성이나쁜것은모터 (Motor) 시동전류에동작하는것도있다. 누전차단기에사용하는 ZCT의특성이나쁜경우나 ZCT의자기 ( 磁氣 ) 시일드 (Shield) 효과가좋지않은경우에는잔류전류의영향으로 ZCT의평형특성이저하되어전동기의시동전류 ( 전부하전류의수배 ) 가흐를경우지락이발생한것과같이 ZCT의 2차권선에기전력이발생하여오동작하는수가있다. 잔류전류의영향은모선전류가클수록커지게되므로부하전류가큰회로에서는주의할필요가있다. ZCT의잔류전류특성은절심재료, 도체배치위치, 권선등에의하여달라지게되지만일반적인회로에있어서이러한원인으로오동작하여서는안된다. 재질이나쁜 ZCT용 ( 用 ) 철심을사용한다든가 ZCT의시일드효과가충분하지않으면오동작의원인이되므로 LS 누전차단기의 ZCT 철심재질은 Ni를주성분으로하는잔류자기특성이우수한파머로이를사용하였으므로잔류전류의영향이아주작게되고수 1000A의전류에대하여서도오동작하지않는다. 또부하가불평형전류로된경우에있어서도이론적으로누전차단기가동작하지않지만잔류전류특성이나쁜 ZCT를사용하면오동작으로이어지게된다. 전동기시동시또는불평형부하의경우에오동작하는것은둘다잔류전류특성에기인하는 ZCT의평형특성이나쁘기때문에발생하는것으로서믿을수있는메이커의신뢰성있는제품을사용할필요가있다. (3) 부적당한감도전류누전차단기의감도전류가회로의상시누설전류에비하여예민한경우에동작하게되므로선정상의문제라고할수있다. 회로의누설전류는전선의대지정전용량에의한것이대부분이지만전기로나히터 (Heater) 등에서는고온시에절연저항이저하되는것도있으므로누전차단기동작의원인규명이힘든경우도있다. 또회로의누설전류에서주의를요하는것은정상시상시누설전류뿐만아니라개폐시나시동시의과도적인대지누설전류가누전차단기를동작시키는경우도있다. 시동시과도누설전류는시동시권선의전위분포가운전시와다르기때문에권선의프레임 (Frame) 에대한정전용량을통하여발생하는것이다. 53

54 Ⅳ 선정과적용 부하기기나배전선의대지에대한정전용량이큰경우에는정상시에도상당히큰영상분전류가흐르게되며이것이누전차단기의정격부동작전류치를넘게되어동작하는경우가있다. 이는일반적으로다수의분기회로를결합하여 1대의누전차단기로지락보호를행하는경우에발생한다. 또정전용량이커지게되면부하회로개폐시에오동작하기쉬우므로저압회로의감전방지에있어서는될수있는한분기회로각각에누전차단기를설치하는것이바람직하다. (4) 서지 (Surge) 에의한것배전선의유도뢰 ( 誘導雷 ) 에의한서지에대하여서는 KSC 4613에따라뇌임펄스부동작시험을하므로내서지성능은보증되고있다. 유도뢰서지의영향을받으면높은전압이전선로를통하여배전기기에가하여진다. 이경우누전차단기의전자회로가오동작하여트립된다든지전자부품이파괴되어동작불능의고장을일으킬수있다. 인입구용누전차단기등에서는이영향을받기쉬우므로주의하여야한다. 유도뢰에의한서지의크기와빈도는지역에따라서상당히다르지만통계적으로 5kV 이하가대부분이면최고 6~7kV에이르는경우도가끔있다. LS 누전차단기는이와같은서지에충분히대응가능한서지흡수소자를전자회로부에사용하고있으므로오동작염려가없도록하였다. 유도성의부하기기를개폐할때에는순간적으로개폐서지가발생하게된다. 배전선이나부하기기가대지에대하여정전용량을갖고있으므로이대지정전용량을통하여흐르는누설전류는개폐시에순간적으로증대하여정격부동작전류치를넘게되면누전차단기가동작하게된다. 전류는정도의차이는있으나대지에대하여정전용량을가지게되는데각상의용량이동일하게되어있으면단상 3선회로나 3상 Y결선회로등에서는영상분전류는없게되지만접점의채터링 (Chattering) 등에의하여개폐서지가발생하였을경우전압위상이붕괴될뿐만아니라고주파전압으로되므로대지정전용량에의한임피던스가작게되어과대한충전전류가흐르게된다. 그결과 ZCT의 2차권선에기전력이발생하여누전차단기를동작시킬수있으므로 LS 누전차단기의전자회로부에는서지전압에의한단시간의 ZCT 2차출력에대해서는동작하지않도록 ZCT 2차측에필터 (Filter) 회로를구성함과아울러과전류나과도지락전류에대하여누전차단기전용 IC보호를위한서지바이패스 (Surge Bypass) 회로가구성되어있으므로통상의일반적인회로에있어서오동작의염려는없다. [ 그림21] 병렬회로 (5) 순환전류에의한것 [ 그림21] 과같이부하측이병렬결합된회로에서는좌우분기각상분의 A B 분류전류가반드시동일하게된다고할수없으며예를들어 A 상이 11A 와 9A 로분류하여흐른다고하면그차에해당하는 1A 의전류가이 1A 누전차단기 병렬회로의루프 (Loop) 를순환하는것으로되어진다. 이순환전류는누전차단기에있어서지락전류로검출되므로이러한 11A 10A 9A 10A 누전차단기의병렬사용은절대로금지하여야한다. 부하 20A 54 누전차단기사용설명서

55 (6) 유도에의한것위의 (5) 에서와같은병렬회로에서는 ZCT의 1차권선이루프를형성하고있으므로순환전류뿐만아니라주변의대전류모선 ( 母線 ) 의자장에의하여유도전류가발생하기쉽게된다. 이러한유도전류는순환전류와같은경로로흐르게되므로누전차단기의오동작을일으키게된다. (7) 오결선에의한것 4.3.2항의 [ 표31] 과같은 7개항목의오결선은누전차단기오동작의원인이되므로주의하여야한다. (8) 부적당한접지에의한것전자회로를사용하는부하 ( 전자계산기, NC공작기 ) 등에서는전자회로의노이즈방지를위하여라인필터 (Line Filter) 를설치하는경우가있다. 이경우라인필터의접지를통하여상시누설전류가흐르게되므로누전차단기가동작하게된다. 이를방지하기위하여서는전원부에절연변압기를설치하면된다. 또, 피뢰용어레스터의접지등은누전차단기의전원측에설치하여야된다. 어레스터가누전차단기의부하단에설치되어있으면낙뢰전류가누전차단기를통하여대지로흘러들어가므로이전류에의하여누전차단기가동작하는수가있게된다. (9) 분기회로지락시의건전회로의동작 [ 그림22] 와같이분기회로의한지점에지락이발생한경우인접한건전한분기회로에대지정전용량을통하여지락전류를흐르게할수있다. 이경우건전한회로의누전차단기가동작하는수가있으며이를방지하기위해서는대지정전용량을고려하여감도전류를선정하면된다. [ 그림 22] 대지정전용량을통한건전회로의동작 사고회로 건전회로 (10) 과부하, 단락에의한동작과부하, 단락동작요소가있는누전차단기가과부하, 단락등에의하여동작하는것은당연한것이지만누전차단기라는명칭때문에간과하는수가있다. 또한지락보호전용누전차단기의경우에있어서도평형특성에한계가있으므로과대한전류가흐르게되면동작하게되므로주의하여야한다. (11) 진동, 충격, 고온등의주위환경주위환경에대한내성은 LS 배선용차단기 (MCCB) 와거의동일한성능을가지고있으나전자회로부를갖고있으므로고온에대하여서는다소주의하여야한다. 단, 고온에대하여서도 3.2의 6항의성능을갖고있으므로사용시에참조하기바란다. 55

56 Ⅳ 선정과적용 (12) 캐리어폰장치에의한것전력선을이용하여통화가능한캐리어폰이설치되어있는전로에누전차단기를취부하면오동작하게된다. [ 그림23] 과같이캐리어폰장치는고주파신호 ( 통상 50kHz~400kHz) 를전력선과대지사이에강제적으로인가하는장치이므로누전차단기로서는이고주파신호를지락전류로검출하게되며오동작하게되는것이다. 오동작할것인지안할것인지는고주파신호의크기와누전차단기의고주파특성및정격감도전류의크기에좌우된다. 이를방지하기위해서는고주파신호의크기를상시누설전류로고려하여누전차단기의감도전류를선정하여야한다. [ 그림23] 캐리어폰장치의설치예 전력선 누전차단기 고주파결합기 스피커마이크로폰 송수신기 고주파전류 캐리어폰장치 캐리어폰장치 (13) 기타전로나부하기기를서지로부터보호하기위하여 [ 그림24] 와같이서지흡수회로를구성하는경우가있다. 이경우서지흡수회로를통하여서지전류가흐르게되면누전차단기는당연히동작하게된다. 이를방지하기위해서는서지흡수회로를누전차단기의전원측에설치하면된다. ( 서지업소버 : Surge Absorber, 바리스타 : Varistor) [ 그림 24] 서지업소버설치예 서지업소버 ( 바리스타 ) 56 누전차단기사용설명서

57 5. 고주파를갖는회로에의적용 5.1 누전차단기의주파수특성 누전전류의주파수에 [ 그림25] 누전차단기의주파수특성대응한누전차단기의동작특성은 [ 그림25] 의 E L 30 그래프와같다. B 동 20 이그래프에서 60Hz이상작에서누전차단기의동작감도 10 감도가둔해지는것은전류 ZCT 2차측의고주파노이즈 5 방지용필터회로의특성에 60 Hz 의한것이며 40Hz 이하의를특성은 ZCT 자체의출력 1 특성에의한것이다. LS 로한누전차단기의이러한 1 배주파수특성은인체감전의율주파수특성도고려하고 K 5K 있다. 인체가감전된경우에위험한전류한계치는세계적으로누전차단기의동작특성을결정하는데널리채용되고있는 50mA 초가일반적이나이값은 50Hz, 60Hz의상용주파수에있어서의값이다. 누전차단기의동작특성을결정하는것에있어서고주파영역까지고려한인체의안전성에관한기준은없었으나 IEC 479-2(Effects of current passing through the human body. Part2 : Special aspects) 에서주파수에따른인체감전의위험한계에대하여서도명시하고있다. ( ( IEC 479-2에서명시한인체위험영역과 LS 누전차단기의동작감도특성및일반적인인버터의상시누설전류분포를주파수에대응하여나타내면 [ 그림26] 과같다. [ 그림26] 에서알수있는바와같이 LS 누전차단기는인버터등의고주파상시누설전류 ( 대지정전용량에의한것 ) 에의한오동작의방지와함께인체감전사고에대한안전성을동시에꾀하고있다. 전력계통에있어서도고주파성분이날로증가되고있는현시점에서이는대단히중요한특성이라고할수있다. [ 그림 26] 누전차단기의주파수특성결정배경 전류 (ma) 인체의위험영역 (IEC 479-2) K 2K 5K 주파수 (Hz) 누전차단기의동작감도특성 (30mA 제품 ) 인버터의상시누설전류주파수분포 57

58 Ⅳ 선정과적용 5.2 인버터회로에의누전차단기적용 최근인버터에의한전동기의가변속제어가성황을이루고있다. 그사용목적에있어서도당초에너지절약의관점뿐만아니라현재에는가공정도의향상을위한미세한위치제어라든지쾌적성을추구한공조기의제어등기능의고도화와함께그적용에있어서고주파누설전류에의한불요동작에유의하지않으면안되게되었다. (1) 인버터회로에있어서고주파누설전류의발생원리 인버터는상용주파수 (60Hz) 의전압을일단직류 [ 그림27] 인버터가설치된회로모델 전압으로변환한후고속스위칭 (switching) 회로를통하여고주파전압으로변환한다. 이 전압은펄스형상의구형파로구성되어있으므로 높은주파수의고조파를함유하게된다. 이러한 인버터의출력전압은부하측케이블및전동기의 ELB3 대지 정전용량을 통하여 고주파 누설전류를 발생시키게된다. [ 그림27] 에누전차단기와 1 ELB2 ELB3 인버터가접속된계통의모델을나타내고있다. 여기서고주파누설전류는부하측케이블및인 2 3 버터전동기의대지정전용량을통하여흐르는것뿐만 아니라케이블의부설방법에따라서는다른인접회로에도영향을미치는경우가있다. [ 그림27] 에표시한 3가지경로의누설전류에대하여설명하면다음과같다. C0 C1 C0 M1 M2 M3 ELB4 1 인버터사용회로만의고주파누설전류경로로서가장일반적으로발생하는경우이며 ELB1, ELB2가영향을받는다. 2 인버터사용회로이외의회로에영향을미치는고주파누설경로로서인버터사용회로와사용하지않고있는회로의케이블간정전용량을통하여고주파누설전류가흐르는경우를나타내며 ELB2, ELB3가영향을받는다. 양케이블이근접하여장거리에걸쳐서배선되어있는경우는케이블간정전용량이크게되므로이러한경로의누설전류에유의하여야한다. 3 인버터사용회로와사용하지않는회로간의양측케이블의대지정전용량 (C0) 을고주파누설전류가흐르는경우로서 ELB2, ELB4가영향을받는다. 이상과같이인버터를사용하고있지않는회로에도영향을미치게되므로이러한영향으로누전차단기가동작한경우의원인규명에는계통도에의한케이블부설방법및경로확인등이필요하게된다. 58 누전차단기사용설명서

59 (2) 인버터회로적용에있어서누전차단기의감도전류선정누전차단기의감도전류선정은고주파전압에의한상시누설전류에오동작하지않도록하여야한다. 이를위해서는누전차단기의부하측, 케이블길이로부터대지누설전류를산출하여야하고부하기기의대지누설전류를측정, 확인하여야하는등대단히어려운작업이필요하게되며누전차단기의누설전류주파수특성과의관계까지고려하여검토하게되면극히어렵게된다. 이러한점에대비하여인버터회로의조건에대한 LS 누전차단기의감도전류선정을다음의 [ 표32] 에요약하였다. [ 표 32] 인버터회로에있어서의누전차단기감도전류선정표 (a) AC 200 ~ 220V 3 상유도전동기의경우 전동기출력 전부하전류 인버터용량 접속전선 부하측배선길이및적용가능감도전류 (kw) (A) (kva) (mm 2 ) 10m 30m 50m 100m 200m 300m ~ ~ ~14 30mA ~ ~ ~38 100mA ~ ~60 200mA ~ ~ ~ mA ~ ~325 (b) AC 400 ~ 440V 3 상유도전동기의경우 전동기출력 전부하전류 인버터용량 접속전선 부하측배선길이및적용가능감도전류 (kw) (A) (kva) (mm 2 ) 10m 30m 50m 100m 200m 300m ~ ~14 30mA ~ ~ ~ ~ ~60 100mA ~60 200mA ~ ~ mA ~ mA ~325 ( 특수사양 ) ~325 주 ) 1. 배선길이는인버터로부터전동기까지의거리의총계를의미한다. 따라서 1 대의인버터에여러대의전동기가연결될경우는분기회로전체의총합으로하여야한다. 2. 배선케이블은 IV 선 (600V) 의정전용량을기준으로하여산출하였으므로대지정전용량이이보다작은케이블을사용하는경우에는배선길이를더늘리는것이가능하다. 3. 대지밀착금속관배선을기준으로산출하였으므로이보다정전용량이작은부설방법으로배선한경우는배선길이를더늘이는것이가능하다. 59

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61 누전차단기 Ⅴ. 보수와점검 1. 테스트버튼에의한점검 2. 절연저항의측정 3. 사용환경에따른보수점검의적정주기 4. 보수점검의내용 5. 누전차단기가동작한경우의조치

62 Ⅴ 보수와점검 누전차단기의내구성은사용조건과사용환경에따라달라지게된다. 장기적으로사용하는경우에있어서제품의열화와고장에의한위험방지를꾀하고안전성과신뢰성을확보하기위하여정기적인보수점검을할필요가있다. 보수점검의주기는짧을수록안전하며악조건에서사용하는경우는특히주기를단축하여야한다. 1. 테스트버튼에의한점검 누전차단기의설치가끝나면반드시테스트버튼에의한동작확인을하여이상이없는가를점검하여야한다. 또테스트버튼에의한동작확인은 1개월에 1회정도실시하는것이바람직하다. 지락전류가흘렀다던가단락, 과부하전류가흘렀다던가하여누전차단기가동작한경우에는부하기기와전로의절연을확인하고고장부분을수리한후재사용시에반드시테스트버튼에의한동작을확인할필요가있다. 테스트버튼에의한점검은누전차단기내부에서인위적으로영상전류를만들어흘림으로서누전차단기의영상변류기및전자회로부가이상없이동작하고있는지를확인할수있는간이시험이며보다엄밀한확인을할필요가있는경우에는누전차단기시험장치에의하여시험하여야한다. 또한누전차단기의고장으로인하여테스트버튼을눌러도동작하지않는경우에테스트버튼을오랫동안누르고있거나반복하여누르면테스트버튼용저항의소손을초래하여 2차적인사고가유발될수있으므로삼가여야한다. 2. 절연저항의측정 선로계통의결선이완료되면결선의결함사항점검을위하여선로의절연저항을측정하게된다. 이경우누전차단기는다음사항에주의하여실시하여야한다. 1 충전부와대지간의절연저항측정은통상의상태대로측정하여도무방하다. 2 상간절연저항측정은부하측전선을누전차단기의단자로부터풀어서측정하여야한다. 부하측전선을연결한채로측정하면절연저항계의지침이심하게흔들리는경우가있다. 3 전원측의상간측정및동상의부하측과전원측간의측정은누전차단기를 OFF 한상태에서측정하도록하여야한다. 62 누전차단기사용설명서

63 3. 사용환경에따른보수점검의적정주기 [ 표 33] 보수점검의주기 정도 환경 구체적인예 점검주기 비고 통상사용상태 악조건상태 공기가항상청결, 건조한장소옥내의먼지, 부식성가스등이별로없는장소 아황산, 황화수소, 염분등의가스가함유되어있는장소부식성가스, 먼지등이특히많은장소 방진, 공조시설이갖추어진전기실방진, 공조시설에없는전기실의배전반및외함속에취부된것지열발전소, 오수처리장, 제철, 제지, 펄프공장 화학약품공장, 채석장, 광산등 2~3년 1회 1년에 1회 6개월에 1회 1개월에 1회 표준사양의 ELB 를사용한다. 상황에따라점검주기를조정한다. 가스농도 0.1ppm 이상. 적당한처리를고려할필요가있다. 외함취부등적당한처리를필요로한다. 4. 보수점검의내용 [ 표 34] 보수점검의내용예 점검항목 먼지 절연거리 개폐조작 단자부체결상태 외관이상음과열 ( 過熱 ) 절연성능 동작 성능 점검내용 점검의구분 비 고 초기 정기 단자부에먼지가많으면상간 누전차단기의단자부에먼지가있는가? 절연성능이저하하여사고를정도에따라걸레나에어 (Air) 로청소하도록한다. 유발할위험성이있다. 아크스페이스 (Arc Space) 가 절연이불완전하게되기쉬운주위상황으로되어있지않은가? 충분하지못하거나배기공이 아크스페이스는충분한가, 배기공은막히지않았는가? 막혀있으면대전류차단시에 충전부와노출금속부와의절연은양호한가? 위험하게된다. 개폐조작은수회반복하여개폐에이상은없는지확인한다. 체결력이 충분하지 못하면 단자부와체결은확실한가, 느슨해지지는않았는가? 단자부이상발열의원인이 되므로충분하게조이도록한다. 케이스 (Case), 커버 (Cover) 에균열, 파손은없는가? 통전시누전차단기가이상음을내지는않았는가? 단자부, 몰드 (Mold) 부품등에과열로인한냄새나변색등은없는가? 충전부와대지간및각상간의절연저항을측정한다. 테스트버튼을월 1 회정도눌러정상적으로동작하는지확인한다. 누전차단기테스터 (Tester) 를사용하여정격의성능을갖고있는지확인한다. 절연저항측정은 5.2에따른다. 접점의용착, 검출회로의고장은없는지확인되어진다. 필요에따라서실시한다. 주 ) 초기점검은사용재개후 1 개월전후에실시한다. 63

64 Ⅴ 보수와점검 5. 누전차단기가동작한경우의조치 누전차단기가지락전류에의하여트립동작하였을경우에는 [ 그림28] 의플로우차트 (Flow Chart) 에따라서조치하도록한다. 또누전차단기가단락차단동작을하였을경우에는선로의고장원인을제거한후누전차단기를신품과교체하도록한다. KSC4613에의하면누전차단기의단락차단성능은 O - t( 휴지시간 ) - CO시험을견디게되어있으나이는 1회단락차단을하여도장기적으로사용할수있다는의미가아니고단락사고등의차단후사고원인이불명확하여할수없이재투입하는경우를고려하여 CO책무를부여하고있는것이므로단락차단한제품은신품과교환할때까지의잠시동안절연저항측정후단자등의이상온도상승이없는지를확인하고사용하는정도에한하여야한다. [ 그림 28] 누전차단기가동작한경우의플로우차트 (Flow Chart) 회로의지락또는기타원인에의하여누전차단기가동작 육안, 냄새등으로판단하여전기설비에이상이없으면누전차단기를투입한다. 누전차단기 예 누전차단기는투입되었는가? 아니오 일시적인절연불량이원인설비및부하기기의절연시험을행한다. 자주트립될경우에는사양에대하여재검토를하든가전문가에게상담한다. 누전차단기의부하측분기회로차단기또는휴즈 (Fuse) 를 Open 시킨다. 예 분기회로의차단기또는휴즈 (Fuse) 를누전차단기가동작할때까지차례로투입한다. 누전차단기가동작하면그이하의회로에반드시절연불량이있다. 더욱세밀하게고장개소를찾아내기위하여차단기를개방하든가부하선로를들어서떼어낸다. 누전차단기는투입되었는가? 아니오 누전차단기의부하측단자의접속을풀어낸다. 누전차단기는투입되었는가? 누전차단기는투입되었는가? 아니오 예 누전차단기고장 절연불량개소는전로의절연저항측정에의하여찾아내어수리한다. 누전차단기와분기용차단기또는휴즈 (Fuse) 사이에절연불량개소가있다 64 누전차단기사용설명서

65 누전차단기 Ⅵ. 부록 1. 누전차단기규격현황 2. 용어설명 3. 명판설명

66 Ⅵ 부록 1. 누전차단기규격현황 형식승인 KS JIS 규격번호 전기용품안전관리법 KSC 4613 JISC 8371 누전차단기 누전차단기 명칭 누전차단기 (Residual Current (Residual Current Operated Protective Devices) Circuit Breakers) 교류 600V이하 교류 600V이하 적용범위 교류 600V이하주파수 60Hz 주파수 50/ 60Hz 정격전류 300A이하정격전류 2500A이하정격전류 2500A이하 전류동작형 전류동작형 정격전압 110, 220, 110/220, 220/380, 100, 200, 100/200, 230, 240(265) 110, 220, 380, 기타구분 (V) 380, 460, , 415(460) In 15 15<In 30 정격전류 30<In 50 구분 50<In 100 (A) 100<In <In Icn 1, 1<Icn <Icn 2.5, 2.5<Icn 5 정격차단 5<Icn 7.5, 7.5<Icn 10 용량구분 10<Icn 15, 15<Icn 20 (ka) 20<Icn 25, 25<Icn 30 30<Icn I n 0.005, 0.005<I n 정격감도 고감도형 : 0.005, 0.01, 0.015, 0.03 전류구분 0.015<I n 0.03, 0.03<I n 0.05 중감도형 : 0.05, 0.1, 0.2, 0.5, 1 (A) 0.05<I n 0.1, 0.1<I n 0.02 저감도형 : 3, 5, 10, <I n 0.4, 0.4<I n 3, 5, 6, 10, (13), 15, (16), 20 15, 20, 30, 40, 50, 60, (25), 30, (32), 40, 50, 60, (63) 75, 100, 125, 150, 175, 200, 75, (80),100, 125, 150, 175, , 250, 300, 350, 400, 500, 225, 250, 300, 350, 400, 500, , 800,1000, 1200, 1400, 1600, 700, 800, 1000, 1200, 1400, , 2000, , 2000, , 1.5, 2.5, 5, 7.5, 10, 14 KSC 8321과동일 18, 22, 25, 30, 35, 42, 50 65, 85, 100, 125, 150, 200 고감도형 : 0.005, 0.006, 0.01, 0.015, 0.03 중감도형 : 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.5, 1 저감도형 : 3, 5, 10, 20 정격동작 시간구분 (sec) I t <I t <I t I n 1.4I n 4.4I n 감전보호형 0.03초이내 고속형 0.1초이내 시연형 0.1초초과 2초이내 반한시형 0.2<t 1 0.1<t 5 t 0.05 I n 21 n 51 n 500A 고속형 0.1초이내 시연형 0.1초초과 2초이내반한시형 0.3<t 0.15<t 0.04<t 0.04<t 66 누전차단기사용설명서

67 IEC UL 규격번호 IEC Annex B IEC IEC UL 943 Residual current operated Residual current operated Circuit-Breaker circuit-breakers without circuit-breakers with 명칭 Incorporating integral overcurrent integral overcurrent Ground-fault Residual Current protection for household protection for household circuit interrupters Protection and similar uses and similar uses (RCCB's) (RCBO's) 교류 440V 이하 교류 440V 이하 IEC 947-2에주파수 50/60Hz 정격정류 125A이하규정한차단기와정격정류 125A이하단상2선식지락보호전용적용범위결합하여사용하는과부하보호겸용접지선로감전보호용누전차단기 Unit에차단용량 25kA이하지락보호전용가정용또는대하여적용함가정용또는그와비슷한용도그와비슷한용도 정격전압별도 120, 230(220~240), 120, 230(220~240), 구분 (V) 지정하지않음 400(380~415) 400(380~415) 120V (110~125V) 정격전류제조자의표시에따르며 10, 13, 16, 20, 25, 32, 10, 13, 16, 20, 25, 32, 구분 (A) 별도지정하지않음 40, 63, 80, 100, , 63, 80, 100, 125 Marked Value 정격차단 (1), 1.5, (2), (2.5) 제조자의표시에따르며용량구분ㅡ 3, 4.5, 6, (7.5) ㅡ별도지정하지않음 (ka) (9), 10 정격감도 0.006, 0.01, 0.03, 0.006, 0.01, 0.03, 0.006, 0.01, 0.03, Class A : 전류구분 0.1, 0.3, 0.5, 1, 3, , 0.3, 0.5, (1) 0.1, 0.3, 0.5, (1) Class B : 0.02 (A) 정격동작 시간구분 (sec) Type I n 2I n 5I n 10I n 일반 S Type I n 2I n 5I n 일반 S Type I n 2I n 5I n 일반 S Class A:T=(20/I) Class B: T=(80/I) 67

68 Ⅵ 부록 2. 용어설명 2.1 감전에관한용어 a 감지전류인체에흐르는전류가수 ma를넘으면자극으로서느낄수있게되는데이러한전류를감지전류라하며사람에따라서는 1mA 이하에서느끼는경우도있다. b 이탈한계전류또는불수의전류도체를잡은상태로인체에흐르는전류를증가시켜가면 5mA ~ 20mA 정도의범위에서근육이수축경련을일으켜도체에서손을뗄수없는상태에이르게되는데이때의전류를말한다. c 심실세동전류인체통과전류가수십 ma에이르면심장근육이경련을일으켜신체내의혈액공급이정지되며사망에이르게될우려가있게되는데이때의전류를심실세동전류라하며단시간내에통전을정지시키면죽음을면할수도있다. 2.2 누전차단기의구조및성능에관한용어 a 누전차단장치전로에지락이발생한경우영상전압또는영상전류를검출하는부분과차단기부분을조합하여자동적으로해당전로를차단하는장치를말한다. b 누전차단기누전차단장치를일체로용기내에수납하여제작된것으로용기의외부에서손으로개폐조작및자동차단후복귀를할수있게한것을말한다. c 누전경보장치또는누전경보기전로에지락이발생하였을때에소리, 빛, 또는그외의방법으로경보를내는장치 d 전류동작형누전차단기지락전류를영상변류기로검출하여자동차단하는누전차단기 e 감도전류누전차단기를폐로 ( 閉路 ) 한상태에서주회로의 1극에전류를통하고이전류를서서히증가시켜누전차단기가트립동작하였을때의전류치를말한다. f 정격감도전류소정의조건에서영상변류기 1차측의지락전류에의하여누전차단기가반드시트립되는 1차측지락전류로서누전차단기에표시하는값을말한다. * 소정의조건 : 표준사용상태에서사용전압이정격의 80 ~ 110% 범위내에있는경우 68 누전차단기사용설명서

69 g 정격부동작전류소정의조건에서영상변류기 1차측에지락전류가있어도누전차단기가트립되지않는 1차측지락전류를말한다. h 정격단시간전류규정된회로조건하에서규정된시간동안누전차단기에흘려도이상이없는전류값을말한다. i 동작시간정격감도전류이상의지락전류가발생하였을때부터회로가차단되기까지의시간을말한다. j 인체감전보호용누전차단기정격감도전류가 30mA이하로서동작시간이 0.03초이내인누전차단기를말한다. k 고속형누전차단기정격감도전류에있어서동작시간이 0.1초이내인누전차단기를말한다. l 시연형누전차단기정격감도전류에있어서동작시간이 0.1초를넘고 2초이내인누전차단기를말한다. 회로용량이큰배전선로가고속형누전차단기와병용하여보호협조를하는경우에주로사용된다. m 고감도형누전차단기정격감도전류가 30mA 이하인누전차단기를말한다. n 중감도형누전차단기정격감도전류가 30mA를넘고 1000mA 이하인누전차단기를말한다. o 충격파부동작형누전차단기누전차단기를폐로한상태에서규정의충격파전압을인가하여도트립되지않는누전차단기를말한다. p 월류 ( 越流 ) 백열전구를점등한순간에흐르는통상전류보다큰전류를말한다. q 트립자유조작핸들을투입위치 (ON위치) 에누르고있어도트립동작이방해받지않는것을말한다. r 관성부동작시연형누전차단기를개로 ( 開路 ) 한상태에서주회로의 1극에규정된전류를단시간 ( 최소 0.1초이상 ) 통전하였을경우트립되지않는것을말한다. 69

70 Ⅵ 부록 2.3 전기회로에관한용어 a 전로통상의사용상태에서전기를통하는회로의일부또는전부를말한다. b 전선로발전소, 변전소, 개폐소또는이에준하는장소등전기사용장소상호간의전선 ( 전차선, 소세력회로및출입표시등회로의전선은제외 ) 및이를지지수납, 보장하는공작물을말한다. * 보장하는공작물이란지중 ( 地中 ) 전선로에있어서케이블을수납하는암거관, 지중상등을말한다. c 지락전로와대지간의절연이저하하여아크 (Arc) 또는도전성물질에의해교락되어지는것에의하여전로또는기기의외부에위험한전압이나타나거나전류가흐르게되는상태를말한다. 이렇게하여흐르는전류를지락전류라하며인체감전, 누전화재또는기기의손상등을일으키는원인이된다. d 접촉전압지락이발생한전기기계기구의금속제외함등에인체가닿았을경우에인체에가하여지는전압을말한다. e 과전류과부하전류및단락전류를통틀어과전류라한다. f 과부하전류기기에있어서는정격전류, 전선에있어서는허용전류를초과하는전류값으로계속하여흐를경우기기또는전선의손상을초래할수있는전류를말한다. * 모터등의시동전류를포함하지않는다. g 단락전류전로의선간에임피던스가거의없는상태에서접촉을일으켜이를통하여흐르게되는대단히큰전류를말한다. h 누설전류전로이외의경로로흐르는전류로서전로의절연체 ( 전선의피복, 애자, 애관, 부싱, 스페이서기타기기의일부로서사용되는절연체등 ) 의내부, 표면과아울러공간을통하여선간또는대지간에흐르는전류를말한다. * 회로가건전한상태에서도어느정도의누설전류가흐르게되는것은절연체의절연저항이무한대가아닌것과전로의각부상호간과전로와대지간에정전용량이존재하기때문이다. 70 누전차단기사용설명서

71 i 보호접지접촉전압을허용치이하로억제하기위하여전기기계기구의비충전노출금속부를접지하는것을말한다. j 접지선다음의것들을접지극에연결하는금속선을말한다. a. 전기기기의금속제프레임또는외함 b. 금속제전선과, 닥터등 c. 케이블의금속피막 d. 전로의중성점또는 1 단자 e. 피뢰기의접지단자 f. 그외접지하고자하는것 2.4 시설장소에관한용어 a 전기사용장소전기를사용하기위하여전기공작물을시설한장소를말하며발전소, 변전소, 개폐소, 수전소, 배전반등은포함되지않는다. b 구내벽, 담장, 울타리등으로구분되어진지역혹은관계자이외의사람이자유로이출입할수없는지역및사회통념상이에준하는지역을말한다. c 옥측건물의옥외측면을말한다. d 우선내 ( 內 ) 옥측에있어서처마, 차양의선단에서연직선에대하여건물쪽으로 45 각도로이은선은내측부또는이에준하는곳으로통상의강우상태에서비에젖지않는부분을말한다.( 설명도참조 ) e 우선외 ( 外 ) 옥측에있어서우선내이외의장소를말한다. 45 옥외 옥측 설명도 옥내 우선내 우선외 f 건조한장소평상시습기, 물기등이없는장소 71

72 Ⅵ 부록 g 습기많은장소다음에해당하는장소를말한다. a. 욕실또는음식점의취사장등수증기가충만한곳 b. 건물의마루밑과같은대지면과건물의사이공간 c. 술, 장유등을양조하거나보관하는곳 h 물기있는장소다음에해당하는장소를말한다. a. 어류, 야채상점, 세탁소등물을항시사용하는장소및세차장등의물방울이비산하는곳 b. 간이지하실등상시물이누출하거나결로되는곳 c. 늪지역, 풀, 용수장및그주변지역 i 인체가쉽게닿을수있는장소옥내에서는바닥에서 1.8m 이하의곳, 옥외에서는지표면에서 2m 이하의장소를말하며그외에도계단, 창문, 건조대등에서손을뻗쳐쉽게닿을수있는곳을말한다. j 인체가닿을우려가있는장소옥내에서는바닥면에서 1.8m 이상 2.3m 이하, 옥외에서는지표면에서 2m 이상 2.5m이하의장소를말하며그외에계단, 창문, 건조대등에서손을뻗쳐닿을수있는곳을말한다. k 접지측전선저압전로에있어서기술상의필요에의하여접지된중성선또는접지된 1선을말한다. l 중성선다선식전로에서전원의중성극에접속된전선을말한다. m 전압측전선저압전로에있어서접지측전선이외의전선을말한다. 72 누전차단기사용설명서

73 3. 명판설명 명판 (Name plate) 에는제품에대한규격및정격등에대하여法적으로표기하여야할의무표기사항및고객의사용편리성을위해제조자가제공하는각종정보가명기되어있으므로사용자는반듯이세심하게확인하고사용하여야한다. 국내에서유통되는누전차단기는 KS규격또는안전인증이취득된제품이다. 먼저, KS규격상에는 누전차단기에는표면의보기쉬운곳에잘지워지지않는방법으로다음사항을표시하여야한다 라고표시에대한규정이되어있다. (1) 명칭, (2) 형식, (3) 보호목적, (4) 극수및전기방식, (5) 정격전압, (6) 정격전류, (7) 정격감도전류, (8) 동작시간, (9) 관성부동작시간 ( 시연형에한함 ), (10) 정격부동작전류, (11) 제조자명, (12) 정격단시간전류 ( 단락보호기구를가진것은정격차단전류 ), (13) 정격대지전압 ( 필요시 ), (14) 결상시보호기능 ( 전원측결상시지락보호기능이있는제품만 ) 을표기토록하고있다. 또한, 전기용품안전관리법에의한안전인증에는 (1) 정격전류, (2) 상또는선식, (3) 정격전압, (4) 정격감도전류, (5) 정격부동작전류, (6) 동작시간, (7) 정격차단전류를표기하도록되어있다. 아래는 LS산전에서판매되는 KS규격을취득한누전차단기와안전인증을취득한누전차단기의명판표기사항에대한것이다. [ 그림 1] KS 취득명판 [ 그림 2] 안전인증취득명판 제품의명칭을표기하고있다. KS규격상에국문으로제품명을표기하도록되어있다. 2 제품의형식을표기하고있다. 고감도이면서고속형인제품에한하여충격파부동작형을표시한다. (KSC 4613) 3 제품의보호목적을표기하고있다. 보호목적이지락보호이외에과부하보호겸용또는과부하보호, 단락보호겸용인경우에표기한다. (KSC 4613) 73