전기설비의 단락사고에서 차단기의 차단용량이 중요한 이유는 무엇인가요?

Question

차단기를 선정할 때 정격전압이나 정격전류뿐만 아니라 차단용량도 확인해야 한다고 배웠습니다. 평상시 부하전류가 차단기 정격보다 작으면 충분한 것처럼 생각하기 쉬운데, 단락사고가 발생하면 순간적으로 매우 큰 전류가 흐를 수 있다고 합니다. 실제로 차단용량보다 큰 단락전류가 발생하면 차단기에 어떤 문제가 생길 수 있고, 현장에서 차단기를 선정할 때 왜 이 값을 중요하게 보는지 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

차단기의 차단용량이 중요한 이유는 단락사고 때 흐르는 매우 큰 고장전류를 차단기 자체가 파손되지 않고 안전하게 끊을 수 있어야 하기 때문입니다.

평상시에는 정격전류 이하로만 흐르더라도, 단락이 발생하면 수 kA에서 수십 kA 이상의 큰 전류가 순간적으로 흐를 수 있습니다. 이때 차단기의 차단용량이 예상 단락전류보다 작으면 접점 사이의 아크를 제대로 끊지 못하거나, 차단기 내부가 파손·용착되면서 심하면 폭발이나 화재로 이어질 수 있습니다.

그래서 차단기 선정 시에는 단순히 부하전류 < 차단기 정격전류만 보는 것이 아니라, 설치 지점에서 발생할 수 있는 최대 예상 단락전류보다 차단기의 정격 차단용량이 충분히 커야 합니다.

현장에서는 보통 변압기 용량과 %임피던스, 전원계통 조건, 케이블 임피던스 등을 이용해 예상 단락전류를 계산하고, 그 값에 맞는 차단용량의 MCCB나 ACB를 선정합니다. 예를 들어 예상 단락전류가 18kA인데 차단용량이 10kA인 차단기를 설치하면 적절하지 않습니다.

즉, 정격전류는 평상시 부하를 견디는 능력이고, 차단용량은 사고 시 큰 단락전류를 안전하게 끊는 능력이라고 이해하면 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

차단용량은 차단기가 단락사고처럼 매우 큰 전류를 안전하게 차단할 수 있는 능력입니다. 정상 운전전류가 차단기 정격전류보다 작더라도 사고 시에는 전원과 변압기 등의 임피던스에 따라 큰 단락전류가 흐를 수 있습니다. 이때 예상 단락전류보다 차단기의 차단용량이 작으면 사고전류를 안전하게 차단하지 못할 위험이 있습니다. 따라서 차단기 선정에서는 부하전류뿐 아니라 설치점의 예상 단락전류도 함께 고려해야 합니다.