전동기 기동전류가 큰데 차단기는 바로 떨어지지 않는 이유가 뭔가요?

Question

전동기를 직입기동하면 정격전류보다 몇 배 큰 기동전류가 순간적으로 흐를 수 있다고 배웠습니다. 그런데 이렇게 큰 전류가 흐르는데도 정상적인 기동이라면 차단기가 바로 트립하지 않는 것이 궁금합니다. 차단기는 과전류가 발생하면 무조건 즉시 떨어지는 장치라고 생각했는데, 기동전류와 사고전류를 어떻게 구분해서 동작하는지 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 최광민 전기기사입니다.

차단기는 모든 과전류를 즉시 차단하도록 만들어진 것이 아니라 과전류의 크기와 지속시간에 따라 동작특성이 달라집니다. 전동기 기동전류는 크지만 짧은 시간 동안만 발생하기 때문에 정상적인 기동으로 판단해 견딜 수 있도록 차단기의 순간·시간지연 특성이 적용됩니다. 반면 단락처럼 매우 큰 사고전류가 발생하면 빠르게 차단하도록 설계됩니다. 따라서 전동기 회로에서는 모터의 기동특성과 차단기의 트립특성을 함께 고려해 선정해야 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 차단기가 전동기 기동전류. 때문에 바로 떨어지지않는 이유는 차단기가 전류의 크기뿐 아니라 그 전류가 얼마나 오래 지속되는지도 함께 보기 때문입니다.

전동기를 직입기동하면 정격전류의 몇 배에 해당하는 큰 전류가 순간적으로 흐를 수 있지만, 정상이라면 회전속도가 올라가면서 전류가 빠르게 정상 수준으로 내려옵니다. 차단기는 이런 짧은 기동전류를 견딜 수 있도록 시간-전류 특성을 가지고 있습니다.

보통 과부하 영역에서는 열동 요소가 동작해서 정격보다 조금 큰 전류가 일정 시간 계속될 때 트립합니다. 반면 단락처럼 매우 큰 사고전류가 흐르면 순간트립 기능이 빠르게 동작합니다. 그래서 정상적인 기동전류는 짧게 지나가도록 허용하고, 너무 크거나 오래 지속되는 전류는 고장으로 보고 차단하게 됩니다.

현장에서는 차단기를 선정할 때 모터 정격전류, 예상 기동전류, 기동시간, 차단기의 트립곡선을 함께 확인합니다. 차단기 정격을 너무 작게 잡거나 순간트립 설정이 너무 민감하면 정상 기동인데도 자꾸 차단될 수 있습니다.

즉, 차단기는 단순히 “정격전류를 넘었으니 바로 차단”하는 장치가 아니라, 전류의 크기와 지속시간을 함께 판단해서 정상적인 모터 기동과 실제 과전류 사고를 구분하도록 설계된 장치라고 이해하면 됩니다.