전동기 보호용 열동형 과부하계전기는 단락사고를 직접 차단하지 않는 이유는 무엇인가요?

동력제어반을 보면 전동기 회로에 차단기와 접촉기, 열동형 과부하계전기가 함께 설치되어 있는 경우가 많습니다. 과부하계전기도 전류가 비정상적으로 증가하면 동작하는데, 그렇다면 단락사고가 발생했을 때도 과부하계전기가 차단하면 되지 않는지 궁금합니다. 차단기와 과부하계전기의 역할을 어떻게 구분해야 하는지도 알고 싶습니다.

5개의 답변이 있어요!

  • 안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

    열동형 계전기(THR)는 열로 구부러지는 방식이라서 단락 사고에는 너무 느립니다. 왜냐하면은 단락은 찰나에 어마어마하게 큰 대전류가 튀는 사고이기 때문인데 바이메탈이 열을 받아서 구부러지기도 전에 계전기 자체가 타 버릴 수가 있기 때문이죠. 거기다가 거대한 사고 전류를 끊어낼 내구성이 없습니다.

    그래서 단락은 차단기가 그리고 과부하는 계전기가 나누어서 담당을 하죠. 왜냐하면은 차단기는 소호 장치로 대전류를 순간 끊어내고 계전기는 미세한 과전류를 오래 견디다가 접촉기를 떨어뜨리기 때문입니다. 그리고 단락 사고 시 계전기가 녹아내리지 않게 전단에 반드시 차단기를 함께 설치해야 되죠.

  • 안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

    열동형 과부하계전기가 단락사고를 직접 차단하지 않는 이유는 과부하와 단락은 전류의 크기와 발생 속도가 완전히 다르기 때문입니다. 과부하는 모터에 정격보다 조금 많은 전류가 비교적 오랫동안 흐르는 상태 입니다. 그래서 열동형 과부하계전기는 전류가 증가하면서 발생하는 열을 이용해 일정 시간이 지나면 동작하도록 만들어져 있습니다. 반면에 단락사고는 순간적으로 매우 큰 전류가 흐르기 때문에 아주 짧은 시간안에 전원을 차단해야 합니다. 열동형 과부하계전기는 이런 엄청난 단락전류를 직접 끊도록 설계된 장치가 아니기도 하구요.

  • 안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

    네, 열동형 과부하계전기와 차단기는 둘다 과전류를 감지하지만, 보호하려는 사고의 종류와 동작속도가 다릅니다.

    열동형 과부하계전기는 주로 모터가 정격보다 조금 높은 전류를 일정 시간 이상 흘릴 때 발생하는 과열을 보호합니다. 내부 바이메탈이 전류에 의해 가열되어 천천히 동작하기 때문에, 모터 기동전류처럼 짧게 흐르는 큰 전류에는 바로 트립하지 않도록 만들어져 있습니다.

    반면 단락사고에서는 정격전류의 수배~수십 배 이상의 매우 큰 전류가 순간적으로 흐를 수 있습니다. 이런 전류는 매우 짧은 시간에도 케이블과 접점, 모터에 큰 손상을 줄 수 있기 때문에 차단기나 퓨즈가 빠르게 사고전류를 차단해야 합니다. 열동형 계전기는 이런 큰 단락전류를 직접 차단할 수 있는 접점 구조나 차단용량을 갖고 있지 않습니다.

    또 열동형 과부하계전기가 동작하더라도 일반적으로 주회로를 직접 끊는 것이 아니라 접촉기 코일 회로를 차단해 접촉기를 떨어뜨리는 방식으로 모터를 정지시킵니다. 따라서 단락전류 자체를 안전하게 끊는 역할은 상위 차단기가 담당합니다.

    즉, 차단기는 단락·큰 과전류를 빠르게 차단하고, 열동형 과부하계전기는 모터의 장시간 과부하와 과열을 보호한다고 구분하면 됩니다. 그래서 모터 회로에서는 두 보호장치를 함께 사용하는 것입니다.

  • 안녕하세요. 이대길 전기기능사입니다.

    과부하계전기는 열로 쇠가 휘어지며 천천히 작동하는 방식이라, 합선(단락) 사고 때 나오는 폭발적인 전기를 순식간에 차단하지 못하고 오히려 장치 자체가 태워져 파손되기 때문입니다 따라서 찰나의 순간에 폭발적인 전기를 끄는 일은 차단기가 맡고 모터에 무리가 가서 천천히 열이 오르는 것을 막는 일은 과부하계전기가 나누어 담당합니다

  • 안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

    열동형 과부하계전기는 전동기의 지속적인 과부하를 보호하는 데 적합하지만 매우 큰 단락전류를 빠르게 차단하는 용도로 설계되지는 않았습니다. 과부하 상태에서는 일정 시간 동안 전류가 증가하면서 발열이 발생하기 때문에 열동형 계전기가 시간 특성을 이용해 동작할 수 있습니다. 반면 단락사고는 매우 큰 전류가 순간적으로 흐르므로 차단기의 단락보호 기능이 필요합니다. 따라서 일반적인 전동기 회로에서는 차단기가 단락을 보호하고 과부하계전기가 전동기의 과부하를 담당하도록 역할을 나눕니다.