전기설비에서 차단기를 투입할 때 순간적으로 큰 전류가 흐르는 이유는 무엇인가요?

Question

배전반을 점검하다 보면 전동기나 변압기 등의 부하를 연결할 때 차단기를 투입하는 순간 큰 전류가 흐를 수 있다고 합니다. 정상 운전 중에는 전류가 정격 범위 안에 있는데도 투입 순간에는 전류가 크게 증가하는 이유가 궁금합니다. 이러한 돌입전류는 어떤 조건에서 커지며, 차단기나 전원설비를 선정할 때 어떻게 고려해야 하나요?

Answer 1

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

차단기를 올리실 때 순간적으로 큰 전류가 튀는 것은 변압기 철심이 포화되거나 모터가 처음 돌기 시작할 때 엄청나게 전류를 빨아들이기 때문입니다. 왜냐하면은 투입 순간에 전압 위상에 따라서 철심이 자속을 감당하지 못합니다. 그래서 포화가 되죠.

그래서 차단기를 고르실 때는 이런 돌입 전류를 버틸 수 있도록 정격 용량이랑 트립 특성을 넉넉하게 잡아야 됩니다. 거기다가 부하의 특성이나 기동 방식에 따라서 전류의 크기가 완전히 달라지죠. 그러니까 현장 설계나 선정을 하실 때는 평소에 전류뿐만 아니라 이런 순간 과도 전류까지 꼭 감안해 주셔야 되는 게 중요하겠습니다.

Answer 2

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

차단기를 투입할 때 순간적으로 큰 전류가 흐르는 것은 부하가 기동하거나 내부 자기장이 형성되는 과정에서 돌입전류가 발생하기 때문 입니다. 전동기는 정지 상태에서 회전을 시작할 때 큰 전류가 흐르고, 변압기는 투입 순간의 전압 위상이나 잔류자속에 따라 여자전류가 크게 증가할 수 있습니다. 돌입전류가 지나치게 크면 차단기가 순간적으로 동작하거나 전원 전압이 떨어질 수 있습니다. 따라서 설비를 선정할 때는 정상 운전전류 뿐만 아니라 기동전류와 차단기의 동작 특성도 함께 고려해야 합니다.

Answer 3

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

차단기 투입 순간 발생하는 돌입전류는 연결되는 부하의 특성에 따라 달라집니다. 변압기는 투입 시 철심의 자속 상태에 따라 큰 여자돌입전류가 발생할 수 있고, 전동기는 정지 상태에서 회전속도를 높이기 위해 큰 기동전류를 필요로 합니다. 콘덴서도 투입 순간 충전전류가 크게 흐를 수 있습니다. 이러한 전류가 차단기의 순간동작 특성에 영향을 줄 수 있으므로 부하의 종류와 기동 방식, 돌입전류의 크기와 지속시간을 고려해 차단기 및 보호장치를 선정해야 합니다.