전기설비에서 전동기의 기동전류가 큰데도 차단기가 바로 떨어지지 않는 이유는 무엇인가요?

Question

전동기를 처음 기동할 때는 정상 운전전류보다 훨씬 큰 전류가 순간적으로 흐르는 것으로 알고 있습니다. 그런데 차단기는 정격전류보다 큰 전류가 흐르는데도 모터를 기동할 때마다 바로 차단되지 않고 정상적으로 운전되는 경우가 많습니다. 차단기는 이런 순간적인 기동전류와 실제 과부하를 어떻게 구분하나요?

Answer 1

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 전동기 기동전류가 큰데도 차단기가 바로 떨어지지않는 이유는 차단기가 단순히 정격전류를 넘었는지”만 보는 것이 아니라, 전류의 크기와 지속시간을 함께 판단하기 때문입니다.

전동기를 기동하면 정격전류의 몇 배에 해당하는 큰 전류가 순간적으로 흐를 수 있습니다. 하지만 정상 기동이라면 모터가 속도를 올리면서 이 전류가 짧은 시간 안에 정상 운전전류로 내려옵니다. 차단기는 이런 짧은 기동전류는 허용하도록 시간-전류 특성을 가지고 있습니다.

반대로 과부하로 정격보다 조금 높은 전류가 오래 지속되면 열동 요소가 서서히 가열되어 트립하고, 단락처럼 매우 큰 사고전류가 흐르면 순시 트립 기능이 빠르게 동작합니다. 즉, 차단기가 기동전류와 과부하를 직접 “판별”한다기보다 전류 크기와 지속시간에 따라 다르게 동작하도록 설계된 것입니다.

현장에서는 차단기 선정 시 모터 정격전류, 기동전류, 기동시간, 차단기의 트립곡선을 함께 봅니다. 차단기가 너무 작거나 순시 트립 설정이 너무 낮으면 정상 기동인데도 불필요하게 떨어질 수 있습니다.

즉, 큰 전류가 잠깐 흐르는 정상 기동은 허용하고, 큰 전류가 너무 오래 지속되거나 비정상적으로 큰 사고전류가 흐르면 차단하도록 되어 있다고 이해하면 됩니다.

Answer 2

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

모터를 키실 때 잠깐 전기가 튀더라도 차단기는 바로 안 떨어집니다. 왜냐하면은 차단기는 전기가 흐르는 시간까지 같이 계산하기 때문이죠. 게다가 열이 쌓여야 작동하는 구조입니다. 그래서 몇 초 만에 끝나는 기동 진류는 그냥 넘어갈 수 있는 겁니다.

하지만 진짜 합선이 나면은 얘기가 달라집니다. 왜냐하면은 순간적으로 엄청난 전류가 들어오면서 전자가 바로 반응하기 때문이죠. 그래서 기동 전류는 얌전히 통과시키고, 위험한 사고가 났을 때만 순식간에 전기를 차단해 주는 겁니다.

Answer 3

안녕하세요. 이대길 전기기능사입니다.

차단기는 전류의 크기뿐만 아니라 '전류가 흐르는 시간'을 함께 계산하여, 몇 초 동안만 짧게 지나가는 기동전류에는 반응하지 않고 열을 받지 않도록 설계되어 있습니다.

반면 합선 같은 위험 상황은 즉시 차단하고 실제 과부하처럼 높은 전류가 계속 지속될 때만 내부 장치가 열을 받아 휘어지면서 전기를 안전하게 차단합니다

Answer 4

안녕하세요. 김경환 전기기사입니다.

전동기 기동전류가 크다고 해서 차단기가 바로 떨어지지 않는 이유는 차단기가 전류의 크기 뿐만 아니라 지속되는 시간까지 판단하기 때문 입니다. 전동기는 기동 순간 정상 운전전류의 5~7배 정도의 큰 전류가 잠깐 흐를 수 있습니다. 이때 차단기가 단순히 정격전류를 조금이라도 넘으면 즉시 차단하도록 되어 있다면 전동기를 정상적으로 기동할 수 없습니다. 그래서 일반적인 배선용 차단기에는 열동트립과 순시 트립이라는 선로 다른 보호 기능이 있습니다.

Answer 5

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

차단기는 순간적으로 큰 전류가 흐르는 상황과 지속적인 과전류를 구분할 수 있도록 트립 특성이 설계되어 있습니다. 모터 기동 시 발생하는 큰 전류는 짧은 시간 동안만 지속되므로 일반적으로 즉시 트립되지 않습니다. 반면 과부하가 계속되면 열동 또는 전자식 트립 기능이 작동해 차단됩니다. 따라서 차단기 선정 시 정격전류뿐 아니라 모터의 기동전류와 차단기의 트립 특성까지 고려해야 합니다.