전기설비의 차단기를 투입할 때 순간적으로 큰 전류가 흐르는 이유가 궁금합니다

Question

평소에는 전류가 거의 흐르지 않는 설비인데 차단기를 처음 투입하는 순간 전류가 크게 올라갔다가 바로 정상 상태로 내려오는 경우가 있습니다. 실제 운전 중에는 정격전류보다 낮은 수준이고 차단기도 떨어지지 않는데, 이런 순간적인 전류가 어떤 설비에서 발생하는 현상인지 궁금합니다. 단순한 정상적인 투입전류와 설비 이상으로 발생하는 과전류는 현장에서 어떻게 구분하는지도 알고 싶습니다.

Answer 1

안녕하세요. 박현민 전기기능사입니다.

차단기 투입 순간의 큰 전류는 설비 종류에 따라 정상적으로 발생할 수 있습니다. 변압기나 일부 전원장치는 투입 순간 자화돌입전류가 발생하고, 모터 역시 기동할 때 정상 운전전류보다 큰 기동전류가 흐릅니다. 따라서 순간적으로 높게 측정됐다는 사실만으로 이상이라고 판단하기보다는 지속시간과 정상 운전 후 전류를 함께 봐야 합니다. 투입 후에도 전류가 떨어지지 않거나 반복적으로 차단기가 동작한다면 부하 상태와 절연, 회로 이상을 추가로 확인해야 합니다.

Answer 2

안녕하세요. 김종식 전기기사입니다.

네, 차단기를 투입하는 순간 큰 전류가 잠깐흐르는 현상은 흔히 돌입전류라고합니다.

설비가 처음 전원을 받을 때 내부 상태가 정상 운전 상태와 다르기 때문에 짧은 시간 동안 큰 전류가 흐를 수 있습니다.

대표적으로 변압기, 전동기, 콘덴서, 정류기·SMPS, 인버터 같은 설비에서 많이 나타납니다. 변압기는 철심 자속이 형성되는 순간, 모터는 정지 상태에서 기동하는 순간, 콘덴서는 충전되는 순간에 큰 전류가 흐를 수 있습니다. 특히 인버터나 전원장치는 내부 DC Link 콘덴서를 처음 충전할 때 순간전류가 발생합니다.

정상적인 돌입전류는 보통 아주 짧게 크게 올라갔다가 빠르게 정상값으로 떨어지는 특징이 있습니다. 반대로 설비 이상에 의한 과전류는 전류가 계속 높게 유지되거나 반복적으로 발생하고, 발열·소음·냄새·전압강하 같은 다른 이상이 함께 나타나는 경우가 많습니다.

현장에서는 클램프미터의 Inrush 기능이나 전력품질 분석기로 투입 순간의 전류 크기와 지속시간을 확인합니다. 또한 차단기 트립곡선, 설비의 정격전류, 제조사에서 제시한 기동전류 특성과 비교해 정상 범위인지 판단합니다.

즉, 투입 직후 잠깐 크게 흐르고 곧 정상으로 내려오면 정상적인 돌입전류일 가능성이 높고, 높은 전류가 지속되거나 반복되면 단락·기계적 과부하·절연 이상 등 다른 문제를 의심해야 한다고 이해하면 됩니다.

Answer 3

안녕하세요. 최정훈 전기기사입니다.

투입할 때 큰 전류는 변압기나 모터가 가동될 때 생기는 돌입 전류 때문입니다. 철심의 전류 자속이나 초기 충전 현상이 일어나기 때문인데 순식간에 정격의 수배로 치솟아 오르죠. 거기다가 정상 회로가 되면 바로 원래대로 떨어집니다. 그래서 정상적인 초기 물리 현상이죠.

그리고 고장 과전류와는 지속 시간으로 구분하고 있습니다. 돌입 전류는 아주 짧은 순간에 사라지죠. 그래서 차단기가 안 떨어지고 정상을 찾습니다. 거기다가 고장 전류는 계속 유지되면서 차단기를 떨어뜨리기 때문에 전류 감쇠 시간을 보면 쉽게 구분할 수 있습니다.

Answer 4

안녕하세요. 이대길 전기기능사입니다.

변압기나 콘덴서 모터같은 설비에 전기를 처음 넣을떄 자기장을 만들거나 전기를 채우기 위해 순간적으로 큰 전기가 튀는 돌입전류 현상때문입니다

정상적인 투입전류는 아주 짧은 순간 나타났다가 곧바로 정상이 되지만 설비 고장으로 인한 과전류는 계속 유지되어 차단기를 떨어트리므로 발생 시간과 지속 여부로 구분가능합니다