저압 배선용 차단기의 한류효과 및 차단성능 분석

Abstract

저압 배선용 차단기(Molded Case Circuit Breaker, MCCB)는 배전계통에서 널리 사용되는 보호기기이다. 이러한 보호기기는 차단 신뢰성을 높이기 위해 설계 시 고려되는 다양한 요소의 최적화 및 연구가 필요하다. MCCB는 차단 시 발생하는 아크 소호의 용이를 위해 소호부에 그리드 구조를 가지고 있으며, 이로 인해 유입되는 고장전류를 제한하는 한류효과를 가진다. 한류효과가 좋을수록 차단성능이 높아지므로, 그리드가 가지는 특징에 따른 한류효과의 분석을 통해 차단 성능을 높이기 위한 설계 고려사항의 개선이 가능하다. 본 논문에서는 임의의 고장전류를 산정하여 이를 MCCB에 인가하는 실험회로를 구성하고, 그리드의 배치를 변경하였을 때 변화하는 그리드 극간의 아크전압을 측정하여 한류효과에 미치는 영향을 분석하였다. 실험결과에서 그리드의 개수가 늘어남에 따라 그리드 극간에 걸리는 아크전압이 증가하고, 전류영점까지 소요되는 시간이 감소하였으며 전류영점까지 소요되는 시간도 감소하는 결과가 나타났다. 기본적으로 그리드는 아크의 신장, 냉각, 분할하여 아크 소호를 용이하게 하며, 소호 시 발생하는 열가스의 흡착을 돕는 역할을 한다. 여기에 본 실험결과에서 나타난 것과 같이 그리드 극간에 걸리는 아크전압의 크기를 높이고 전류영점까지 소요되는 시간을 줄이는 등의 전기적인 측면을 개선하는 연구가 추가적으로 요구되며, 이를 통한 차단신뢰도의 증대가 기대된다.