단락이란?(2)-단락에 대한 보호
보호 협력의 사고 방식
전기회로를 사고로부터 보호하기 위해서는 '보호협조'를 고려하여야 한다. 전로의 규모나 부하의 크기를 보고, 사고가 발생했을 때에 정전 범위를 가능한 한 작게 하도록, 단계적으로 보호하는 것이 일반적이다.
콘센트에 연결되는 작은 전기 기기에 대해서는 20A 정도의 소형 차단기로 보호하고, 그것이 복수 묶인 100A 정도의 차단기로 그 그룹을 보호한다. 또한 전력회사로부터 수전하는 지점에는 대형 변압기를 설치하여 225A~400A의 대형 차단기가 복수 배치되어 큰 정합으로 보호하게 된다. 변압기 본체에 대해서는 1차측에 LBS(고압기 중 개폐기)를 설치하여 보호한다.
콘센트에 연결된 전기 기기의 고장으로 변전소가 차단되어 버리는 것은 합리성이 없다. 콘센트의 최근 회로 만 차단되고 정전 범위를 제한하는 것이 적절한 설계입니다. 사고가 발생할 가능성이 높은 기기에는 전용의 차단기를 설치하면 좋다.
정격 차단 용량
차단기는 사고에 의한 대전류를 차단하기 위한 보호 장치이며, 수천 암페어의 사고에서도 차단할 수 있다고 하는 제품도 있지만, 변압기 부근의 단락 사고는 수만 암페어에 이를 가능성도 있어, 사고에 의해 발생하는 전류값을 계산하여 적당한 차단기를 선정하여야 한다.
사고 발생시의 대전류를 보호할 수 있는지를 확인하기 위해서는 「정격 차단 용량」을 체크하면 된다. 정격차단용량은 단락전류에 의한 대전류를 차단할 수 있는지를 확인하기 위해 사용하고 배선용 차단기의 경우는 「2.5kA」 「5kA」 「25kA」 「50kA」라고 하는 정격전류뿐만 아니라 차단 용량에도 주의해야 한다.
정격 차단 전류는 사고 전류를 차단할 수 있는 최대값이기 때문에 5kA의 사고 전류가 흐르는 회로에 2.5kA의 정격 차단 용량의 제품을 선정하면 사고 발생 시의 차단에 실패하고 차단기 본체가 타 버리거나 회로가 용융되어 버리는 사고로 이어진다. 최근의 차단기로 보호할 수 없었던 경우, 그 상위에 있는 차단기로 보호해야 하고, 복수의 건전한 회로를 휘감아 정전이 되어 버린다.
단락 전류는 변압기에 가까울수록 크고 두꺼운 전선일수록 커진다. 배전반에 가장 가까운 차단기는 25kA나 50kA와 같은 큰 정격 차단 용량을 가진 차단기를 선정하게 된다.
콘센트와 같은 말단 부하를 향해 정격 차단 용량을 줄일 수 있습니다. 정확하게 단락 전류를 산출하려면 변압기, 전선 두께 등을 모식도에 기재한 「임피던스 맵」을 작성해, 임의의 지점에서 발생한 단락 전류가 무엇 A가 되는지를 계산해, 단락 전류 이상의 정격 차단 용량을 가지는 차단기를 선정하여야 한다.
고압 회로의 단락 보호
전류가 흐르고 있는 전선에 대해, 그 2본선이 접촉하는 것을 2상 단락, 3본선 모두가 단락하는 것을 3상 단락이라고 부른다. 삼상 단락이 가장 가혹한 단락 사고이며 매우 큰 전류가 흐르고 곧 차단하지 않으면 큰 사고로 이어진다.
단락의 원인은 많이 있어, 조수의 침입에 의한 전선끼리의 접촉, 단자 체결이 풀리는 것에 의한 전선 벗어나, 인적 미스에 의한 접촉 등 다방면에 걸친다. 조수의 침입을 방지하기 위해 큐비클의 밀폐성을 높이거나 케이블 도입구를 퍼티 등으로 막는 등의 조치를 취하는 것은 중요한 사고 방지 대책이다.
인위적 실수에서는 부하 전류의 해방을 해서는 안 되는 「단로기에서의 부하 전류 개방」 「정격 차단 용량 이상의 단락 전류 차단에 의한 실패」 등이 생각된다. 사고 발생시에는 방전(아크)을 발생시켜, 아크가 전로에 접촉하면 공중 방전에 의한 단락이 되어 사고로 이어진다.
자연 현상에 의한 사고도 사례가 많고, 전기 기기에의 직격 번개에 의해 기기가 소손되어, 기기 내부에서 전선이 단락하는 것도 생각할 수 있다.
고압 수전 설비의 수전점 단락 전류
고압수전설비의 수전점에서의 단락전류는 전력회사의 배전선이 얼마나 저항이 되어 있는지를 알 필요가 있다. 따라서, 변전소가 어느 위치에 있고, 어느 루트에서 전기가 보내지고 있는지를 모르는 수요가는, 임피던스 계산을 행할 수 없다.
그 때문에 전기를 수전하고 싶은 수요가는 전력회사와의 협의 속에서 수전점에 설치하는 기기류에 대해 얼마나 성능이 필요한지를 문의하여 추천 기기를 선정받는 것이 일반적이다. .
변압기 본체 보호
저압 보호와 마찬가지로 고압 부분도 단계적으로 보호해야합니다. 저압의 전로는 변압기 단위로 전기가 보내지고 있지만, 대규모 건물에서는 변압기도 많이 필요해, 변압기 1대마다 보호를 실시하고, 또한 복수대의 변압기를 정리한 상위에 진공 차단기를 설치하여 그룹을 보호합니다.
변압기 단체의 보호에는 고압 부하 개폐기(LBS)와 한류 퓨즈가 사용된다. 변압기에 사고가 발생하면 변압기만을 분리하는 것이 합리적이므로 퓨즈에 의해 변압기 회로를 분리합니다. 퓨즈는 사고 전류의 차단 성능과 차단 속도가 매우 높고, LBS에 통합함으로써 높은 안전성이 확보되고 있다.
변압기의 보호에는 「한류 퓨즈」가 사용되어 변압기 외에 전동기, 콘덴서 등에도 용도에 따라 선정할 수 있게 되어 있다.
T(변압기용)
M(전동기용)
C(콘덴서용)
G(일반용)
한류 퓨즈에 규정되어 있는 「T 특성」은 변압기용의 보호 능력이며, 변압기 투입시에 발생하는 여자 돌입 전류에서는 용단하지 않고, 사고를 적절히 검출해 보호하도록 최적화되고 있다.
「M 특성」은 전동기의 시동 전류에 최적화되어 있다. 「C특성」은 콘덴서의 돌입 전류로 끊어지지 않도록 특성을 정하고 있다. 보호하는 대상에 따라 구분하여 신뢰성을 높일 수 있으므로 보호 대상에 따라 용량 체크를 해야 한다. 또한 「G특성」은 일반용 특성으로서 규정되어 있어 변압기·콘덴서의 구별 없이 사용할 수 있다.
