수전 설비 차단기 종류, 특성 (유입, 진공, 가스, 공기, 기중)

차단기는 개폐 장치의 한 종류이며, 통상적인 부하를 개폐할 뿐만 아니라 이상 발생 시 신속히 회로를 차단하여 사고의 확산을 방지하고 전기기기를 보호하는 역할을 합니다.

 

1. 유입 차단기 (OCB)

 

 

 1) 소호 원리

  전로 개폐시 위 그림 처럼 아크 (Arc)가 발생하게 되는데 아크로 인해 절연유가 분해가 됩니다. 그 후 분해가 되면서 절연유가 증발, 기화되면서 압력이 올라가고 절연유의 온도는 내려갑니다. 아크의 온도 저항 특성에 따라 온도가 내려가면 저항값이 커지게 되면서 전류가 소호됩니다.

 

 2) 장점

  ① 초고압 계통에서 안정적이고 적용 전압 범위가 넓음 (초고압계통에서 주로 사용)

  ② 과전압을 크게 발생시키지 않음

 

 3) 단점

  ① 절연유의 폭발, 누유 등으로 화재 위험성

  ② 설치 면적이 크고 중량이 큼

  ③ 유지 보수가 복잡함

 

 

2. 진공 차단기 (VCB)

 

 

 1) 소호 원리

고진공 밸브 안에서 아크가 발생할 경우 아크가 진공으로 흡입되면서 전류가 소호됩니다. 그리고 흡입된 아크의 이온이나 증기 입자 등은 전극 차폐에 증착되고 다시 진공이 유지됩니다.

 

 2) 장점

  ① 구조가 간단하고 유지 보수가 쉬움

  ② 절연 내력이 커서 소형화 가능

  ③ 화재의 위험이 없음

  ④ 차단시 환경의 영향을 받지 않아 신뢰성이 높음

 

 3) 단점

  ① 진공 차단기 특성상 과전압(Surge)이 발생하므로 별도 Surge 흡습기가 필효함

 

 

3. 가스 차단기 (GCB)

 

 

 1) 소호 원리

전로의 개폐 시 발생하는 아크에서 생기는 금속 입자를 SF6 가스가 흡착하고 환원시키면서 소호시키고 절연 내력을 회복합니다.

 

 2) 장점

  ① 절연 내력, 소호 능력이 우수

  ② SF6가 불활성, 비연소성으로 화재 위험 작음

  ③ 차단 성능이 좋고 소음이 적음

 

3) 단점

  ① 가스의 순도 관리가 필요함

  ② SF6가 지구 온난화 물질

 

 

4. 공기 차단기 (ABB)

 

 1) 소호 원리

전로의 개폐로 발생하는 아크를 10~30[kg/㎠]의 압축 공기로 차단기 주접점에 불어넣어 소호하는 방식입니다.

 

 2) 장점

  ① 난연성이며 유지 보수가 쉬움

  ② 차단 능력이 좋음

  ③ 소호 능력이 시간이나 전류 크기에 구애받지 않음

 

 3) 단점

  ① 압축 공기 등의 부대 설비가 필요함

  ② 설치 면적이 큼

 

 

5. 기중 차단기 (ACB)

 

 1) 소호 원리

기중 차단기는 공기의 자연소호 방식을 이용한 것으로, 소호실 (Arc Chute)에서 아크를 흡수하여 소호시키는 방식입니다.

 

 2) 장점

  -. 소형 경량화 가능

 

 

6. 각 차단기의 용도

 1) 초고압 : 가스 차단기 (GCB)

 2) 특고압, 고압 : 진공 차단기 (VCB)

 3) 저압 : 기중 차단기 (ACB)

 

현재 유입 차단기 (OCB)는 생산이 중단됐고 공기 차단기 (ABB)도 거의 사용하지 않는 상태입니다.