1. 누전차단기의 설치목적
교류 600V 이하의 전로에서 인체에 대한 감전사고 및 누전에 의한 화재, 아크에 의한 전기기계기구의 손상을 방지하기 위하여 누전차단기를 설치한다.
2. 누전차단기의 필요성
감전방지를 위한 접지저항은 변압기의 2종접지저항 값에 따라 달라지나, 현실적으로는 허용 인체통과전류 이하로 저하시키기 어려운 일이며, 이에 대한 대책으로 누전 발생시 신속(국내 : 30㎃이하, 0.03초)히 전로를 차단하여 전위상승을 방지할 수 있는 누전차단기를 설치하여 인명을 보호하고 있으며, , 산업안전보건법23조, , 산업안전기준에 관한 규칙 329조 (노동부 위임사항) 에서 누전차단기의 설치대상을 의무화하고 있다.
3. 누전차단기 시설장소
60V를 초과하는 저압의 금속제 외함을 가지는 전기기계기구에 전기를 공급하는 전로에 지기가 발생하였을 때 전로를 자동으로 차단하는 장치를 시설하여야 한다.(사람이 접촉하기 쉬운장소)
가. 누전차단기시설대상(기술기준)』
ㅇ특고압,고압 전로의 변압기에 결합되는 대지전압 300V를 초과하는 저압전로 주택의 옥내에 시설하는 전로의 대지전압이 150V를 넘고 300V 이하인 경우 : 저압전로의 인입구에 설치)
ㅇ화약고 내의 전기공작물에 전기를 공급하는 전로 : 화약고 이외의 장소에 설치Floor Heating 및 Load Heating 등으로 난방 또는 결빙방지를 위한 발열선 시설인 경우.
ㅇ전기온상 등에 전기를 공급하는 경우.
ㅇ풀용, 수중조명등, 기타 이에 준하는 시설에 절연변압기를 통하여 전기를 공급하는 경우.(절연변압기 2차측 사용전압이 30V를 초과하는 것)
ㅇ대지전압 150V를 넘는 이동형 가반형 전동기기를 도전성 액체로 인하여 습기가 많은 장소에 시설하는 경우 : 고감도형 누전차단기 설치
나. 권장되는 장소』
ㅇ습기가 많은 장소에 시설하는 전로
ㅇ옥외시설 전선로로 사람이 닿기 쉬운 장소에 시설하는 전로
ㅇ건축공사 등으로 가설한 전로
ㅇ아케이드 조명설비
ㅇ가공전식에 전기를 공급하는 전로
다. 누전차단기를 생략할 수 있는 장소』
ㅇ발,변전소나 이에 준하는 장소(항상 누설전류)
ㅇ건조한 장소
ㅇ접지저항 3Ω이하.
ㅇ2중 절연구조의 전기기구.
ㅇ기술상 절연이 불가능 한 경우(전기욕기, 전기로, 전해조 등)
ㅇ누전차단기 대신 누전경보기 시설의 경우 : 벨 또는 부저를 원칙으로 한다.
ㅇ저압,고압전로에서 이들의 정지가 공공안전확보에 지장을 초래하는 경우 : 비상용 조명장치, 유도등, 비상용승강기, 철도용 신호장치 등
ㅇ계통이 매우 긴 저압전로, 회로 차단이 위험한 상태가 되는 전로
4. 감전에 따른 생리현상 및 전류비례
가. 심실세동 현상
통과 전류치가 증가하면 심실에 경련을 일으켜 맥박의 박동이 어렵게 되고 심장이 정지하게 된다.
나. 인체의 반응과 감전전류치의 비교(교류 60㎐, 3sec 기준)
|
감전 전류치(㎃) |
인체의 반응 |
|
0.5 이하 |
감지할 수없다 |
|
5 ∼ 30 |
호흡곤란, 혈압상승,- 수분간견딜수 있다 |
|
31∼ 50 |
심장고동불규칙,경련발생 - 수분 견딘다 |
|
51∼100 |
짧은 시간의 경우 강렬한 쇼크는 받지만 아직 심실세동 은 없다 - 수초 견딘다. |
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수100 초과 |
즉시 심실세동현상 발생. |
5. 정격 감도전류에 대한 분류
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감 전 방 지 |
누전화재방지 | ||||
|
ㅇ300V 이하 ㅇ100A 이하의 금속제 외함의 기기, 접지 공사가 곤란한 경우 |
ㅇ60V를 넘는 저압의 금속제 외함의 기기를 사용하는 경우 |
ㅇ가반식, 이동식의 전동기계 |
ㅇ로드 히팅, 플로어 히팅 ㅇ전기온상 ㅇ비상용 조명장치 ㅇ유도등, 소화설비 ㅇ철도신호장치 ㅇ병원수술실 등 | ||
|
암반위, 건물위에 사용하는 전동공구, 팬, 공작기계 등 |
대형 전동기, 급수펌프, 일반전기기기 |
룸 에어컨, 난방기, 대형 냉장고, 세탁기, 우물펌프 |
전기 드라이버, 송풍기, 팬, 전기 그라인더, 이동식 콤프레셔 |
전로 차단의 경우, 누전 차단기 |
경보만을 요구하는 경우, 누전릴레이 |
|
비접지 15㎃ |
250Ω이하 200㎃ |
500Ω이하 300㎃ |
200Ω이하 30㎃ |
200㎃ 500㎃ |
300㎃ |
6. 누전차단기의 종류
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구 분 |
원리 및 적용 | |
|
전 류 동작형 |
전 자 식 |
ㅇZCT 2차 출력을 집적회로를 이용하여 증폭하고 그 신호파를 SCR 게이트에 입력하여 구동시키면 사이리스터에 직렬 연결된 전자장치가 작동하여 차단기를 트립 시킨다. ㅇ정격전류 400A 까지 30㎃ 감도까지 제작. ㅇZCT를 이용한 저압,고압,특고압의 접지식 전로에 적용. |
|
기 계 식 |
ㅇZCT 2차 출력전류가 영구자석간의 자속을 소거시키는 방향으로 자력을 발생하여 트립 스프링에 힘을 가해 가동철편을 석방 시킴으로서 차단기 트립. ㅇ정격전류121A, 30㎃ 감도까지 제작 | |
|
특 징 |
ㅇ실 사용시 별도의 검출용 접지 불필요 ㅇ기기의 누전 및 전로의 누전도 검출. ㅇ1개의 누전차단기로 수 개의 기기보호 | |
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전 압 동작형 |
ㅇGPT를 이용한 고압,특고압의 비 접지식 전로에 적용 ㅇ특징 - 검출용 접지는 기기용 접지와 겸용할 수 없다 - 기기용 접지극에서 3m이상 이격 설치하여야 한다. - 검출용 접지선이 단선되면 동작하지 않는다. | |
|
전압, 전류 동작형(전력형) |
ㅇ400V 급 배전방식 등의 대규모 계통에서 많은 회로가 있는 경우 지락 발생 회로만을 차단하고 건전회로는 송전을 계속할 수 있도록 전압동작형과 전류동작형을 조합하여 선택 차단하는 방식. | |
가. 동작별 분류
|
구 분 |
정격감도 전류(㎃) |
동 작 시 간 | |
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고 감 도 형 |
고속형 |
5 10 15 30 |
정격감도전류에서 0.1초 이내, 인체감전보호형은 0.03초 이내 |
|
시연형 |
정격감도전류에서 0.1초를 초과하고 2초이내 | ||
|
반한시형 |
정격감도전류에서 0.2초를 초과하고 2초 이내 정격감도전류 1.4배의 전류에서 0.1초를 초과하고0.5초 이내 정격감도전류 4.4배의 전류에서 0.05초 이내 | ||
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중감도형 |
고속형 |
50,100, 200 500,1000 |
정격감도전류에서 0.1초이내 |
|
시연형 |
정격감도전류에서 0.1초를 초과하고 2초이내 | ||
나. 정격감도별 분류
ㅇ고속형 - 감전방지가 주목적이다
ㅇ시연형 - 동작시한을 임의 조정이 가능. 보안상 즉시차단하여서는 아니되는 시설물, 계통의 모선
ㅇ반한시형 - 지락전류에 비례하여 동작 접촉전압의 상승을 억제하는 것이 주목적이다
7. 검출 감도전류의 계산
전류동작형 누전차단기의 경우 검출 감도전류는 정격 감도전류의 50%초과 100%이하로 잡은 것으로,
감조보호 목적의 경우 Ip ≤허용접촉전압 / 기기접지저항
[표] 접촉상태별 허용접촉전압
|
접촉상태별 허용 접촉전압 |
적 용 | |
|
1종 |
2.5(V) |
수중에 있는 상태 |
|
2종 |
25(V) |
젖은 상태 금속체에 항시접촉된 상태 |
|
3종 |
50(V) |
1,2종 이외로서 접촉시 위험상태 |
|
4종 |
제한없음 |
위험성이 낮은 상태 |
8. 누전차단기의 동작기능과 구성
가. 동작기능
|
동작의 종류 |
동작원리 |
|
지 락 시 |
지락 →ZCT검출→ 증폭 →구동 →트립(전자식) |
|
과부하시 |
내장된 Mechanism을 이용하여 검출. |
|
테스트 버튼 |
지락회로를 구성하여 고의로 영상전류 발생 |
|
Surge 시 |
서지흡수회로가 내장되어 서지전압이 인가되지 않는다. |
나. 구 성
|
장 치 |
내 용 |
|
소호장치 |
전류차단시 발생되는 아크를 소호하는 장치 |
|
과전류 트립장치 |
과전류발생시 이를 검출 차단하는 장치 |
|
개폐기구 |
투입과 차단을 행하는 장치 |
|
테스트버튼 |
누전차단기의 차단특성을 확인점검하는 장치 |
|
누전 트립장치 |
ZCT로 누전을 검출 차단하는 장치 |
9. 선정시 주의사항
가. 누전차단기의 최소동작전류는 정격감도전류의 50%이상이므로 선정에 주의할 것.
나. 인입구장치 등에 설치하는 누전차단기는 전류동작형으로 충격파 부 동작형 일 것.
다. 감전보호용 누전차단기는 고감도 고속형일 것.
라. 저압전로에 시설하는 누전차단기는 전류동작형으로 할 것.
마. 누전차단기의 조작용 손잡이 또는 누름단추는 트립프리 構機이어야 한다.
바. 누전차단기의 정격 감도전류 및 동작시간의 선정은 다음 각 호에 의하여야 한다.
ㅇ감전보호를 목적으로 시설하는 누전차단기는 고감도 고속형일 것.(국내기준 : 정격감도전류 30㎃이하, 동작시간 0.03초 이하) 단, 감전사고 방지대상 기계기구의 접지공사의 접지 저항치가 보호계전기 동작의 확실성을 기하기 위한 접지저항 치 (접지공사의 종류)의 기준에 적합하고 또한 누전차단기의 동작시한이 0.1초 이내(고속형)인 경우에는 중 감도형으로 할 수 있다.
(정격감도전류 30㎃의 누전차단기는 전등회로의 경우 정격전류 100A이하의 회로에, 전동기회로의 경우 정격전류 50A 이하의 부하에 사용하는 것이 좋다)- 내선규정에서 발췌
10. 누전차단기 시설방법
가. 누전차단기는 인입선 시설점에서 부하측에 설치하는 것을 원칙으로 한다.
나. 원칙적으로 해당기기에 내장 또는 배,분전반 내에 설치할 것.
다. 누전차단기의 정격전류용량은 해당 전로의 부하전류 이상의 값일 것.
라. 누전차단기 등의 정격감도전류는 보통 상태에서는 동작하지 않도록 설정
마. 옥외 전로에 사용하는 누전차단기는 방수함 내에 설치.
바. 조작전원이 필요한 경우에는 전용회로로 하고 과전류차단기 설치(15A)
사. ZCT를 케이블의 부하측에 시설할 경우 접지선은 관통시키지 말고, 전원측에
아. 설치시에는 반드시 접지선을 ZCT에 관통 시킬 것.(ZCT 참고)
자. 접지선은 ZCT에 관통시키지 않을 것.
차. 서로 다른 2회선 이상의 배선을 일괄하여 ZCT에 관통하지 않을 것.
11. 누전차단기의 정격차단전류
정격차단용량은 전기설비기술기준 (저압전로에 시설하는 과전류 차단기는 이를 시설하는 곳을 통과하는 단락 전류를 차단하는 능력을 가지는 것이어야 한다. 다만, 그 곳을 통과하는 최대 단락 전류가 10,000A를 넘는 경우에 과전류 차단기로서 10,000A 이상의 단락 전류를 차단하는 능력을 가지는 배선용 차단기를 시설하고 그곳으로부터 전원측의 전로에 그 배선용 차단기의 단락 전류을 차단하는 능력을 넘고 그 최대 단락전류 이하의 단락 전류를 그 배선용 차단기보다 빨리 또는 동시에 차단하는 능력을 가지는 과전류 차단기를 시설하는 때에는 그러하지 아니하다)의기준에 따르고 아다음 표에서 열거한 값은 시중에서 생산유통되는 누전차단기의 정격차단전류의 "예"이다.
[표2] 시중에서 유통되는 저압 누전차단기의 종류별 정격차단전류
KA - (LG 산전의 제시값)
|
종 류 |
경 제 형 |
표 준 형 |
고 차 단 형 |
한 류 형 | |
|
30AF |
460V |
- |
5 |
10 |
- |
|
220V |
2.5 |
10 |
25 |
- | |
|
50AF |
460V |
5 |
10 |
14 |
- |
|
220V |
10 |
25 |
25 |
- | |
|
100AF |
460V |
10 |
14 |
18 |
- |
|
220V |
25 |
25 |
30 |
- | |
|
225AF |
460V |
10 |
14 |
42 |
65 |
|
220V |
18 |
25 |
85 |
85 | |
|
400AF |
460V |
- |
25 |
- |
- |
|
220V |
- |
42 |
- |
- | |
|
600AF |
460V |
- |
42 |
- |
- |
|
220V |
- |
85 |
- |
- | |
|
800AF |
460V |
- |
42 |
- |
- |
|
220V |
- |
85 |
- |
- | |
|
1000AF |
460V |
- |
85 |
- |
- |
|
220V |
- |
125 |
- |
- | |
|
1200AF |
460V |
- |
85 |
- |
- |
|
220V |
- |
125 |
- |
- | |
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