단락전류 일반사항

단락전류 일반사항

가. 정의

단락전류란 전로의 선간이 임피던스가 작은 상태로 되어 그 부분을 통해서 흐르는 큰 전류라 정의하고 있다.

나. 본론

1. 단락전류의 영향


1. 계통의 안정도 저해.
2. 전기기계기구의 열적,기계적 파손 유발.
3. 전로의 소손.
4. 통신선에의 유도장해.

2. 단락전류에 의해 결정되는 값.


1. 차단기의 차단용량.
2. 전기기기의 열적,기계적 강도.
3. 보호계전기의 형식 및 정정.
4. 시스템 경제성,안정성을 맞추기 위함.

3. 단락전류의 표준규격


1. 국내의 경우 : 5초 14배
2. 외국의 경우 : 1.8초 18배

4. 단락전류의 종류

단락전류는 대칭분과 비대칭분으로 구분한다.

4-1. 대칭 단락전류

단락전류중에서 교류분만을 가르킨다. 단락시험시에 흐르는 전류는 차단기 투입시점에 관계없이 필히 "0"으로부터 급격히 크게 흐르기 시작한다. 그림1에 있어서  0→a'→b'와 같이 흐를 것 같지만 실제로는 0→a→b와 같이 흐른다. 이것은 0, 0'와 같은  0, 0''인 전류가 흐르므로 0''c와 같이 흐르는 전류를 직류분 전류라 하고  0', a', b'와 흐르는 전류는 교류분 전류라 한다. 실제의 단락전류는 교류분에 직류분이 포함되어 나타난다. 따라서 그림2와 같이 上방향(또는 下방향)으로 흐르게 된다. 직류분 전류의 감쇠속도는 회로의 저항치 R 및 Reactance X 의 比 R/X에 관계한다.
이 경우 고압이상의 차단기에 있어서는 발호치의 시점, 저압 Fuse 및 배선용차단기에 있어서는 단락발생 순시로부터 1/2 Cycle 시점에 있어서 직류분 및 교류분전류를 감안하여 다음과 같이 2가지로 표현한다.

교류분 전류치를 X, 직류분 전류치를 Y로 했을 때 아래식과 같이 표현한다.



대칭단락전류
비대칭단락전류

차단전류치는 대칭치 또는 비대칭 어느쪽으로 표현해도 상관없다. 그러나 각종 규정에 있어서 차단기, 퓨즈 등의 정격차단전류는 대칭치로 나타내고 있다. 단, 저압의 배선용차단기에서는 일부 비대칭치로 나타내는 경우가 있다. 대칭치와 비대칭치 사이에는 회로의 R/X 比에 의해서 정해지는 비대칭계수 (K1)에 따라서 다음식과 같은 관계가 있다.

비대칭치 = K1 × 대칭치

직류회로의 경우는 발호치前의 전류치를 말한다. 또 Y/X를 직류분 함유율 이라고 말한다.

4-2. 비대칭단락전류

단락전류중의 교류분을 X, 직류분을 Y로 한 경우 로 나타낸 것을 비대칭단락전류라 한다.

[표] 단락전류의 종류

단락전류의 종류		적용
대칭 단락전류	대칭 단락전류 실효치	교류분만의 실효치를 표시. ACB, MCCB, FUSE 선정시 기준전류
비대칭 단락전류 (직류분을 포함한 단락전류)	최대 비대칭 단락전류 실효치	비대칭 단락전류의 실효치가 최대가 되는 투입 위상에 있어서의 값 전선, CT등의 열적강도 검토시 기준전류로 사용
	최대 비대칭 단락전류 순시치	비대칭 단락전류의 순시치가 최대가 되는 투입 위상에 있어서의 값 직렬기기의 기계적강도 검토시의 기준전류
	3상평균 비대칭 단락전류 실효치	3상에서 각상 비대칭 단락전류는 투입위상이 다르므로 직류분 함유율도 다르다. 따라서 각 상의 비대칭 단락전류 실효치의 평균한 값.

4-3. 규약 단락전류

저압용 배선용 차단기 및 Fuse의 단락시험을 하는 경우 피시험물 대신에 임피던스가 거의 없는 접촉편으로 바꾸어 놓고 회로를 단락했을 때에 흐르는 전류치가 예를 들면 대칭치로 나타내어 5000A 인 회로에 피시험펀을 설치하여 안전하게 차단할 수 있으면 실제로는 3500A에서 차단을 완료했어도 대칭치 5000A의 차단용량이 있는 것으로 본다.

다. 기타

1. 단락전류 억제대책

2. 단락전류 및 단락용량 산출방식

2-1. 임피던스 법

• Ohm Method(오옴법)
• Percentage Method(백분율법, 퍼센트 임피던스법)
• Per Unit Method(단위법)

2-2. 이론적 바탕에 의한 원론적 계산방법.

• 대칭 좌표법
• 클라크 좌표법