개념 한 쪽
개폐기기는 어떤 전류까지 끊을 수 있는지로 나뉜다. 단로기는 무부하에서 회로를 구분하고, 차단기는 부하전류와 사고전류를 끊으며, 리클로저는 고장전류를 차단한 뒤 자동으로 다시 투입한다. 각 기기의 역할과 정격, 조작 순서를 함께 익힌다.
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출제기준 단원 「개폐기의 종류」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 재폐로 차단기 정의 판단 | 1 | 송전선 고장구간을 고속 차단 후 자동 재송전하는 장치의 성격을 가리기 |
| 3상 정격차단용량 계산 | 1 | 3상 차단기 용량을 √3 계수로 산출하는 식을 고르기 |
| 퓨즈 장점 옳지 않은 것 | 1 | 과도전류 용단이라는 단점을 장점으로 둔 선지를 골라내기 |
개폐기류는 취급할 수 있는 전류의 크기와 성격에 따라 역할이 갈린다. 단로기는 소호 장치가 없어 무부하 상태에서만 회로를 여닫는다. 접점이 눈에 보이게 열려 회로가 확실히 끊겼음을 확인시켜 주는 것이 사용 목적이다. 부하전류·단락전류·과전류를 끊는 일은 소호 능력을 갖춘 차단기가 맡는다.
차단기는 사고가 났을 때 흐르는 큰 전류를 끊어내는 장치이고, 그 능력을 정격차단용량으로 나타낸다. 3상 회로의 전력은 √3 × 전압 × 전류로 구해지므로, 정격차단용량도 √3 × 정격전압 × 정격차단전류가 된다. 차단 동작의 시간은 트립코일이 여자되는 순간부터 아크가 소호될 때까지로 정의하며, 이를 정격차단시간이라 한다.
차단기 종류마다 소호 방식과 특성이 다르다. SF6 가스차단기는 기밀 용기 안에서 소호하므로 개폐 소음이 매우 작고, 불연성이며 자력소호가 가능해 특고압 계통에 널리 쓰인다. 공기차단기는 압축공기를 분사해 아크를 끊는 방식이라 분사음이 크고 고속 조작에 유리하다. 재폐로 차단기는 송전선로의 고장구간을 고속 차단한 뒤 자동으로 재송전하는 장치를 갖춘 자동차단기다.
전력용 퓨즈는 과전류가 흐르면 용단선이 녹아 회로를 끊는 보호장치다. 소형이면서 큰 차단용량을 갖고, 밀폐형은 차단 시 소음이 없으며, 값이 싸고 유지보수가 쉽다. 다만 모터 기동 시 돌입전류나 낙뢰 같은 순간적인 과도전류에도 쉽게 용단되는 것이 단점이다.
조작 순서와 안전장치도 함께 익힌다. 투입은 단로기 다음 차단기, 개방은 차단기 다음 단로기 순서다. 인터록은 차단기가 개방된 상태에서만 단로기를 조작할 수 있게 묶는 장치로, 전류가 흐르는 중에 단로기를 조작해 생기는 아크 사고를 막는다. 재점호는 전류 영점 순간의 회복전압이 클수록 잘 일어나므로, 전류가 전압보다 앞서는 진상(용량성) 전류를 차단할 때 가장 위험하다.
단로기와 차단기의 역할을 뒤바꾼 선지가 함정이다. 단로기가 부하전류나 단락전류를 차단한다고 하거나, 차단기가 무부하 구분용이라고 하면 틀리다. 배전선로에서 고장전류를 차단하는 장치를 물으면 리클로저가 답이고, 단로기·선로개폐기·구분개폐기는 차단 능력이 없어 오답이다.
정격차단용량 계산은 √3 계수를 확인하는 문제다. 3상이면 √3 × 정격전압 × 정격차단전류가 옳고, √3를 빠뜨리거나 3·3√3을 곱한 선지는 틀리다. 정격차단시간은 트립코일 여자 순간에서 아크 소호까지로 범위를 잡아야 하며, 고장 발생부터로 넓히면 계전기 동작시간까지 포함되어 어긋난다.
차단기 종류별 특성도 자주 뒤집힌다. SF6 가스차단기가 공기차단기보다 소음이 크다고 하면 정반대이고, 퓨즈가 과도전류에도 쉽게 용단되지 않는다고 하면 이는 단점을 장점으로 바꾼 함정이다.
재폐로 차단기에 대한 설명으로 옳은 것은?
정답 ④ · 문제는 재폐로 차단기에 대한 올바른 설명을 묻고 있다. 재폐로 차단기는 송전선로에서 고장 구간을 고속으로 차단한 뒤 짧은 무전압 시간을 두고 자동으로 재송전하는 기능을 가진 자동 개폐장치가 내장된 차단기이다.
재폐로 차단기는 송전선로의 고장구간을 고속 차단한 후 자동으로 재송전하는 장치를 갖춘 자동차단기이다.
다음 중 3상용 차단기의 정격차단용량으로 알맞은 것은?
정답 ② · 문항은 3상용 차단기의 정격차단용량을 나타내는 식을 묻고 있다. 3상 전력 산정식이 P = √3·V·I 이므로 차단기의 정격차단용량도 √3 곱이 포함된 식으로 나타내며 정격전압과 정격차단전류의 곱에 √3를 곱한 값이 적절하다.
3상 차단기 정격차단용량 = √3 × 정격전압 × 정격차단전류이다.
전력용 퓨즈의 장점으로 옳지 않은 것은?
정답 ④ · 문제는 전력용 퓨즈의 장점으로 옳지 않은 항목을 묻는다. 전력용 퓨즈는 소형이면서 큰 차단용량을 갖고 밀폐형은 차단 시 소음이 적으며 가격이 싸고 유지보수가 간단한 장점이 있다.
전력용 퓨즈는 과도전류(돌입·서지)에도 쉽게 끊어지는 단점이 있어 '쉽게 용단되지 않는다'는 장점이 아니다.
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