차단기는 전기 회로를 개폐하는 장치의 한 종류로서 정상 상태의 회로뿐만 아니라 사고 및 고장 발생 시 고장 부분을 신속하게 분리시켜 사고 확산을 방지함과 동시에 설비 및 기기를 보호한다.
가정집 두꺼비집에 시설된 누전차단기는 연결된 가전 제품(냉장고, 세탁기 및 에어컨 등..) 또는 조명 장치에서 누전 발생 시 전원 공급을 차단하여 감전 사고를 예방하는 아주 중요한 역할을 한다.
가정집 뿐만 아니라 공장에서도 차단기는 필수적으로 사용된다. 공장의 경우, 사용 설비가 크고 대용량의 설비들이 많아 개폐 시 에너지의 급속한 분출로 인해 아크가 발생되는데, 이때 발생되는 아크를 소호시킬 수 있는 능력을 가진 차단기가 필요하다.
이렇게 차단기는 다양한 개소에서 사용되며, 그만큼 종류도 다양하다.
크게 고압용, 저압용으로 구분되며 다양한 차단기 용어도 살펴보도록 한다.
저압용 차단기 종류
1) 누전 차단기(ELCB, Earth Leakage Circuit Breaker 또는 ELB, Earth Leakage Breaker)
누전 차단기는 누전으로 인한 감전 사고를 방지하기 위해 사용되는 차단기로 습윤한 장소, 물기가 있거나 철재류 등 전도성이 높은 장소에 주로 사용되며 테스트 버튼, 영상 변류기, 전자장치 및 증폭장치로 구성된다.
2) 배선 차단기(MCCB, Molded Case Circuit Breaker)
배선 차단기는 저압용 전로의 보호를 목적으로 사용되며 개폐기구, 트립장치 등을 절연 용기 내에 조립한 것으로 통전상태의 전로를 수동 또는 전기조작에 의해 개폐할 수 있다. 과부하 및 단락사고 시 자동으로 차단되어 고장 구간을 분리하는 역할을 한다.
* 차단기에 표기된 용어
- AF(Ampere Frame, 암페어 프레임)
: 동일한 형식으로 제작할 수 있는 최대 정격 전류로써 배선 차단기의 크기를 좌우한다. 예를 들어, 동일한 AF를 가진 차단기 중에도 서로 다른 정격 전류를 가진다. - AT(Ampere Trip, 전류 트립)
: 차단기의 정격 전류로 과전류에 의한 트립의 기준값이 된다. 다만, 이 전류값을 초과하였다고 해도 바로 차단기가 동작하지는 않는다. 동작 조건은 차단기 특성 곡선을 참고해야 한다. - Un(Rated Voltage, 정격 전압)
: 회로의 사용전압에 따라 차단기의 정격전압을 선정하며, 차단기에 인가될 수 있는 계통 최고전압을 의미한다.
전압의 표기는 3상의 선간전압으로 표기함을 원칙으로 한다. - 정격차단전류
: 정격전압 등 차단기의 정격조건하에서 정상 동작을 하는 경우 차단기가 차단할 수 있는 단락전류의 한도를 말하며 차단시간도 정격차단시간 내가 된다. - 정격차단용량
: 차단기 정격전압 X 정격차단전류 X 루트3(3상일 경우만 해당)
3) 기중 차단기(ACB, Air Circuit Breaker)
기중 차단기는 대기의 공기를 이용하여 차단기 개폐 시 공기의 자연 소호 방식에 의한 차단기로 교류 저압의 대용량 계통에 많이 사용된다.
4) 전자 개폐기
전자접촉기와 열동계전기를 조합한 것으로 그 용량은 개폐기가 적용되는 전동기의 용량 또는 기타 부하의 용량으로 표시한다.
고압용 차단기 종류
1) 진공 차단기(VCB, Vacuum Circuit Breaker)
진공 차단기는 전로의 차단을 고진공 용기 내에서 행하는 차단기로 고진공 중에서의 높은 절연 능력을 이용한 것이다.
특징
- 차단시간이 짧다
- 차단성능이 우수하다
- 수명이 길다
- 오일을 사용하지 않아 화재에 대한 안전성이 우수하다
- 보수, 점검이 용이하다
2) 가스 차단기(GCB, Gas Circuit Breaker)
가스 차단기는 SF6(육불화황)의 불활성 가스를 이용한 차단기로, 전로 개폐 시 발생되는 아크를 SF6 가스에 의해 소호하는 방식이다.
특징
- 차단성능이 우수하다
- 소음이 작다
- 불활성, 비연소성으로 화재의 위험이 적다
- 가격이 고가이다
- 설치면적이 작다
- 초고압계통에 주로 사용된다
3) 유입 차단기(OCB, Oil Circuit Breaker)
유입 차단기는 전로 개폐 시 발생되는 아크를 절연유의 소호작용에 의하여 소호하는 구조이다.
특징
- 가격이 저렴하며 취급이 간단하다
- 화재발생의 우려가 있고, 설치면적이 크다
4) 공기 차단기(ABB : Air Blast Circuit Breaker)
공기 차단기는 차단기 개폐 시 발생되는 아크를 압축된 공기로 소호하는 방식이다.
특징
- 유입차단기에 비해 화재의 위험이 적다
- 차단능력이 우수하다
- 유지보수가 간단하다
- 압축공기를 만들어 내기 위한 부대설비가 필요하다
5) 자기 차단기(MBB, Magnetic Blow-out Circuit Breaker)
자기 차단기는 전자력을 이용하여 아크 발생 시 소호실에 밀어 넣어 냉각 및 아크전압 상승으로 아크전류를 감소시켜 소호하는 방식이다. 기름을 사용하지 않아 화재의 위험성이 없다.
