소개
고압 배전에서는 모든 스위칭 이벤트가 동일한 것은 아닙니다. 전원이 차단된 버스에서 닫히거나 무부하 상태에서 열리거나 고장 전류를 차단하는 스위치 기어 장치는 각각 다른 전기적 스트레스 수준, 접점 마모 영향 및 장비 기능 요구 사항을 가지고 근본적으로 다른 작업을 수행합니다. 모든 스위칭 이벤트를 동일한 것으로 취급하는 것은 사양 오류로, 장비의 크기 부족, 조기 접점 고장, 네트워크 보호 손상으로 이어집니다.
부하 차단 작동은 스위치 기어 장치가 정상 작동 전류(고장 전류나 무부하 전류가 아닌 전체 시스템 전압에서 정격 부하 전류)를 전달하는 회로를 차단하는 특정 스위칭 이벤트이며, 이러한 정확한 정의에 따라 부하 차단 작동에 정격인 장치, 접점 설계 방식 및 IEC 62271에 따른 전기 내구성 등급이 결정됩니다.
배전 시스템을 설계하는 전기 엔지니어와 스위치 기어를 지정하는 조달 관리자에게 부하 차단 작동 정의는 부하 차단 스위치와 회로 차단기를 단로기 및 절연기와 구분하는 경계 조건으로, 잘못 이해하면 치명적인 스위칭 오류, 접점 파괴 및 인력 안전 사고를 초래할 수 있는 경계입니다.
이 문서에서는 IEC 정의 및 전기 물리학부터 장치 선택, 애플리케이션 시나리오 및 AIS, GIS 및 SIS 스위치 기어 유형에 따른 유지보수 영향에 이르기까지 MV 스위치 기어의 부하 차단 작업에 대한 완벽한 기술 참조를 제공합니다.
목차
- 부하 차단 작동이란 무엇이며 IEC 표준에서 정확히 어떻게 정의되어 있나요?
- 부하 차단 작동이 AIS, GIS 및 SIS 유형에 걸쳐 스위치 기어 접점에 어떤 스트레스를 줍니까?
- 배전반 애플리케이션에 부하 차단 기능을 올바르게 지정하는 방법은 무엇입니까?
- 일반적인 부하 차단 작동 오류 및 유지 관리 요구 사항은 무엇인가요?
부하 차단 작동이란 무엇이며 IEC 표준에서 정확히 어떻게 정의되어 있나요?
부하 차단 작동은 IEC 62271-100에 정의되어 있습니다. IEC 62271-1031 디바이스가 정격 정상 전류(In) 이하의 전류를 흐르면서 최대 정격 시스템 전압에서 접점을 분리하는 스위칭 작업으로, 디바이스의 정격 아크 소호 기능 내에서 아크가 소멸되어 회로가 완전히 절연된 개방 상태로 복원될 것으로 기대합니다.
정확한 IEC 정의 구성 요소
부하 차단 작동에 대한 IEC 정의에는 정격 부하 차단 이벤트로 인정받으려면 네 가지 조건이 동시에 충족되어야 합니다:
1. 전류 크기 - 정격 정상 전류(In) 이하:
접점이 분리되는 순간의 회로 전류는 장치의 정격 정상 전류를 초과하지 않아야 합니다. 630A 정격 부하 차단 스위치의 경우 630A 이하의 모든 중단은 부하 차단 작동으로 간주됩니다. 과부하 또는 오류로 인한 In 이상의 중단은 용량 요구 사항이 다른 다른 의무 범주에 해당합니다.
2. 역률 - 정격 테스트 역률 이내:
IEC 62271-103은 부하 차단 작동에 대한 테스트 역률을 지정합니다:
- 주로 유도 부하: cos φ = 0.3-0.7(모터 부하, 변압기 자화 전류)
- 주로 저항성 부하: cos φ = 0.7-1.0(저항 가열, 조명)
- 용량성 부하: IEC 62271-100 부록 G(케이블 충전, 커패시터 뱅크)에 따른 별도의 테스트 시퀀스
그리고 역률2 는 아크 소멸 순간의 전류 제로와 전압 피크 사이의 위상 관계를 결정하며, 이는 아크 소멸의 심각도를 직접적으로 좌우합니다. 과도 복구 전압3 아크 소멸 직후 접촉 갭에 대한 응력(TRV)을 측정합니다.
3. 시스템 전압 - 정격 전압에서:
전체 정격 시스템 전압은 아크 소멸 직후 접점 갭에 과도 회복 전압(TRV)으로 나타납니다. 감소된 전압에서의 부하 차단 작동은 정격 테스트 조건이 아니며, 장치는 정격 전압에서 전체 TRV를 견딜 수 있어야 합니다.
4. 아크 소멸 - 기기의 정격 용량 범위 내에서:
접촉 분리에 의해 생성된 아크는 장치의 정격 아크 소호 매체(공기, SF6 또는 진공)를 사용하여 첫 번째 또는 두 번째 전류 제로 크로싱 내에 소멸되어야 합니다. 이 시간 내에 소멸하지 못하면 부하 차단 작동에 실패한 것으로 간주됩니다.
로드-브레이크 작업과 다른 스위칭 이벤트 유형 비교
부하 차단 작업을 이해하려면 인접한 스위칭 이벤트 범주와 정확하게 구분해야 합니다:
| 전환 이벤트 | 현재 레벨 | 현재 전압 | 아크 생성 | 필요한 장치 |
|---|---|---|---|---|
| 무부하 스위칭(절연) | 0A(무부하) | 예 | 최소 | 단로기/절연기 |
| 로드 브레이크 작동 | ≤ In(정상 부하) | 예 | 보통 | LBS / 회로 차단기 |
| 과부하 전환 | In ~ ~6× In | 예 | 심각 | 회로 차단기 |
| 단락 차단 | 최대 Isc(오류) | 예 | 익스트림 | 회로 차단기 전용 |
| 결함 만들기 | 0 → 아이피크(오류) | 예 | 익스트림 | 회로 차단기 전용 |
| 정전식 스위칭 | 작은 리드 전류 | 예 | 높은 TRV 스트레스 | 정격 CB 또는 LBS |
| 인덕티브 스위칭 | 작은 지연 전류 | 예 | 높은 TRV 스트레스 | 정격 CB 또는 LBS |
특별 로드-브레이크 작업 카테고리
표준 저항성/유도성 부하 차단 외에도 IEC 62271은 뚜렷한 전기적 스트레스를 가하는 몇 가지 특수 부하 차단 작동 범주를 정의합니다:
케이블 충전 전류 전환:
무부하 MV 케이블의 용량성 충전 전류 차단(일반적으로 1-50A 선행 전류). 전류 크기는 낮지만 정전식 역률은 급격한 전압 상승률(RRRV)로 심각한 TRV를 생성하여 아크가 소멸된 후 다시 발생할 수 있습니다. 장치는 다음에 대해 특별히 정격화되어야 합니다. 정전 용량 전류 스위칭4 IEC 62271-100 부속서 G에 따름.
변압기 자화 전류 스위칭:
무부하 변압기의 유도 자화 전류 차단(일반적으로 0.5-5A 지연 전류). 유도성 역률이 높으면 고주파 전류 차단 및 전압 상승(가상 전류 차단)이 발생하여 정격 전압의 3~5배에 달하는 과전압이 발생하여 변압기 절연이 손상될 수 있습니다. 장치는 변압기 자화 전류 스위칭에 적합한 등급을 받아야 합니다.
루프 전환:
스위칭 장치를 통과하는 전류가 순환 루프 전류(일반적으로 10-200A)인 링 분배 네트워크에서 상시 폐쇄 루프를 여는 것입니다. 루프 스위칭은 표준 부하 차단 작동이지만 설치 지점의 특정 루프 전류 크기에 맞는 장치 정격이 필요합니다.
장치 유형별 정격 부하 차단 전류 요약:
| 디바이스 유형 | 정격 부하 차단 전류 | IEC 표준 | 특별 업무 |
|---|---|---|---|
| 부하 차단 스위치(LBS) | 최대 정격 In(400A-1250A) | IEC 62271-103 | 루프, 케이블 충전 |
| 진공 회로 차단기(VCB) | 최대 정격 In(630A-4000A) | IEC 62271-100 | 모든 특수 업무 |
| SF6 회로 차단기 | 최대 정격 In(630A-4000A) | IEC 62271-100 | 모든 특수 업무 |
| 단로기/절연기 | 0A(부하 차단 기능 없음) | IEC 62271-102 | 없음 |
| 접지 스위치 | 0A(부하 차단 기능 없음) | IEC 62271-102 | 없음 |
부하 차단 작동이 AIS, GIS 및 SIS 유형에 걸쳐 스위치 기어 접점에 어떤 스트레스를 줍니까?
부하 차단 작동 중 스위치 기어 접점에 가해지는 전기적 스트레스는 접점 분리 중에 발생하는 아크 에너지, 아크 소멸 후 과도 회복 전압(TRV) 스트레스, 기기 작동 수명 동안 누적된 접점 침식률이라는 세 가지 상호 작용 변수의 함수입니다. 각 스위치 기어 유형은 아크 소호 매체 및 접점 설계에 따라 이러한 스트레스에 다르게 반응합니다.
부하 차단 작동 중 아크 에너지
그리고 아크 에너지5 부하 차단 작동 당 아크 지속 시간과 아크 전압에 의해 결정됩니다:
어디 는 중단 시 부하 전류입니다, 는 아크 전압(매체 종속적)이고 는 소멸할 때까지의 아크 지속 시간입니다.
630A 부하 차단 작업의 경우:
- AIS(에어 아크 슈트): = 20-60ms(1-3주기); = 500-2,000J
- GIS(SF6 퍼퍼): = 8-20ms(<1주기); = 100-500J
- SIS(진공): = 2-10ms(0.5주기 미만); = 20-100J
부하 차단 작동당 아크 에너지의 10-100배 차이는 진공 차단기가 표준 설계 결과로서 E2 전기 내구성(스위치의 경우 1,000회 부하 차단 작동, 차단기의 경우 10,000회)을 달성하는 반면, 공기 아크 슈트 설계는 E2 등급에 도달하려면 향상된 접촉 재료가 필요한 이유를 직접적으로 설명해줍니다.
부하 차단 작동 후 과도 복구 전압(TRV)
부하 차단 작동에서 아크가 소멸된 직후 전체 시스템 전압이 과도 복구 전압으로 접점 갭을 가로질러 다시 나타납니다. TRV 파형은 다음과 같은 특징이 있습니다:
- 피크 TRV 전압(Uc): 일반적으로 단자 결함의 경우 정격 위상 전압의 1.4-1.7배, 부하 차단 작동의 경우 이보다 낮습니다.
- 복구 전압 상승률(RRRV): kV/μs - 소멸 후 갭을 가로질러 전압이 형성되는 속도입니다.
- TRV 주파수: 연결된 회로의 LC 특성에 따라 결정됩니다.
갭 유전체 복구율이 RRRV 아래로 떨어지면 아크 재충격이 발생하고 부하 차단 작동이 실패합니다. 진공은 마이크로초, SF6는 밀리초, 공기는 수십 밀리초 내에 유전체 회복을 달성하므로 아크 냉각 매체 선택이 중요한 이유입니다.
개폐기 유형별 부하 차단 작동 스트레스 비교
| 스트레스 매개변수 | AIS(항공) | GIS(SF6) | SIS(진공) |
|---|---|---|---|
| 연산당 아크 에너지(630A) | 500-2,000J | 100-500J | 20-100J |
| 아크 지속 시간 | 1-3주기 | < 1주기 | < 0.5주기 미만 |
| 유전체 회수율 | 느림(ms 범위) | 빠름(ms 범위) | 매우 빠름(μs 범위) |
| TRV 재공격 위험 | 보통 | 낮음 | 매우 낮음 |
| 작업당 접촉 침식 | 2-10 mg | 0.5-3 mg | < 0.5 mg |
| E2 클래스 달성 가능성 | 가능(향상된 디자인) | 표준 | 내재적 |
| 특수 임무 수행 능력 | 제한적 | 전체 | 전체 |
고객 사례: 정전식 스위칭 듀티의 부하 차단 장애
유럽의 한 도시에서 12kV 지하 케이블 네트워크를 관리하는 유틸리티의 조달 관리자는 피더 스위칭 패널에서 일련의 부하 차단 고장이 발생한 후 벱토에 연락했습니다. 명백한 소멸 후 아크 재충격과 접촉 용접을 특징으로 하는 이러한 고장은 케이블 충전 전류가 약 12A 리딩(용량성)인 케이블 피더 스위칭 작업에서 발생했습니다.
조사 결과, 설치된 LBS 패널은 표준 유도 부하 차단 의무에 정격되었지만 IEC 62271-100 부록 G에 따라 용량성 전류 스위칭에 대한 테스트 또는 등급이 지정되지 않았습니다. 용량성 역률은 에어 아크 슈트의 유전체 회수율을 초과하는 RRRV로 심각한 TRV를 생성하여 모든 케이블 통전 작업에서 지속적인 아크 재충격을 유발하는 것으로 밝혀졌습니다.
영향을 받은 패널을 용량성 전류 스위칭에 적합한 진공 차단기가 통합된 벱토의 SIS 스위치기어로 교체한 후, 이 유틸리티는 이후 18개월 동안 240건의 케이블 스위칭 작업에서 재충격 이벤트가 0건임을 확인했습니다. 진공 차단기의 마이크로초 유전체 복구 속도는 에어 아크 슈트 설계가 제공할 수 없는 정전 용량 TRV에 대한 여유를 제공했습니다.
배전반 애플리케이션에 부하 차단 기능을 올바르게 지정하는 방법은 무엇입니까?
부하 차단 기능을 올바르게 지정하려면 정격 정상 전류뿐만 아니라 역률, 특수 듀티 범주 및 특정 설치 지점의 TRV 환경 등 장치가 서비스 수명 동안 수행하게 될 모든 스위칭 이벤트에 대한 체계적인 특성화가 필요합니다.
1단계: 모든 스위칭 이벤트 특성화
장치에서 수행할 모든 전환 이벤트 유형을 문서화하세요:
- 일반 부하 전환: 전류 크기(A), 역률(cos φ), 주파수(작동/년)
- 케이블 충전 전환: 케이블 길이 및 충전 전류(A 선행), IEC 62271-100 부속서 G 등급 지정
- 변압기 자화 스위칭: 변압기 정격(kVA) 및 자화 전류(A 래깅), 자화 전류 스위칭 정격 지정
- 루프 전환: 루프 전류 크기(A) 및 시스템 구성(개방형 링/폐쇄형 링)
- 커패시터 뱅크 전환: 뱅크 정격(kVAr) 및 돌입 전류 특성, 커패시터 뱅크 스위칭 정격 지정
- 모터 전환: 모터 정격(kW) 및 시동 전류 특성, 해당되는 경우 위상 외 스위칭 정격 지정
2단계: TRV 요구 사항 정의
- 예상 TRV를 계산합니다: 시스템 단락 임피던스 및 연결된 케이블/변압기 파라미터를 사용하여 설치 지점에서 TRV 피크 전압(Uc) 및 RRRV를 계산합니다.
- 디바이스 TRV 기능을 확인합니다: IEC 62271-100 표 1에 따라 지정된 스위치 기어의 정격 TRV 엔벨로프가 설치 지점의 예상 TRV에 적용되는지 확인합니다.
- 특별 TRV 조건: 정전 용량 스위칭 및 변압기 자화 스위칭은 표준 단자 고장 TRV 엔벨로프를 초과하는 TRV 파형을 생성 - 특정 듀티 정격 확인
3단계: 디바이스 유형 및 내구성 등급 선택
스위칭 이벤트 프로필을 적절한 디바이스 유형 및 내구성 등급과 일치시킵니다:
- 표준 유도/저항 부하 스위칭만 가능합니다: IEC 62271-103에 따라 적절한 E1 또는 E2 등급을 갖춘 LBS 등급
- 정전식, 자기화 또는 루프 스위칭이 포함되어 있습니다: IEC 62271-100에 따라 정격화되고 특정 특수 의무 등급이 선언된 회로 차단기(VCB 또는 SF6 CB)
- 높은 전환 빈도(연간 100회 이상): E2 등급 필수, 접촉 침식률을 낮추기 위해 진공 차단기 선호
- 혼합 듀티(부하 차단 + 오류 차단): E2 전기적 내구성과 M2 기계적 내구성이 결합된 회로 차단기, 형식 시험 인증서에서 두 가지 듀티 사이클 모두 확인
4단계: 표준 및 인증 일치
- IEC 62271-100: 회로 차단기 부하 차단 및 고장 차단 기능 - 특수 정격(정전 용량, 자화, 루프) 포함
- IEC 62271-103: AC 스위치 부하 차단 기능 - 표준 유도/저항 듀티, 루프 스위칭 정격
- IEC 62271-200: 금속 밀폐형 스위치 기어 어셈블리 - 스위칭 소자뿐만 아니라 전체 어셈블리의 부하 차단 기능 제공
- IEC 62271-1: 공통 사양 - TRV 요구 사항 및 정격 전압/전류 정의
- GB/T 3804 / GB/T 11022: HV 스위치 및 스위치 기어 어셈블리에 대한 중국 국가 표준
부하 분산 근무 유형별 애플리케이션 시나리오
- 도시 케이블 네트워크 피더 스위칭: 정전 용량 전류 스위칭 정격을 갖춘 VCB 또는 SF6 CB, 잦은 케이블 통전 작업을 위한 E2 등급
- 링 메인 유닛 루프 스위칭: IEC 62271-103에 따른 루프 스위칭 등급을 갖춘 LBS, 일일 부하 전송 작업을 위한 E2 등급
- 산업용 변압기 HV 스위칭: 변압기 자화 전류 스위칭 정격이 있는 LBS 또는 VCB; 드물게 스위칭하는 경우 E1 등급
- 커패시터 뱅크 전환: IEC 62271-100 부록 G에 따른 전용 커패시터 뱅크 스위칭 VCB, 특수 돌입 전류 제한 리액터가 필요할 수 있습니다.
- 태양광 발전소 MV 수집 전환: 케이블 충전 및 변압기 자화 등급을 갖춘 VCB, 일일 조도 중심 작동을 위한 E2/M2 등급
- 모터 피더 MV 스위칭: 위상 외 스위칭 정격의 VCB; 일상적인 모터 시작/정지 작동을 위한 E2 등급
일반적인 부하 차단 작동 오류 및 유지 관리 요구 사항은 무엇인가요?
부하 차단 작동 고장은 지속적인 아크의 파괴적인 에너지와 스위칭 작동 실패로 인한 기계적 스트레스가 결합되어 MV 스위치 기어에서 가장 큰 피해를 입히는 이벤트 중 하나입니다. 각 부하 차단 작업 유형에 따른 고장 모드를 이해하면 사전 사양, 시운전 검증 및 유지보수 계획을 수립할 수 있습니다.
커미셔닝 전 로드-브레이크 확인 체크리스트
- 모든 스위칭 이벤트에 대한 부하 차단 등급 확인 - 장치 정격 부하 차단 전류가 설치 지점의 최대 부하 전류 이상인지 확인하고, 특수 듀티 정격(정전 용량, 자화, 루프)이 식별된 모든 스위칭 이벤트 유형과 일치하는지 확인합니다.
- TRV 기능 확인 - IEC 62271-100에 따른 장치 TRV 엔벨로프가 모든 스위칭 이벤트 유형에 대해 설치 지점에서 계산된 예상 TRV를 포함하는지 확인합니다.
- 접촉 간격 설정 확인 - 접촉 간격이 제조업체 사양 내에 있는지 확인; 간격이 충분하지 않으면 부하 차단 아크 소멸 후 TRV 내성이 감소합니다.
- 아크 담금질 매체 검증 - GIS의 경우: 첫 부하 차단 작동 전에 SF6 압력이 정격 충전 압력인지 확인, SIS의 경우: 모든 차단기에 대해 진공 하이팟 테스트 수행
- 먼저 감소된 전류에서 테스트 - 가능한 경우, 최대 정격 전류 전환 전에 감소된 부하에서 초기 부하 차단 작동을 수행하고 기준 작동 시간 및 아크 동작을 설정합니다.
- 기준 접촉 저항 기록 - 첫 부하 차단 작동 전 접촉 저항(<100μΩ) 측정 및 기록, 작동 후 비교를 통해 비정상적인 아크 침식 감지
로드-브레이크 작동 실패 모드
멸종 후 아크 재공격:
가장 일반적인 부하 차단 고장 모드 - 아크는 전류 0에서 소멸되지만 유전체 강도가 회복되는 속도보다 빠르게 접촉 갭을 가로질러 TRV가 형성되면서 재점화됩니다. 재점화는 원래보다 높은 에너지로 두 번째 아크를 생성하여 심각한 접촉 손상과 잠재적인 접촉 용접을 유발합니다. 주요 원인
- 정격 정전 용량 스위칭 기능이 없는 정전 용량 스위칭
- 최소 기능 수준(GIS) 미만의 SF6 압력
- 진공 인터럽터 성능 저하(SIS)
- 접촉 간격 부족(모든 유형)
용접에 문의하세요:
고전류 생성 작업 또는 심각한 아크 재충격 이벤트는 순간적인 접촉면 융합을 유발할 수 있습니다. 용접된 접점은 다음 트립 명령에서 열리지 않으며, 이는 고장 격리를 방지하기 때문에 가장 위험한 부하 차단 실패 모드입니다. 주요 원인:
- 감지되지 않은 결함으로 만들기(부하 차단 만들기 등급 초과)
- 접촉면에 근접한 위치의 접촉면으로 아크 재타격
- 특정 아크 담금질 매체에 최적화되지 않은 접촉 재료
불완전한 아크 소멸(지속 아크):
아크는 전류 제로 크로싱에서 소멸하지 못하고 전도성 플라즈마 채널을 유지하여 접점 어셈블리, 아크 슈트 및 주변 절연체를 점진적으로 파괴합니다. 밀폐형 스위치 기어에서 아크가 지속되면 극한의 압력과 온도가 발생하여 내부 아크 결함이 발생합니다. 주요 원인
- 정격 부하 차단 기능을 초과하는 전류(과부하 또는 고장 전류)
- 아크 담금질 매체 고장(SF6 누출, 진공 손실)
- 적절한 아크 전압을 생성하기에 접점 이동이 불충분합니다.
부하 차단 개폐기 유지보수 일정
| 트리거 | 액션 | 표준 참조 |
|---|---|---|
| 연간 | 접촉 저항 측정, 작동 횟수 검토 | IEC 62271-100 |
| 100회 부하 차단 작전당(E1) | 접촉 육안 검사, 아크 침식 평가 | 제조업체 프로토콜 |
| 500 로드 브레이크 작전당(E2) | 접촉 저항 추세, 아크 슈트/가스/진공 검사 | IEC 62271-100 |
| 오류 차단 작업당 | 즉각적인 접촉 검사, 아크 담금질 매체 점검 | IEC 62271-100 |
| 접촉 저항 > 150μΩ | 접촉면 상태 조사 및 교체 일정 예약 | IEC 62271-100 |
| E1/E2 제한에서 | 서비스 지속 전 필수 접촉 평가 | IEC 62271-100/103 |
일반적인 사양 및 운영 실수
- 부하 차단을 위한 단로기 사용 - 단로기는 부하 차단 기능이 없으며, 부하 전류에서 단로기를 열려고 하면 제어되지 않은 아크가 지속적으로 발생하여 장치가 파괴되고 작업자가 위험에 처할 수 있습니다.
- 부속서 G 등급 없이 정전식 스위칭을 위한 LBS 지정하기 - 표준 LBS 부하 차단 정격은 정전 용량 TRV를 포함하지 않으므로 항상 케이블 피더 애플리케이션에 대한 특정 정전 용량 스위칭 기능을 확인하십시오.
- 부하 차단 사양에서 역률 무시 - 630A 저항 부하 차단 정격 디바이스가 형식 테스트에서 역률 보정이 검증되지 않은 경우 630A 유도 부하 차단 의무에서 실패할 수 있습니다.
- SF6 최소 기능 압력 이하에서 작동 - GIS 부하 차단 기능은 SF6 압력에 직접적으로 의존하며, 최소 압력 이하에서는 아크 소멸이 실패하고 접촉 용접이 발생할 수 있습니다.
결론
부하 차단 작동은 전체 시스템 전압에서 전류 중단으로 인해 접점에 스트레스를 주고 유전체 복구에 문제를 일으키며 모든 작동에서 전기 내구성 등급 허용치를 소모하는 아크를 생성하는 특정 스위칭 이벤트인 고압 스위치 기어의 정의 전기 듀티를 나타냅니다. 전류 크기, 역률, 특수 듀티 범주, TRV 환경, 스위칭 주파수 등 부하 차단 듀티 프로파일을 정확하게 정의하는 것은 모든 안정적인 MV 스위치기어 사양의 기술적 토대입니다.
고압 스위칭에서 정격 부하 차단 작동과 미등급 작동의 차이는 제어된 스위칭 이벤트와 치명적인 아크 오류의 차이이므로, 장치에서 수행할 모든 스위칭 이벤트를 정의하고 특수 범주를 포함한 모든 듀티 유형에 대해 부하 차단 정격을 확인하며 단로기에게 부하 차단 스위치의 작업을 요청해서는 안 됩니다.
스위치 기어의 부하 차단 작동에 대한 FAQ
Q: 고압 배전반에서 부하 차단 작동과 무부하 스위칭 작동을 정확히 구분하는 것은 무엇입니까?
A: 부하 차단 작동은 전체 시스템 전압에서 정격 정상 전류(In) 이하의 전류를 차단하여 능동 소멸이 필요한 아크를 생성합니다. 무부하 스위칭은 중요한 아크가 형성되지 않는 무전원 또는 무시할 수 있는 전류 회로를 열어 장치에서 아크 소멸 기능이 필요하지 않습니다.
Q: 부하 차단 스위치가 부하 차단 작동은 수행하지만 단락 차단 작동은 수행할 수 없는 이유는 무엇인가요?
A: LBS 아크 소호 시스템은 정격 정상 전류(In)에 해당하는 아크 에너지 레벨에 대해 설계되고 형식 테스트를 거쳤습니다. 단락 고장 전류는 100~1,000배 높은 아크 에너지를 생성하여 LBS 접점 및 아크 슈트 설계 한계를 초과하며, 회로 차단기만 고장 전류 차단용으로 설계 및 정격화되어 있습니다.
Q: 용량성 전류 스위칭이 표준 유도성 부하 스위칭보다 부하 차단 의무가 더 까다로운 이유는 무엇인가요?
A: 정전 용량 스위칭은 아크 소멸 직후 급격한 전압 상승률(RRRV)로 심각한 TRV를 생성하는 선행 전류를 생성합니다. 접촉 갭 유전체 복구 속도가 RRRV보다 느리면 아크 재충격이 발생하므로 표준 부하 차단 기능을 넘어 IEC 62271-100 부록 G에 따른 특정 정전 용량 스위칭 정격이 필요합니다.
Q: 부하 차단 작동 횟수는 IEC 62271-103의 전기적 내구성 등급 E1 및 E2와 어떤 관련이 있나요?
A: IEC 62271-103은 E1 등급을 최소 100회 정격 부하 차단 작동으로, E2 등급을 최소 1,000회 작동으로 정의하며, 두 등급 모두 E2 동안 접촉 유지보수 없이 정격 전류에서 유형 테스트를 통해 검증합니다. 이 등급은 디바이스의 설계 수명 동안 예상되는 총 부하 차단 작동 횟수와 일치해야 합니다.
Q: GIS 스위치기어에서 최소 기능 수준보다 낮은 SF6 가스 압력으로 부하 차단 작동을 수행하면 어떤 결과가 발생합니까?
A: 최소 SF6 압력 이하에서는 가스 폭발 속도와 전기 음성도가 전류 0에서 부하 차단 아크를 소멸시키기에 충분하지 않습니다. 아크가 다시 발생하고, 지속되며, 접점 어셈블리를 빠르게 파괴하여 밀폐된 GIS 구획에서 내부 아크 결함을 유발하여 치명적인 구조적 및 안전상의 결과를 초래할 수 있습니다.