회로 차단기, 부하 스위치 및 단로기의 차이점과 응용 분야

회로 차단기, 부하 스위치, 단로기는 모두 전기 시스템의 필수 구성 요소입니다. 대부분의 전기 기술자는 이러한 용어에 익숙하지만, 그 차이점과 용도에 대해서는 다소 혼란스러울 수 있습니다. 전기 초보자에게는 이러한 장치 간의 차이점이 특히 어려울 수 있습니다.
회로 차단기는 정상 및 비정상 회로 조건(단락 조건 포함)에서 지정된 시간 내에 전류를 투입, 전달 및 차단하도록 설계되었습니다. 과부하 또는 단락으로 인한 전기 회로 손상을 방지하는 중요한 안전 장치입니다.
반면, 부하 스위치는 회로 차단기와 절연 스위치 사이에 위치합니다. 부하 스위치는 정격 부하 전류와 특정 과부하 전류를 차단할 수 있는 간단한 아크 소호 장치를 갖추고 있습니다. 하지만 단락 전류는 차단할 수 없습니다. 부하 스위치는 배전 시스템이나 모터 제어 회로와 같이 부하를 자주 전환해야 하는 상황에서 자주 사용됩니다.
단로기라고도 하는 절연 스위치는 무부하 상태에서 회로를 분리하는 데 사용됩니다. 단로기의 주요 목적은 유지보수 장비와 전원 공급 장치 사이에 가시적인 분리 지점을 제공하여 유지보수 인력의 안전을 보장하는 것입니다. 절연 스위치에는 특수 아크 소호 장치가 없으므로 부하 전류나 단락 전류를 차단하는 데 사용할 수 없습니다. 따라서 회로 차단기가 회로를 이미 분리한 경우에만 작동해야 합니다.
그렇다면 이 세 장치의 주요 차이점은 무엇일까요? 회로 차단기는 과부하 및 단락으로부터 회로를 보호하도록 설계되고, 부하 스위치는 부하를 빈번하게 전환하는 데 사용되며, 절연 스위치는 유지 보수를 위한 안전한 분리 지점을 제공합니다.
회로 차단기는 일반적으로 주 배전반이나 보조 배전반에 설치되어 개별 회로를 보호합니다. 부하 개폐기는 배전 시스템, 모터 제어 회로 또는 빈번한 부하 개폐가 필요한 기타 용도에 사용됩니다. 단로 개폐기는 개폐기, 변전소 또는 유지보수 담당자가 무부하 상태에서 전기 장비를 점검해야 하는 기타 장소에 자주 사용됩니다.
결론적으로, 회로 차단기, 부하 스위치, 그리고 절연 스위치의 차이점을 이해하는 것은 전기 기술자에게 매우 중요합니다. 각각의 고유한 특성과 용도를 숙지함으로써 전기 시스템의 안전하고 효율적인 작동을 보장할 수 있습니다.

▶ 01 부하개폐기, 단로기, 차단기 용어 설명

부하 스위치:
기능: 정상 작동 조건에서 부하 전류, 여자 전류, 충전 전류, 커패시터 뱅크 전류 등 다양한 전류를 차단하고 닫을 수 있습니다.
용도: 사양 요구 사항으로 인해 명확한 분리 지점이 필요한 회로에서 단독으로 사용할 수 있습니다.
작동 조건: 부하 상태에서도 작동 가능. 즉, 전원이 공급된 상태에서 켜고 끌 수 있습니다.
분리 스위치(단로기):
기능: 분리 위치에 있을 때 접점 간 절연 거리를 확보하고 명확한 단선 표시를 제공합니다. 닫혀 있을 때 정상 및 비정상 회로 조건(예: 단락)에서 전류를 흐르게 할 수 있지만, 고장 전류를 차단하도록 설계되지는 않았습니다.
응용 분야: 회로 차단기와 함께 사용하여 회로에 명확한 분리 지점이 있는지 확인하는 데 자주 사용됩니다.
작동 조건: 부하가 걸린 상태에서는 작동할 수 없습니다. 회로에 전원이 공급되지 않을 때만 열고 닫을 수 있습니다.
회로 차단기:
기능: 정상 및 비정상 회로 조건(단락 조건 포함)에서 지정된 시간 내에 전류를 투입, 전달 및 차단할 수 있습니다. 과부하 또는 단락으로 인한 회로 손상을 방지하도록 설계되었습니다.
용도: 일반적으로 주 배전반 또는 보조 배전반에 사용되어 개별 회로를 보호합니다. 종종 절연 스위치와 함께 사용됩니다.
작동 조건: 정상 및 비정상 회로 조건에서 모두 작동할 수 있습니다.
요약하자면, 부하 스위치, 단로 스위치, 그리고 회로 차단기는 각각 고유한 기능과 용도를 가지고 있습니다. 부하 스위치는 부하 전환을 위해 설계되었고, 단로 스위치는 안전한 단선 지점을 제공하며, 회로 차단기는 회로를 손상으로부터 보호합니다. 이러한 차이점을 이해하는 것은 전기 시스템의 안전하고 효율적인 작동을 보장하는 데 매우 중요합니다.

▶ 02 부하개폐기, 단로기 및 차단기의 종류 소개

부하 스위치, 절연 스위치 및 회로 차단기는 고전압과 저전압으로 구분됩니다.

1. 부하 스위치의 경우:

고전압 부하 스위치에는 6가지 주요 유형이 있습니다.

① 고체 가스 발생 고전압 부하 스위치: 차단 아크 자체의 에너지를 이용하여 아크 챔버 내의 가스 발생 물질이 가스를 발생시켜 아크를 불어냅니다. 구조가 비교적 간단하며 35kV 이하 제품에 적합합니다.

②공압 고전압 부하 스위치 : 피스톤의 압축가스를 이용하여 차단과정에서 아크를 불어내는 방식으로 구조가 비교적 간단하며 35kV 이하 제품에 적합합니다.

③ 압축공기식 고전압 부하 스위치: 압축공기를 이용하여 아크를 불어내어 대전류를 차단할 수 있습니다. 구조가 비교적 복잡하며 60kV 이상 제품에 적합합니다. ④SF6 고전압 부하 스위치: SF6 가스를 이용하여 아크를 소호하며, 차단 전류가 크고 용량성 전류 차단 성능이 우수하지만 구조가 비교적 복잡하며 35kV 이상 제품에 적합합니다.

⑤ 유입 고전압 부하 개폐기: 아크 자체의 에너지를 이용하여 아크 주변의 오일을 분해 및 기화시키고 냉각시켜 아크를 소멸시킵니다. 구조는 비교적 간단하지만 무게가 무겁고, 35kV 이하의 옥외용 제품에 적합합니다.

⑥ 진공형 고전압 부하 스위치: 진공매체를 사용하여 아크를 소멸시키며, 전기적 수명이 길고 가격이 비교적 높으며, 220kV 이하 제품에 적합합니다.

저전압 부하 스위치는 스위치 퓨즈 그룹이라고도 합니다. AC 전원 주파수 회로에서 부하 회로를 수동으로 간헐적으로 켜고 끄는 데 적합하며, 선로의 과부하 및 단락 보호에도 사용할 수 있습니다. 회로 차단기는 접점 블레이드로 구성되며, 과부하 및 단락 보호는 퓨즈로 구성됩니다.

2. 스위치 분리용

고전압 절연 스위치는 설치 방식에 따라 옥외용 고전압 절연 스위치와 실내용 고전압 절연 스위치로 구분할 수 있습니다. 옥외용 고전압 절연 스위치는 바람, 비, 눈, 오염, 결로, 얼음, 두꺼운 서리 등의 영향을 견딜 수 있으며 테라스 설치에 적합한 고전압 절연 스위치를 말합니다. 절연 기둥의 구조에 따라 단일 기둥 단로기, 이중 기둥 단로기, 삼중 기둥 단로기로 구분할 수 있습니다.

그중 단일 컬럼 나이프 스위치는 가공 모선 아래 파단부의 전기 절연을 위해 수직 공간을 직접 사용합니다. 따라서 점유 면적을 절약하고, 인입선을 줄이는 동시에 개폐 상태가 특히 명확하다는 장점이 있습니다. 초고압 송전의 경우, 변전소에서 단일 컬럼 나이프 스위치를 채택하면 바닥 면적 절약 효과가 더욱 커집니다.

저전압 설비에서는 주로 주택 및 건물과 같은 저전압 단말 배전 시스템에 적합합니다. 주요 기능: 부하와의 선로 차단 및 연결

저전압 단자 배전에서는 절연 스위치를 부하에 따라 분리할 수 있다는 점에 유의해야 합니다! 다른 경우나 고압 환경에서는 허용되지 않습니다!

3. 회로 차단기의 경우

고전압 차단기는 발전소, 변전소, 배전실 등의 주요 전력 제어 장비입니다. 시스템에 고장이 발생하면 계전기 보호 장치와 협력하여 고장 전류를 신속하게 차단하여 사고 범위의 확대를 방지합니다.

따라서 고전압 회로 차단기의 품질은 전력 시스템의 안전한 작동에 직접적인 영향을 미칩니다. 고전압 회로 차단기에는 여러 유형이 있으며 아크 소호 기능에 따라 오일 회로 차단기(오일 회로 차단기가 많음, 오일 회로 차단기가 적음), 육불화황 회로 차단기(SF6 회로 차단기), 진공 회로 차단기, 압축 공기 회로 차단기 등으로 나눌 수 있습니다.

저전압 회로 차단기는 자동 스위치라고도 하며, 일반적으로 "공기 스위치"라고도 합니다. 저전압 회로 차단기는 전기 에너지를 분배하고, 비동기 모터를 간헐적으로 기동하고, 전선과 모터를 보호하는 데 사용할 수 있으며, 심각한 과부하, 단락 또는 저전압 발생 시 자동으로 회로를 차단할 수 있습니다. 퓨즈 스위치 및 과열 및 저열 릴레이 등의 기능과 동일합니다. 또한, 고장 전류 차단 후 부품을 교체할 필요가 없어 널리 사용되고 있습니다.

▶ 03 부하개폐기, 단로기, 차단기의 차이점

1. 부하스위치는 부하에 의해 차단이 가능하며 자기소화 아크 기능을 가지고 있으나 차단용량이 매우 작고 제한적이다.

2. 일반적으로 절연 스위치는 부하로 인해 차단될 수 없습니다. 구조상 아크 소화기가 없고, 부하를 차단할 수 있는 절연 스위치도 있지만, 부하 스위치와는 구조가 다르고 비교적 간단합니다.

3. 부하 스위치와 절연 스위치 모두 명확한 단선 지점을 형성할 수 있습니다. 대부분의 회로 차단기에는 절연 기능이 없으며, 일부 회로 차단기에는 절연 기능이 있습니다.

4. 절연 스위치에는 보호 기능이 없습니다. 부하 스위치의 보호는 일반적으로 퓨즈로 보호되며, 급속 차단 및 과전류 보호만 가능합니다.

5. 회로 차단기의 차단 용량은 제조 과정에서 매우 높게 만들 수 있습니다. 주로 변류기를 추가하여 보조 장비와 연동하여 보호합니다. 단락 보호, 과부하 보호, 누전 보호 등의 기능을 가질 수 있습니다.