누전차단기(ELB)의 작동 원리

2011. 7. 2. 23:18 전기/전기 기초 이론
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* 누전 차단기를  ELB   라고  표기 하며 ,  배선용 차단기는  NFB 또는  MCCB 라고 표기 한다.
* ELB는 누전, 합선 , 과부하시 모두 차단 되며 ,  NFB는 합선 , 과부하시  차단 된다.

**   ELB 와  NFB 의 차이점.

ELB - 과부하 차단도 목적이 되지만 주 목적은 누전 차단이 목적 이다.누전 차단 만을 목적으로 하는 누전차단기도 있다. 시험버튼이 청색 혹은 녹색이면 그 ELB는 누전만을 차단하고 과부하시에는 차단되지 않음.  


NFB - 과부하 차단 보호가 목적 이다. 누전시 흐르는 누설 전류가 NFB의 정격전류를  넘어서도 NFB 는 OFF 된다. 과부하란  합선에 의한 과대전류,  기기나 기계의 과다 사용으로 인한  전류 과다한 흐름, 그리고 누전에 의한 과전류를 말한다.

●  누전 차단기 ( NFB) 의 구조 및 원리 




ELB의 핵심부품은 위 그림에서 보이는 ZCT(Zero Current Transformer)이다.
ZCT는 일종의 CT(Current Transformer)로서 전류를 전압값으로 변환시키는 장치이다(구멍에 전선이 그냥 통과 하였으므로 1차측은 한 Turn에 해당하고, 2차측은 많은 Turn으로 되어있는 변압기의 원리와 같다.
일반 CT는 한 상의 전선만 통과하여 전류의 측정에 사용되나 ZCT는 한 구멍에 전류의 방향이 다른 양극의 전선이 동시에 통과하므로 서로 상쇄되어 정상 상태에서는 출력전압이 발생하지 않는다.

누전이 발생하면 한극에서 출발한 전류가 다른극으로 100% 돌아오지 않게되고, 그 전류의 차이가 설정값 이상이면 제어회로의 판단에 따라 Trip Coil(TC)이 여자되어 Trip Mechanism(TM)을 동작시켜 접점이 열리게 된다.

TEST 버튼은 설치된 저항을 통하여 한상의 전류를 ZCT에 통과시킴으로서 누전과 같은 효과를 인위적으로 만드는 것이다.

누전차단기는 배선차단기와 마찬가지로 과전류차단기능을 포함하고 있는데, 누전차단기에 흐르는 전류는 그림에 보이는 바이메탈을 통과하도록 되어있으므로 정격전류 이상의 전류가 흘렀을 때 바이메탈이 휘어져 Trip Mechanism을 동작시켜 접점이 떨어지게 된다(온도 상승에 의한 동작이므로 전류의 량과 통전시간이 동시에 고려된다).

누전차단기에 표시된 입력단자와 출력단자를 바꾸어 설치하였을 경우에는 누전발생시 정확한 동작을 보장할 수 없으므로 주의해야 한다.

누전차단기는 공급되는 전원을 받아 작동전원으로 사용하고 있다. 외부에서 유입되는 과도한 Surge전류에 의해 제어회로 내부의 부품이 고장을 일으키거나 일시적인 오동작으로 누전이 없는데도 Trip이 되거나 Test버튼을 눌러도 Trip이 되지않는 경우에는 누전차단기를 교체해야 한다.

삼상 누전차단기는 한극이 추가되어 접점의 수가 3개이고 ZCT를 통과한 전선의 수가 3가닥인 점이 단상과 다를뿐이다. 단상의 경우 전류를 스칼라 량으로 생각해도 무방하나, 삼상의 경우는 삼상전류의 백터합은 "0"이라는 원리가 적용되는 것이다. 단상의 각선 전류의 백터합도 "0"이다.


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