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보호 장치

Protection Devices

왜 보호가 필요한가?
전동기와 전기 설비는 과전류, 단락, 지락(누전) 등의 이상 상태에 노출될 수 있다. 이런 고장이 발생하면 기기 소손, 화재, 감전 등의 위험이 있으므로 이상을 검출하고 회로를 자동으로 차단하는 보호 장치가 필수이다.
💡 보호의 3대 요소
과전류 보호: 퓨즈, MCCB, 과전류 계전기(OCR)
①단락 보호: 퓨즈, MCCB (순시 트립)
②지락(누전) 보호: 누전차단기(ELCB), 영상변류기(ZCT)
보호기기의 종류

보호기기 분류 — 차단기/퓨즈/계전기 동작 원리

100 %
과전류 보호
퓨즈는 과전류가 흐르면 가용체가 녹아 회로를 차단하는 가장 단순한 보호 장치이다. 한번 동작하면 교체해야 한다. MCCB는 열동 트립(과부하)과 전자 트립(단락)을 결합한 차단기로, 반복 사용이 가능하다.
핵심 공식
퓨즈: I²t = 일정 (용단 특성)
전류의 제곱 × 시간이 일정값에 도달하면 용단
핵심 공식
MCCB: 열동(과부하) + 전자(단락)
이중 보호 — 과부하는 느리게, 단락은 즉시 차단
누전 보호
누전차단기는 영상변류기(ZCT)로 왕복 전류의 불평형을 검출한다. 정상 시에는 L과 N의 전류가 같아 ZCT 출력이 0이지만, 누전이 발생하면 차이 전류가 감지되어 트립된다. 과전류 계전기(OCR)는 반한시, 정한시, 초반한시 등의 특성이 있다.
핵심 공식
ELCB: IL ≠ IN → ZCT 검출 → 트립
감도전류: 15mA, 30mA 등 (인체 감전 보호)
핵심 공식
OCR 반한시: t ∝ 1/In
전류 클수록 빠르게 동작
시험 정리
📝 시험 포인트
①퓨즈는 1회 사용, MCCB는 반복 사용 가능
②MCCB의 순시 트립: 정격의 10~14배 단락전류에서 즉시 차단
③ELCB의 ZCT: 영상변류기 — 왕복 전류 합 = 0이 정상
④OCR 반한시 특성: 작은 과전류 → 천천히, 큰 과전류 → 빨리 차단
⑤보호 협조: 퓨즈/MCCB/OCR의 동작 시간을 조정하여 고장점 가까운 보호기가 먼저 동작
📝 대표 기출문제
①[기출유형] 배선용 차단기(MCCB)의 주 보호 기능은? (답: 과부하 + 단락 보호)
②[기출유형] 누전차단기(ELB)의 동작 원리는? (답: 영상변류기(ZCT)로 누설전류 검출)
③[기출유형] 퓨즈의 차단 원리는? (답: 과전류 시 가용체 용단)