전력공학›개폐기류

퓨즈

Fuse

퓨즈: 가장 단순한 과전류 보호
🔗 전류가 크면 녹아서 끊어진다
①퓨즈 = 일정 이상 전류가 흐르면 용단(溶斷)하는 도체
②장점: 구조 단순, 가격 저렴, 한류(전류 억제) 효과 우수
③단점: 1회용 — 동작 후 반드시 교체, 3상 결상 위험
④특성: I²t — 전류의 제곱 × 시간 = 일정 에너지에서 용단
용단 특성: 전류 클수록 빨리 끊긴다
30%

정격전류에 따른 퓨즈 용단시간-전류(T-I) 특성곡선

퓨즈 용단 조건 (I²t 특성)
I² · t = K² (일정) → t = K² / I²
전류 2배 → 용단시간 1/4로 단축 (제곱 반비례)
📐 I²t 특성의 의미
①I²t = 열에너지에 비례 — 퓨즈 소자가 녹는 기준
②전류가 클수록 시간은 제곱으로 짧아짐
③한류 퓨즈: 전류 최대치 도달 전 용단 → I²t 에너지 대폭 감소
퓨즈 종류와 구조

포켓형·통형·한류형 퓨즈 3종 구조와 소호 원리 비교

⚡ 전력 퓨즈 (PF) 특징
①22.9kV 수전설비에서 LBS와 조합하여 단락전류 차단
②석영사 충전 — 아크 발생 시 모래가 냉각·소호
③한류형과 비한류형으로 구분 (한류형이 I²t 소소)
퓨즈 보호 협조

퓨즈-차단기 보호 협조와 선택차단 순서 다이어그램

보호 협조 원칙
하위(작은) 퓨즈 용단 시간 < 상위(큰) 퓨즈 용단 시간
분기 고장 시 분기 퓨즈만 용단 — 주회로 건전 유지
PF + LBS 조합
LBS: 부하전류 개폐 / PF: 단락전류 차단
PF 용단 후 LBS로 결상된 상(相) 수동 개방
⚠️ 퓨즈 사용 시 주의사항
①3상 중 1상만 용단 → 결상(缺相) → 전동기 과열·소손
②용단 후 동일 정격으로만 교체 — 임의 증설 금지
③한류 퓨즈: 용단 시 과전압 발생 가능 → 기기 절연 확인
시험 포인트
용단 특성
I²t = 일정 → t ∝ 1/I²
전류 2배 → 시간 1/4
PF + LBS 조합
PF: 단락차단 / LBS: 부하개폐
22.9kV 수전설비 표준 조합
한류 퓨즈 효과
전류 최대치 전 용단 → I²t↓
기기 손상 에너지 대폭 감소
결상 위험
1상 용단 → 3상 전동기 결상 소손
결상 계전기(RPR) 설치 필요
🎯 시험 포인트
①퓨즈 특성: I²t = 상수 — 전류 2배 → 용단시간 1/4
②PF + LBS 조합: PF가 단락전류 차단, LBS가 부하전류 개폐
③한류 퓨즈: 전류 최대치 도달 전 용단 → 에너지(I²t) 감소
④결상: 1상 퓨즈 용단 시 3상 모터 과열 소손 → RPR 필수
⑤보호협조: 하위 퓨즈가 상위보다 먼저 용단되어야 선택성 확보
📝 대표 기출문제
①[기출유형] 퓨즈의 용단 특성 공식을 쓰고 전류가 3배가 되면 용단시간은 몇 배인가? (답: I²t = 일정, t = 일정/I², 전류 3배 → 시간 1/9배)
②[기출유형] 22.9kV 수전설비에서 PF와 LBS를 조합하는 이유를 설명하시오. (답: PF는 단락전류 차단, LBS는 부하전류 개폐 담당 — 각각의 장점 결합)
③[기출유형] 한류퓨즈의 동작 원리와 효과를 설명하시오. (답: 고장전류가 최대치에 도달하기 전 용단 → 통과 에너지 I²t 대폭 감소 → 기기 보호)