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전기기사 전기설비기술기준 · 안전을 위한 보호

Protection for Safety

저압 설비의 보호는 감전 · 과전류 · 과도 과전압 · 열 영향 네 가지를 막는 일이고, 그 중심에 고장 난 회로를 정해진 시간 안에 끊는 자동 차단이 있다. 계산 문제는 대개 계통별 최대 차단 시간, TT 계통의 R_A × I_Δn ≤ 50 V, 과부하 보호의 두 부등식에서 나온다. 퓨즈 용단 특성과 배선 차단기 B · C · D 형, 누전 차단기를 달아야 하는 곳은 표로 정리해요. 그림은 전류 축 위에 설계 전류 I_B, 차단기 정격 I_n, 전선 허용 전류 I_Z 와 동작 전류 I_2 의 상한 1.45 I_Z 를 차례로 찍었어요.

저압 설비의 네 가지 보호

🔍 무엇을 막는가
①감전에 대한 보호(KEC 211): 사람의 안전이 먼저다
②과전류에 대한 보호(KEC 212): 과부하와 단락에서 전선과 기기를 지켜요
③과도 과전압에 대한 보호(KEC 213): 뇌서지와 개폐 서지를 누른다
④열 영향에 대한 보호(KEC 214): 화재와 화상을 막아요

감전 보호: 자동 차단 시간

32 A 이하 분기 회로 최대 차단 시간(KEC 표 211.2-1)

32 A 이하 분기 회로: 최대 차단 시간 [초]
공칭 대지 전압 U₀TN 계통TT 계통
50 < U₀ ≤ 120V0.80.3
120 < U₀ ≤ 230V0.40.2
230 < U₀ ≤ 400V0.20.07
U₀ > 400V0.10.04
⚡ 간선(배전 회로)의 차단 시간
①배전 회로와 32 A 를 넘는 분기 회로는 TN 5초 이하, TT 1초 이하다
②국내 380/220 V 계통은 U₀ 가 220 V 라 둘째 줄을 읽고, TN 0.4초 · TT 0.2초가 가장 자주 나와요
TT 계통 보호 조건
RA × IΔn ≤ 50V
RA: 접지극과 보호 도체 저항의 합[Ω], IΔn: 누전 차단기 정격 감도 전류[A]

과전류 보호: 과부하와 단락

과부하 보호 조건 ①
IB ≤ In ≤ IZ
설계 전류 ≤ 차단기 정격 전류 ≤ 전선 허용 전류
과부하 보호 조건 ②
I2 ≤ 1.45 × IZ
차단기가 확실히 동작하는 전류 I2 ≤ 전선 허용 전류의 1.45배
단락 보호
차단 용량 ≥ 예상 최대 단락 전류
설치 지점의 단락 전류는 계산이나 측정으로 정해요

과전류 차단기 · 누전 차단기 세부 기준

범용 퓨즈(gG) 용단 특성(KEC 표 212.3-1)

범용 퓨즈(gG) 용단 특성(KEC 표 212.3-1)
정격 전류불용단 전류용단 전류시간
4 A 이하1.5배2.1배60분
4 A 초과 16 A 미만1.5배1.9배60분
16 A 이상 63 A 이하1.25배1.6배60분
63 A 초과 160 A 이하1.25배1.6배120분
160 A 초과 400 A 이하1.25배1.6배180분
400 A 초과1.25배1.6배240분

주택용 배선 차단기 순시 트립(KEC 표 212.3-3)

배선 차단기 순시 트립 범위
B형
주택 · 조명처럼 돌입 전류가 작은 부하
3 ~ 5 × I_n
C형
일반 부하
5 ~ 10 × I_n
D형
전동기 · 변압기처럼 돌입 전류가 큰 부하
10 ~ 20 × I_n

전동기 과부하 보호 · 누전 차단기

전동기 과부하 · 누전 차단기
전동기 과부하 보호 생략
정격 출력 0.2 kW 이하인 옥내 전동기는 과부하 보호 장치를 생략할 수 있다
0.2 kW 이하
단상 전동기 과부하 보호 생략
전원 쪽 과전류 차단기 정격이 이 값 이하인 단상 전동기도 생략할 수 있다
16 A(배선 차단기 20 A) 이하
교통 신호등
제어 장치 2차 배선은 최대 300 V 이하이고, 회로 사용 전압이 150 V 를 넘으면 누전 차단기를 둔다
150 V 초과면 누전 차단기
금속제 외함 기계 기구
사람이 쉽게 닿는 곳에 둔, 금속 외함이 있는 50 V 초과 저압 기계 기구에 전기를 보내는 전로에 둔다
50 V 초과면 누전 차단기
욕실 콘센트 누전 차단기
인체 감전 보호용(정격 감도 15 mA 이하, 동작 시간 0.03초 이하)을 쓰고, 콘센트는 접지극이 있는 방적형으로
15 mA · 0.03초
🔑 보호 기기에서 자주 나오는 숫자
①배선 차단기 순시 트립: B형 3 ~ 5배, C형 5 ~ 10배, D형 10 ~ 20배
②전동기 과부하 보호 생략: 0.2 kW 이하
③욕실 콘센트 누전 차단기: 15 mA, 0.03초 이하
④고압 퓨즈는 포장 퓨즈가 1.3배에 견디고 2배에서 120분, 비포장 퓨즈가 1.25배에 견디고 2배에서 2분 안에 녹아야 해요

정리: 자주 나오는 숫자

220 V 차단 시간
TN:0.4s TT:0.2s
32 A 이하 분기 회로
과부하 조건
IB≤In≤IZ
I2≤1.45IZ
차단기 B · C · D
3~5/5~10/10~20
순시 트립 배수
욕실 누전 차단기
15 mA · 0.03초
접지극 있는 방적형 콘센트
🎯 시험 포인트
①U₀ 220 V 분기 회로: TN 0.4초, TT 0.2초 · 간선: TN 5초, TT 1초 이하
②과부하 보호: I_B ≤ I_n ≤ I_Z, I_2 ≤ 1.45 I_Z
③배선 차단기 순시 트립: B형 3 ~ 5배, C형 5 ~ 10배, D형 10 ~ 20배
④전동기 과부하 생략 0.2 kW 이하 · 욕실 누전 차단기 15 mA, 0.03초
⑤TT 보호 조건: R_A × I_Δn ≤ 50 V
📝 대표 기출 유형
①[기출유형] 배선 차단기 C형의 순시 트립 범위는? (답: 정격 전류의 5 ~ 10배)
②[기출유형] 전동기 과부하 보호를 생략할 수 있는 정격 출력은? (답: 0.2 kW 이하)
③[기출유형] 욕실 콘센트 누전 차단기의 정격 감도 전류와 동작 시간은? (답: 15 mA 이하, 0.03초 이하)

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