LS 열동형 과부하 계전기 사용법과 종류 모델명 - 2극 3극 차이, 지동형, 결상보호형 설명
열동형 과부하 계전기는 과전류에 대한 차단을 하여 모터 손상을 방지하는 것이 주 목적이며, 동작이나 차단시 릴레이 역할을 해주는 단자도 포함되어 있습니다.
GTH 모델을 MT 모델로 변경되었습니다.
열동화과부하계전기 설명
● 열동형 과부하계전기 종류 ●
전동기 부하등 각종 산업용 전력기기를 사용함에 있어서 과부하 등의 이상상태로 부터 부하를 보호하기 위한 계전기는 매우 다양하고 여러 가지가 있으나 전통적으로 단독 부하용으로 사용되는 열동형 과부하계전기(Thermal Overload Relay)에 대하여 종류 및 적용에 대하여 알아 보겠습니다.
1. 과부하계전기의 종류
과부하계전기(Overload Relay) 종류는 부하전류를 검출하는 방식이 Bi-metal 특성을 이용하여 검출하는 방식인 열동형과부하계전기(Thermal Overload Relay)와 CT(Current Transformer) 를 통하여 검출된 미소전류를 전자회로부를 이용하여 검출하는 전자식 모터보호계전기 (Electronic Motor Protection Relay)로 나눌 수 있습니다.
2. 모터 보호와 열동형 과부하계전기의 적용
모터는 각종 산업 설비의 가장 일반적인 동력원이며 소형, 경량화, 고성능화가 되어가고 있습니다.
또한, 사용 용도도 연속운전뿐만 아니라 정역운전, 간헐운전 등에 사용되는 경우가 증대되고 있습니다.
이러한 운전방식의 다양화는 설비나 기계의 자동화 고기능화에는 공헌하고 있는 반면, 모터의 고장요인도 기존 과부하, 구속 뿐만 아니라 결상, 역상 등으로 다양화 되어가고 있는 실정이며, 이에 따른 모터의 고장 빈도도 그만큼 증가하고 있다고 할 수 있습니다.
모터의 고장은 단순히 정지만을 의미하는 것이 아니라 그것을 사용하고 있는 전력공급시스템 전체의 Down까지 파급하는 위험성이 있습니다.
따라서 모터 보호에 대해서는 대상 모터의 열특성, 운전방식 등을 충분히 검토한 후에 적용조건에 맞는 적절한 보호 방식을 선택해야 합니다.
2.1 모터와 열동형 과부하계전기 운전 및 보호협조
선정시 고려 사항은 모터 기동 특성이 과부하계전기 동작시간보다 빨리 될 수 있도록 할 것.
즉 기동시 기동 전류(정격전류의 약6~8배)에 의한 과부하계전기가 동작되지 않는 범위로 설정해야 합니다.
또한 과부하계전기의 동작 특성이 모터 열특성(소손특성)보다 빨리 동작할 수 있어야 합니다.
2.2 열동형 과부하계전기(Thermal Overload Relay) 종류
열동형 과부하계전기의 종류는 부하별 사용용도에 따라 『일반(표준)형』,
『결상보호형』, 『지동형』으로 나눌 수 있으며 제조업체별로 특성은 약간 씩은 상이합니다.
『일반(표준)형』은 일반적으로 가장 많이 사용하는 제품으로 내부 Bi-metal 각 상에 과전류 요소를 검출하는 히터 장착 수에 따라 “2소자” 제품과“3소자” 제품으로 나누어 집니다.
국내의 경우에는 “2소자” 위주의 제품을 사용하고 있으나, “2소자” 제품의 경우에는 “S상”에 과전류 검출소자가 없는 구조로 되어 있습니다.
보다 정확한 부하 보호를 위해서는 “3소자”제품을 사용하는 것이 보다 유리합니다.
해외 선진사 제품이 “3소자”제품을 표준으로 사용하고 있는 이유이기도 합니다.
“결상보호형” 제품은 “일반(표준)형” 기능에 추가로 “결상 검출 기능”을 추가한 제품으로서 모터소손 원인 중 많은 부분을 차지하는 “결상”에 의한 사고 방지를 위하여 사용되는 제품입니다.
“결상”이란 3상 전원 공급 Line중 1상이 단선된 상태에서 전원이 공급 되는 상태를 말하며, 이 때 나타나는 현상으로는 결상된 이외의 상에는 정격 전류의 약1.5배의 전류가 흐르게 되어 모터 내부 권선의 열화가 발생되며 (결상인 상태로 기동 투입시에는 정격전류의 6~8배의 기동전류가 지속적 으로 흐르게 되어 모터의 소손으로 이어짐), 경우에 따라서는 모터 소손으로 파급되는 매우 위험한 상태가 될 수도 있습니다.
결상시에는 과전류 상승이 급격하게 이루어지므로 일반(표준)형 제품과는 다른 결상 기능을 검출할 수 있는 “결상보호형”제품을 사용하는 것이 최적입니다.
결상보호형 제품은 “ADL(Amplified Differential Lever): 차동증폭링크” 기구 구조로 정격부하 운전상태에서는 3개의 Bi-metal은 a치수 만큼 만곡 하고, Shifter-A, Shifter-B, 석방 Lever는 a만큼 우측으로 평행 이동하나 접점은 석방되지 않은 상태입니다.
과부하 상태의 경우에는 정격부하 운전상태 보다 b만큼 Bi-metal이 만곡 하여 접점을 석방합니다.
결상의 경우(R상 결상) R상의 Bi-metal이 만곡하지 않고 S,T상의 Bi-metal이 만곡하여 석방 Lever는 Shifter-B와의 연결지점을 중심으로 Shifter-A에 의해 우회전하며, 석방 Lever의 이동량은 Lever비로 확대 되어 과부하 상태보다 단시간에 접점이 석방됩니다.
즉 Bi-metal의 만곡특성에 의한 석방시간 보다 빨리 석방되게 되어 모터를 보호할 수 있게 됩니다.
일반적인 모터 보호를 위해서 사용되는 열동형과부하계전기 제품 중 결상 보호형을 사용하는 것이 가장 최선의 방법입니다.
지동형”제품은 기동시간이 긴 Blower, Fan, 원심분리기 등 관성이 큰 부하 에 적용되는 제품으로 동작 특성이 일반형 제품과는 다릅니다.
관성이 큰 부하의 경우에는 기동시간이 크므로, 일반형 제품을 적용할 경우 기동 중 트립이 되는 경우가 발생되어 정상운전이 어렵게되므로 지동형 제품을 적용하여야 정상적인 운전이 가능합니다.
일반형 제품의 경우 정격전류의 720% 인가시 트립되는 시간이 약 10초 이내인 반면 지동형 제품의 경우는 약 20초 이내로서 다소 길게 되어 있습니다.
국제규격인 IEC60747에서는 Trip Class로 규정이 되어있으며 일반 제품의 경우에는 일반(표준), 결상보호형 제품은 Class 10A이며, 지동형 경우에는 Class 20 기준 제품입니다.
3. 주위 온도에 따른 적용
열동형 과부하계전기의 동작은 내부에 설치되어있는 Bi-metal 특성에 따라 동작되도록 되어 있습니다.
즉, 주위온도가 변화됨에 따라 그 특성이 변화하게 됩니다. 이렇게 되면사용자는 온도에 따라 특성을 보상해주어야 하는 불편함이 있습니다.
열동형과부하계전기는 주위온도 변화에 따라 보상이 될 수 있도록 기구부내에 온도보상용 Bi-metal을 채용하여 주위온도가 -10℃~60℃ 범위내에서는 이상없이 사용될 수 있는 온도 보상용 제품입니다.
4. 진동부하에의 적용
열동형 과부하계전기는 부하전류를 감시하여 이상발생시 Bi-metal 만곡 특성을 이용하여 기구적으로 보조접점에 Signal을 전달하게 되어있습니다.
설치된 장소에 따라 진동이 발생될 경우 이상상태가 아닌 경우에도 보조 접점에 Signal이 전달되는 경우가 있습니다.
이러한 상태를 Miss trip 이라고 하는데, 시스템 구성상 민감한 경우에는 매우 위험한 결과를 초래할 수도 있습니다.
열동형 과부하계전기는 자체 시험을 통하여 700g (1g는 자유낙하시의 가속도임)에서도 Miss trip이 발생되지 않도록 되어있습니다.
이상과 같이 열동형 과부하계전기의 적용은 부하의 특성, 사용환경에 맞게 사용하여야 최적의 효과를 얻을 수 있습니다
[출처] [펌] 열동계전기에 대하여|작성자 커피한잔