개념 한 쪽
개폐기의 원리를 물으면 소호 방식이 중심이 된다. 문항은 VCB의 소호 원리 고르기와, 배전선로 개폐기의 종류·특성 연결에서 틀린 것 가려내기 꼴로 나온다.
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출제기준 단원 「개폐기의 원리와 그 특성 등」의 공개 문제 5개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 소호 원리 판별 | 1 | VCB = 고진공 전자 확산 원리 고르기 |
| 종류·특성 연결 | 1 | 섹셔널라이저 등 연결에서 바르지 못한 것 가려내기 |
| 차단 능력·용도 짝짓기 | 3 | 차단기(부하+단락)·COS(주상변압기 보호)·MCCB(분기회로 겸용) |
가장 자주 묻는 것은 차단 능력·용도 짝짓기입니다.
소호 방식은 매질로 구별한다. 진공차단기(VCB)는 고진공(약 10⁻⁴Pa 이하) 용기 안에서 전극을 뗄 때 아크에서 나온 전자가 빠르게 확산·소멸하며 절연을 회복하는 원리로 끊는다 — 진공이라 매질이 거의 없어 전자의 평균자유행로가 길어지는 것이 핵심이다. 이와 대비되는 보기로는 압축공기를 아크에 뿜는 방식(기중차단기), 절연유 분해가스의 흡부력을 쓰는 방식(유입차단기), 불활성 절연 가스를 쓰는 방식(가스차단기)이 나온다.
종류와 특성을 짝지어 묻는 문항에서는 섹셔널라이저의 설명이 함정이다. 섹셔널라이저는 자체 차단 능력이 없어 리클로저 같은 후비 보호장치와 직렬로 설치되고, 후비 장치의 동작 횟수를 세었다가 무전압 상태에서 개방해 고장구간을 분리한다 — 고장전류를 스스로 신속히 끊는다는 서술은 바르지 못한 연결이다. 컷아웃스위치가 주상변압기 보호, 부하개폐기가 부하전류 개폐, 리클로저가 고장전류 검출 뒤 정해진 시간 안에 재폐로를 시도한다는 연결은 옳은 쪽에 놓인다.
차단 능력의 서열도 원리 이야기의 한축이다. 부하전류와 단락전류를 모두 개폐하는 것은 차단기뿐이고, 주상변압기의 고장이 선로로 번지는 것을 막으며 과부하 소손을 예방하는 자리에는 컷아웃스위치가, 분기회로에서 개폐기와 자동차단기를 겸하는 자리에는 배선용차단기(MCCB)가 들어간다.
학습목표: 진공차단기의 차단 원리와 용도 및 선택 시 고려사항을 설명할 수 있다.
진공 차단기의 차단 원리는 고 진공 속에서 아크의 확산 작용을 이용해서 소호하는 것이다.
NCS 학습모듈 1901050104 차단기 설계 · 1-1. 차단기의 동작 시간과 보호
① VCB 소호 = 고진공에서 전자의 고속 확산(매질이 없어 자유행로가 길다). ② 대조: 압축공기 분사(ACB) · 절연유 분해가스 흡부력(OCB) · 절연 가스(GCB). ③ 섹셔널라이저 = 후비 장치와 직렬·무전압 때 개방(자가 차단 불가). ④ 차단기 = 부하+단락전류 · COS = 주상변압기 보호 · MCCB = 분기회로 개폐+자동차단.
부하전류 및 단락전류를 모두 개폐할 수 있는 스위치는?
정답 ② · 차단기(CB, Circuit Breaker)는 정상적인 부하전류의 개폐는 물론, 사고 시 발생하는 단락전류와 같은 큰 고장전류도 안전하게 차단할 수 있는 설비이다. 단로기는 무부하 상태에서만 개폐 가능하고, 선로개폐기는 부하전류 개폐는 가능하나 단락전류 차단 능력이 없으며, 전력퓨즈는 단락전류 차단은 가능하나 반복 개폐(부하전류 개폐)용으로는 부적합하다.
부하전류와 단락전류를 모두 개폐할 수 있는 스위치는 차단기(CB)뿐이다.
다음 중 VCB의 소호원리로 맞는 것은?
정답 ③ · VCB(진공차단기, Vacuum Circuit Breaker)는 고진공(약 Pa 이하) 용기 내에서 전극을 분리할 때, 아크에서 방출된 **전자가 고속으로 확산·소멸**하면서 절연을 회복하는 원리로 소호한다. 고진공 상태이므로 매질이 거의 없어 전자의 평균자유행로가 길어 빠르게 확산된다.
VCB는 고진공 중 전자의 고속 확산으로 아크를 소호한다(매질이 없어 전자가 흩어져 소멸).
다음 중 배전선로에 사용되는 개폐기의 종류와 그 특성의 연결이 바르지 못한것은?
정답 ④ · 섹셔널라이저(sectionalizer)는 그 자체로는 고장전류를 차단하는 능력이 없고, 후비 보호장치(리클로저 등)와 직렬로 설치되어 후비 장치의 동작 횟수를 카운트한 후 무전압 상태에서 개방하여 고장구간을 분리하는 장치이다. "고장 발생시 신속히 고장 전류를 차단"한다는 설명은 옳지 않다.
섹셔널라이저는 차단 능력이 없고, 후비 장치의 동작 횟수를 카운트해 무전압 시 개방한다.
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