잔류 전류 차단기의 작동 원리

기본 원리 분석

감전보호장치의 주요 원리를 이해하기 전에 먼저 감전이 무엇인지부터 이해할 필요가 있다. 감전이란 인체에 전류가 흐르면서 발생하는 부상을 말합니다. 사람이 전선에 닿아 전류 루프를 형성하면 전류가 몸을 통해 흐릅니다. 전류가 충분히 크면 느껴져서 해를 끼칠 수 있습니다. 감전이 발생하면 가능한 한 짧은 시간 내에 전류를 차단해야 합니다. 예를 들어, 사람을 통과하는 전류가 50밀리암페어라면 전류는 1초 이내에 차단되어야 합니다. 전류가 500밀리암페어인 경우 시간 제한은 0.1초입니다.

집으로 전력선이 들어가는 지점, 전기 계량기 근처에 잔류 전류 장치(RCD)가 설치되어 계량기의 출력 단자, 즉 사용자 측과 연결됩니다. 모든 가전제품은 저항 RL로 표시되고, 접촉하는 사람의 저항은 RN으로 표시됩니다.

CT는 "전류 변환기(Current Transformer)"를 의미하며, 상호 인덕턴스 원리를 사용하여 교류 전류를 측정하는 데 사용되므로 "변압기"라는 이름이 붙었습니다. 본질적으로 변압기입니다. 1차 권선은 들어오는 AC 라인이며, 두 개의 와이어가 하나로 취급되고 병렬로 연결되어 1차 권선을 형성합니다. 2차 코일은 "리드 릴레이" SH의 코일에 연결됩니다.

 

"리드 릴레이"는 기본적으로 코일이 감겨 있는 리드 튜브입니다. 코일에 전원이 공급되면 전류에 의해 생성된 자기장이 리드 튜브 내부의 리드 전극을 맞물리게 하여 외부 회로를 연결합니다. 코일의 전원이 차단되면-리드가 풀리고 외부 회로의 연결이 끊어집니다. 한마디로 작은 릴레이입니다.

 

스위치 DZ는 일반 스위치가 아닙니다. 스프링이 있는-스위치입니다. 사람이 스프링 힘을 극복하여 닫은 후에는 특수 후크를 사용하여 "켜짐" 상태를 유지하도록 제자리에 고정해야 합니다. 그렇지 않으면 손을 떼자마자 연결이 끊어집니다.

리드 릴레이의 리드 전극은 "트립 코일" TQ 회로에 연결됩니다. 트립 코일은 전자석 코일입니다. 전류가 흐르면 인력이 생성됩니다. 이 인력은 앞서 언급한 후크를 해제하기에 충분하므로 DZ가 즉시 연결 해제됩니다. DZ는 사용자의 주 전력선의 활선과 직렬로 연결되어 있으므로 트립되면 전원이 차단되어 사람이 감전될 위험이 없습니다.

 

그러나 사람을 보호하기 위한 잔류 전류 장치(RCD)의 경우 먼저 감전을 "감지"해야 합니다. 그렇다면 누군가가 감전사를 당했을 때 RCD는 어떻게 알 수 있습니까? 다이어그램에 표시된 것처럼 감전이 발생하지 않으면 전원에서 나오는 두 전선의 전류는 항상 크기는 같지만 방향은 반대입니다. 따라서 변류기(CT)의 1차 코일의 자속은 완전히 사라지고 2차 코일은 출력이 없게 됩니다. 누군가 감전사를 당했다면 이는 활선을 통과하는 저항기가 2차측에서 전류 출력을 유발하는 것과 같습니다. 이 출력은 접점(SH)을 작동시켜 트립 코일에 전원을 공급하고 후크를 당겨 스위치(DZ)를 분리하여 보호 기능을 제공합니다.

 

회로 차단기가 트립되면 트립 코일(TQ)의 전류가 사라지더라도 자동으로 DZ를 다시 연결하지 않는다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 누군가가 그것을 닫지 않으면 전력은 복구될 수 없습니다. 감전된 사람이 떠나고 검사를 통해 더 이상 위험이 없음을 확인한 후 전기를 다시 사용하려면 DZ를 닫아 회로 차단기를 다시 연결하고 전원을 복원해야 합니다.-

 

이상으로 감전방지장치의 주요 원리를 설명하였다. 그러나 감전 방지 장치를 장착했다고 해도 안전이 보장되는 것은 아니므로 전기 사용 시에는 주의가 필요합니다.

 

1. 다이어그램에 표시된 것처럼 회로가 정상적으로 작동할 때 전류 정리에 따라 네트워크에 들어오고 나가는 전류는 0입니다. 따라서 잔류 전류 장치(RCD) 오른쪽의 총 전류는 0이어야 합니다. 즉, I1 + I2 + I3 + IN=0; 따라서 RCD는 작동하지 않습니다. 전류의 실제 방향은 실제 회로에 따라 달라집니다. 이 예에서는 IN의 방향이 I1, I2, I3의 방향과 반대입니다.

 

2. 장비 케이스에서 전류가 누출되어 누군가가 이를 만지면 전류 IK의 일부가 인체를 통해 땅으로 흘러 RCD 오른쪽의 총 전류가 0이 되지 않게 됩니다. 즉, I1 + I2 + I3 + IN ≠ 0입니다. 누설 전류가 RCD의 작동 전류에 도달하면 RCD가 트립되어 전원을 차단하고 누설 보호 목적을 달성합니다.

 

다음 두 가지 사항에 유의하세요.

 

1. 잔류 전류 장치(RCD)를 통과하는 중성선을 보호 도체로 사용해서는 안 됩니다. 다이어그램에 표시된 것처럼 누설 전류가 발생하면 누설 전류 IK1이 장비 케이스를 통해 RCD로 다시 흐릅니다. 이때 RCD 오른쪽의 총 전류는 여전히 0이므로 RCD가 트립되지 않으며 누출 방지 목적이 달성되지 않습니다.

 

2. RCD를 통과하는 중성선을 반복적으로 접지해서는 안됩니다. 다이어그램에 표시된 것처럼 반복적으로 접지되면 일부 전류가 접지로 전환되어 RCD 오른쪽의 총 전류가 -0이 아니게 되어 RCD를 종료하고 다른 전기 제품의 사용을 방지합니다.

 

3. 참고: RCD의 실제 연결 방법은 시스템에 사용되는 중성 접지 보호 시스템에 따라 결정되어야 합니다.