당연히 단상 누전차단기는 단상 부하에, 3상 누전차단기는 3상 부하에 연결하여 사용하는 것을 권장드립니다.
그러나 전기인으로써 궁금하기도 하죠.
3상 누전차단기에 단상을 사용하면 누전 시에 정상적으로 동작할까요?
정답은 어떻게 연결하냐에 따라 동작할 수도 있고 안 할 수도 있다입니다.
하나씩 알아보겠습니다.
1. 3상 누전차단기의 원리
누전차단기 내부에는 ZCT가 들어있다는 것을 아실 것입니다.
4P 누전차단기의 ZCT에는 R, S, T, N의 전선 4가닥이 ZCT를 통과합니다.
R상에 흐르는 전류는 N선으로 되돌아옵니다.
T, S상에 흐르는 전류도 마찬가지로 N선으로 되돌아오죠.
결국 N선에는 R, S, T선에서 흐르는 전류가 모두 되돌아옵니다.
누전이 되지 않는 상태에서는
ZCT 입장에서는 검은색은 검은색끼리, 적색은 적색끼리, 청색은 청색끼리 같은 크기의 전류가 흐르므로 각각이 만들어내는 자속이 상쇄됩니다.
예를 들어 R상이 누전되어서
R상에 흐르는 검은색 전류보다 N선으로 되돌아오는 검은색이 더 작다면
검은색 전류끼리 크기가 달라서 상쇄되지 않아 ZCT는 누전을 검출해내는 것이지요.
R상, T상, S상의 전류의 크기가 각각 달라도
어차피 그 전류가 다시 N선으로 되돌아오기 때문에
부하 불평형이라도 누전차단기는 동작하지 않고 누전에만 동작합니다.
3P 누전차단기의 원리도 마찬가지입니다.
만약 3P 차단기에 모터를 달았다고 가정해봅니다.
모터의 코일의 저항이 같다면 R상, S상, T상의 전류의 크기는 같고 위상은 120도 차이가 나므로 그 합은 0입니다.
모터의 코일의 저항이 달라도 마찬가지입니다.
누전되지 않는다면 R상의 전류는 흘러나올 곳이 없으므로 어차피 전로를 따라 S상이나 T상으로 돌아오게 되어있고
S상과 T상도 마찬가지입니다.
3P 누전차단기도 누전되지 않는다면 불평형으로는 동작하지 않습니다.
2. 3상 누전차단기의 1차 측에 3상 전원이 연결된 상태에서 2차 측에 단상을 연결한 경우
3상 누전차단기의 1차 측에 전원이 연결된 상태에서 2차 측에 단상 부하를 연결했을 때를 가정해봅시다.
RS, ST, RT 사이에는 380V가 인가되므로
단상 220V 부하를 사용하기 위해서 RST상 중 하나와 N선을 사용해야 하는데요.
만약 SN에 단상 부하를 연결했다고 가정합니다.
그럼 S상으로 흐르는 전류가 N선으로 돌아오므로 정상상태에서는 ZCT가 동작하지 않고
누전이 발생하면 ZCT는 정상적으로 동작합니다.
3. 3상 누전차단기의 전원 측에 단상 전원을 연결하고 2차 측에 단상 부하를 연결한 경우
그러나 만약 사진과 같이 결선한다면 누전차단기는 동작할까요?
정답은 동작하지 않습니다.
도대체 차이가 뭘까요?
제어회로에 전원이 공급되지 않기 때문입니다.
예시로 쓴 누전차단기는 앞부분에 누전차단기 내부 제어회로의 회로도가 그려져 있는데요.
제품이나 제작사마다 누전차단기 내부 회로도는 다른데요
LS산전의 누전차단기는 회로도를 보시면 R상과 T상에서 전원을 공급받습니다.
누전차단기 내부에는 전자회로부가 있습니다.
ZCT에서 검출되는 전류는 매우 미세하므로 반도체 증폭부에서 이를 증폭시켜 트립 코일에 전원이 인가되면 차단기를 트립시키는데
트립 코일에 전원이 인가되지 않으면 누전차단기는 동작하지 않습니다.
이 제어회로와 트립 코일은 LS산전의 경우 R상과 T상에서 내부적으로 연결되어있습니다.
따라서 4P 누전차단기든 3P 누전차단기든 제어회로에 전원을 연결해줘야 동작하기 때문에
R상과 T상에 220V를 공급해줘야 합니다.
실제로 다른 상에 연결하고 누전차단기 트립 버튼을 눌러 테스트를 해보면 누전차단기는 동작하지 않지만
RT상에 연결하여 동작 테스트를 해보면 누전차단기는 동작합니다.
주의하실 점은, RT에 연결하다 보니 습관적으로 380V를 연결하실 수도 있는데
반드시 두 선중 하나는 N선이어야 합니다.
LS산전 이외의 누전차단기는 제품의 카탈로그를 확인해 내부 제어 회로도를 확인하셔서 그에 맞게 연결하시면 됩니다.
아니면 1차 측에 RSTN을 모두 연결하셔도 되고요.
아래는 3상 누전차단기의 단상 사용에 대한 LS산전의 공식 답변이니 참고 바랍니다.
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