순시성 누설전류가 발생시 동작시간을 지연시켜서 불필요한 동작을 방지하고 누전시 안전하게 차단하는 누전차단기로서 국내 최초 개발!
낙뢰 또는 지락 사고시 사고 난 상의 전압은 순간전압강하 현상이 발생하게 되는 반면에
건전한 다른 두 상은 순간전압상승과 대지간 정전용량이 상승 되어 무효성분의 용량성
누설전류가 상승되고 이 때 건전한 두상에 설치되어 있는 누전차단기가 순간 트립 되는
현상이 발생하고 있으며, 그동안 이 불필요동작은 서지전압 때문으로 오인하고 있었음.
단상 누전차단기 불필요 동작 해석 모델
배전선 낙뢰시 피뢰기를 통해서 1상 지락할 경우,
① 건전상에 설치되어 있는 누전차단기에서는 선로와 대지 간의 C성분과 전압이 1.73배 이상
순간 상승
② 용량성 누설전류(IGC) 상승 현상이 발생 (적용 공식 : IGC = 2 × π × f × C × V )
③ 일반형 누전차단기는 이 공식에 의해서 정상적으로 순시 트립이 됨
④ 이 경우에는 순시 누설전류의 발생기간은 대부분 계통보호 시간인 100msec 이내에서
발생하게 되어 있음
⑤ 이러한 상태를 불필요 동작이라고 하며 이를 방지하기 위해서 동작시간 지연이 되는
지연동작형 IOP 누전차단기가 필요하게 되었음
절연저항이 양호한 선로에서 순시성 용량성 누설전류로 누전차단기가 트립되는 경우?
1.낙뢰 지락시 건정상에 연결된 누전차단기 트립
2.공사 중 지중선 지락시 주위에서 발생하며 건전상 누전차단기 트립
3.건물 내부의 특정 설비가 지락시 건전상의 누전차단기가 트림
4.누전차단기 부하단에서 스위칭이 발생할 경우 순시성 누설전류 발생
5.LED조명등 스위치를 끌 때 발생
6.누전차단기 부하단의 M/C의 접점이 마모되었을 경우 가끔식 발생.
7.전기철도 차량이 터널 내부를 통과할 경우 터널 내부에서 발생함.
일반 누전차단기는 대부분 순시 트립이 되지만 IOP 누전차단기는 동작지연형
트립이 되는 불필요 동작방지형 (Inconvenience Operating Prevent) 단상
고감도 누전차단기를 의미함.
단상 lOP 누전차단기 규격
ㅇ 3상 IOP누전차단기에 대해서
ㅇ 현재 3상 Category A 일반 누전차단기 문제점
- 산업용 3상 누전차단기가 가끔씩 트립되는 일이 있어 사용을 기피하고 대신 배선용 차단기를
설치 후 상위 배전반에 누설경보기로 설치하여 운영함으로써 화재예방이 곤란하여 소극적
대책임. ( 설치 근거 : KEC 211.2.4 및 KEC 341.12.2 )
- 냉장, 냉동고에 적용하여 가끔씩 트립되면 내장 식품 손상우려로 배선용 차단기를 사용하다가
콤프레서 모터 과열, 누전으로 화재가 발생함.
- 순시트립(일반)형 누전차단기 설치 운영시에는 후단의 전자접촉기 작동시 순시성 누설전류
발생으로 인해서 불필요 동작하는 문제를 가지고 있음. 대부분 누전차단기는 순시트립(일반)
형을 사용함으로써 불필요동작이 발생할 수 밖에 없음.
- 3상 냉방용 공냉기 모터의 과열로 인한 화재가 자주 발생함. (배선용 차단기 설치시)
- 순시 트립 동작으로 인해서 모터 보호용 누전차단기로 사용이 부적절하여 배선용 차단기로
대체 사용 중임.
IOP누전차단기 특허 기술 및 동작 특성
- 현재 방식의 3상 누전차단기는 중감도 누전차단기로서 100mA ~ 1,000mA 누설전류에 0.1초
이내 트립되도록 되어 있는데, 본 특허출원 제품은 3상 중 1상이라도 전류 위상의 순간 변화에
따라 순시성 누설전류가 발생되면 시간 순차 비교 알고리즘을 적용하여 순간왜곡 파형에 의해
불필요하게 차단되는 불편을 방지하는 트립 동작 지연형 중감도 3상 누전차단기를 고안함.
- 0.1초 초과되는 누설전류가 발생하면 누전으로 인식하여 정상적으로 트립하여 누전화재를 예방
하도록 함으로써 생산 장비도 충분히 누전차단기를 설치, 운전할 수 있게 됨.
- 특허 등록 번호 : 제 10-2270144 호 (2021. 06. 22)
- 단상 통신장비, IT설비, CCTV 전원용
- LED 조명등
- 모터 보호용 3상 누전차단기
- 반도체 및 디스플레이 장비용 3상 누전차단기
- 공장 생산장비 내부 3상 누전차단기
- 대형 냉장고. 냉동고, 공조기 모터용
- 압축 컴프레서용
- 전기차 충전기
- 3상 인버터 분수용 펌프
- 엘리베이터, 에스컬레이터용
- 3상 에어컨 실외기 팬용
- 사출기
ㅇ 3상과 단상 누전차단기 설치 방법
ㅇ 보호협조형 분전반에 적용
ㅇ 가로등, 보안등 제어함과 각 하단 등주 누전차단기 설치 방법
ㅇ 교통신호등과 바닥교통신호등 동시 설치방법
ㅇ LED 조명등 누전차단기 트립 방지
- 단상 누전차단기와 동작 시간지연으로 보호 협조 가능함 (타 제품은 누설전류 크기로 보호 협조함)
- 산업용 생산 장비에 설치시 누전화재 예방 가능 (100mA급으로 운전 가능함)
- 반도체 및 디스플레이 생산장비에 일정 부분 인체 감전예방
- 기존 MCCB와 외부 누설경보기 동시설치 방식을 본 3상 누전차단기 1개로 설치함으로써
누설경보기 설치 비용 대폭 절감 가능 : KEC 211.2.4 및 KEC 341.12.2
- 누설경보기를 설치하는 기준 : KEC 341.12.3
ㅇ 농어촌공사, 수자원공사
ㅇ KTX 터널 내부 LTE-R 및 방송장비 전원용 적용시 KTX열차 운행시 트립되지 않음
ㅇ 군부대
ㅇ 인테리어 업체
ㅇ 서초 대림 아파트 중앙 공급실 펌프
ㅇ 하남 육교용 엘리베이터 기계실
ㅇ 대구시설관리공단, 서울시설공단,
ㅇ 제주도 태양광 인버터
ㅇ 통신회사 IGR누전차단기 대체용 : SK텔레콤, SK브로드밴드, LG헬로비전
ㅇ 전국 지자체 가로등 제어함체내 보호협조용에 적용 ( 가로등 구역정전을 방지하고 가로등 1개만 트립 )
ㅇ 교통신호제어함 상부 주차단기 및 바닥교통신호등 하부차단기
ㅇ 지자체 CCTV 전원용
ㅇ 아파트 지하주차장 LED 전등용
1. KS 인증서
ㅇ 산업용 누전차단기
ㅇ 주택용 누전차단기
2. KTP 인증서
3. 공인성능 시험 성적서
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1. 가로등 제어함과 가로등 내부 누전차단기 분야
ㅇ 현재 : 가로등 내부 차단기와 제어함 내부 차단기의 트립시간이 동일하여 가로등 누전시 제어함 누전차단기와 동시에 트립되어 구역정전이 발생하고 있음
ㅇ 개선 : 제어함 내부 누전차단기는 IOP-52, 30mA. 0.01초, 가로등은 IOP-32, 30mA, 0.03초 로 하면 낙뢰, 지락시 가로등 전체의 정전은 방지할 수 있으며, 가로등 누전시에는 그 해당 자로등 1개만 정전이 됨.
2. 철도 터널 내부 LTE-R 통신장비의 전원공급 분전반에 IOP-52 적용하여 누전차단기 정상 운영가능
3. 엘리베이터 단상, 3상 IOP누전차단기 적용
4. 통신실 3상 냉방 설비에 적용
5. LED조명등, 보안등에 적용
6. 지자체 CCTV 전원공급용에 적용하여 CCTV 유지, 보수비용 절감
7. 낙뢰 지락시 누전차단기 불필용 동작 실제 현상
ㅇ 재신정보, 'IOP 3상누전차단기' 중대재해처벌법. 안전규약 완벽 대비 - 전기신문 2021. 06. 27
https://www.electimes.com/news/articleView.html?idxno=219397
오는 5월부터 IGR누전차단기 생산 및 유통 금지
지연 동작방식 적용, IEC 안전 규격 부합하고 불필요한 동작 제거
한정규 재신정보 대표가 IOP누전차단기의 지연동작을 활용한 보호협조 방식을 실험하고 있다.
국내 기업이 출시한 IOP누전차단기가 오는 5월부터 생산 및 유통이 금지되는 IGR누전차단기의 자리를 대체할 수 있을지 주목된다.
전기품질 측정 진단 전문업체 재신정보(대표 한정규)는 누전차단기의 불필요한 동작을 없애고 누전 차단 신뢰성을 높인 'IOP 단상 누전차단기'를 개발했다. 이는 국내 최초로 IEC 동작규격 카테고리B를 활용한 사례로 재신정보는 앞서 지난해 6월에 IOP 3상 누전차단기를 개발해 특허를 취득한 바 있다.
IEC 동작규격 카테고리A는 누설전류가 발생할 시 0.03초 이내에 순시 트립이 발생하는 반면 카테고리B는 동작시간을 0.1초까지 지연시켜 동작 신뢰도를 높일 수 있다.
IOP누전차단기는 카테고리 B를 활용해 일시적인 순시누설전류로 인해서 누전차단기가 불필요하게 트립되는 현상을 개선해 누전차단 신뢰성을 높인 고감도 제품이다.
재신정보가 개발한 IOP누전차단기
국내에서 유통되는 누전차단기는 모두 IEC 동작규격 카테고리A를 따르고 있지만 재신정보에서 최초로 카테고리B를 활용한 IOP누전차단기를 개발했다는 것이 업체 측 설명이다.
IOP누전차단기는 일반 누전차단기보다 지연트립이 이뤄지기 때문에 순시 전류에 능동적으로 반응할 수 있게 설계된 것이 특징이다. 순시누설전류에 대한 반응 속도를 조절함으로서 불필요한 누전차단기 트립으로 현장이 셧다운 되는 현상을 개선할 수 있다.
또 누전차단기 보호협조 구조에서 하단에만 설치될 수 있었던 일반 누전차단기와 달리 IOP누전차단기는 순시전류로 인해 상단과 하단의 누전차단기가 모두 트립되는 것을 예방할 수 있어 상하단 구조에 상관없이 자유롭게 설치가 가능하다는 것도 특징이다.
한정규 재신정보 대표는 "LED가로등, 냉동창고, 공장 등에서 사용되던 IGR누전차단기가 오는 5월부터 생산 및 유통이 금지되기 때문에 이를 대체할 제품의 필요성이 높아지고 있다"며 "IOP누전차단기는 지연 동작 구조를 통해 국제 안전 규격을 충족시키면서 불필요한 트립을 막을 수 있는 획기적인 제품"이라고 말했다.
한편 국가기술표준원은 지난해 10월 29일 전기용품안전기준 개정안을 통해 IGR 누전차단기의 안전기준을 국제 표준과 부합하도록 수정했다.
개정된 기준에 따르면 국내에서 유통중인 IGR누전차단기는 용량성 누설전류 기준이 미달돼 금년 5월부터 판매와 유통이 금지된다.
안상민 기자 tkdals0914@electimes.com
1. 3상 IOP 누전차단기와 단상 IOP누전차단기와 보호협조 동작에 대한 비교 시연 동영상 설명
2. SI 누전차단기 vs IOP 누전차단기 vs IGR-32i3 에 대한 순시성 누설전류 발생시 동작 비교 시험
3. 자동복구누전차단기와 IOP누전차단기의 상호 비교 동영상
4. 단상 IOP누전차단기(0.03초)와 일반 누전차단기(0.03초) 동작 비교 동영상
5. IGR-32i3 3색 IGR누전경보차단기 절연저항 파괴에 따른 3색 LED 색상 변경 시험 동영상
6. 네이버 전기박사 김종선대표와의 인터뷰 동영상 :
7. 누설전류 분석과 누전차단기 기술 동영상 강의 ( 50분 )