영상변류기(ZCT
: Zero Current Transformer)일반사항
가. 개요
1. 작동원리
1-1. 단상식
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누설전류가 없는 경우에는 그림과 같이 회로에 흐르는 전류는
왕복전류 i1과 i2는 같고, 왕로전류 i1에 의한 자속 φ1과 귀로전류
i2에 의한 자속 φ2는 φ1 = φ2와 같이 서로 상쇄하고 있다. 누전이
발생하면 누설전류 ig가 흐르게 되어 왕로전류는 i1 + i2가 되고,
귀로전류는 왕로전류보다 적어져서 누설전류 ig에 의한 자속이 생기게
되어 영상변류기에 유기전압을 유도시키며, 이 유기전압을 증폭해서
입력신호로 하여 릴레이를 구동시켜, 경보 또는 차단을 행한다.
이 때 누설전류 ig에 의 한 자속에 따른
유기전압은 다음의 식으로 구해진다.
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1-2. 3상식
위의 그림은 3상 3선식으로 부하가 일정치 않게 접속한
경우로 누설전류가 없을 때는
누설전류가 생긴 경우
따라서 
라는 누설전류가 흐르고 누설전류 ig는 φg라는 자속을 발생시켜서 단상의 경우와
마찬가지로 영상변류기에 유기전압을 인가시키게 되고, 이 유기전압을 증폭하여
경보 또는 차단을 행한다.
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- 보통 CT는 한상의 전류를 변환하는데 비해 1차측이 3개의
도체로 되어 각 도체에 1상씩의 전류가 흘러서 3상전류의 벡터합 즉 영상전류의
3배에 해당하는 2차전류를 출력으로 얻는 방식이다
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관통형 영상변류기 |
- 영상전류란
3상 교류
회로에서 각 상의 전류 중에 동상으로 포함하고 있는 크기가
같은 전류로서 1차전류에 영상분이 포함되지 않을
때는 영상전류는 각 상의 벡터가 평형이 되어 "0"
이 된다. 그러나 1차 전류가 영상전류를 포함하고 있을 때에는 영상전류에 대응하는 자속이
생기고 2차측에는 영상전류의
3배의 전류가 흐른다.
- 이 방식은 3개의 CT 잔류회로에서 영상전류를
얻는 방식에 비해 1개의 철심을 사용하므로 철심의 특성차에
의한 오차출력이 적어서 고감도의 지락사고 보호에 사용된다.
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1차전류[A]
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A㎜
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B㎜
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C㎜
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800
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100
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40
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160
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600
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80
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35
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160
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400
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65
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25
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140
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200 이하
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65
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25
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140
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1. 권선형
1개의 철심에 3조의 1차권선 및 1조의 2차권선이 감겨져
있다. 1차 권선에 3상 각 상의 전류를 흐르게 했을 때 2차 권선에 각 상 영상전류의
3배인 영상전류에 대응한 전류가 흐른다.
2. 관통형
관통형 CT와 비슷한 구조인 2차 권선을 감은 철심에 1차
도체로서 3상의 케이블을 관통하여 사용한다.
1. 정격전류
비 접지계통의 지락전류 및 지락 계전기의 강도를 고려하여
주 회로의 전류에 상당하는 정격 1차전류 이외에 정격
영상 1차전류(표준 값 200㎃) 및 이것에 대응하는 정격영상 2차전류(1.5㎃ 또는
3.0㎃)가 표준으로 정해져 있다.
2. 영상 2차전류의
허용오차
영상변류기는 영상 2차 전류의 오차를 작게 하기 위하여
여자 임피던스가 큰 것이 바람직하며, 경제성을 고려한 여자 임피던스와 영상
2차 전류의 허용치를 정하고 있다.
3. 정격 과전류
배수
영상변류기가 포화하지 않는 영상 1차전류의 범위를 나타내는
것이다.
- 70>100 : 영상 1차전류 20A 정도를 고려할 때
- 70>200 : 이상 지락시에 과전류보호를 할 때
채용.
4. 잔류전류
영상 변류기의 2차회로에 접속된 계전기에는 영상 2차전류와
잔류 전류의 벡터 합이 흐르므로 오 동작, 부 동작의 원인이 된다. 따라서
잔류 전류를 적게하기 위해서는 1차도체, 철심 2차권선의 상호관계를 기하학적으로
대칭이 되도록 배치하고 정격 1차전류가 큰 변류기를 사용하면 좋다.
(1차도체는
정삼각형으로 배치하는 것이 좋다)
10Ω, 역율 0.5 지연전류
위의 그림에서 보는 바와 같이 주전원에 연결된 영상변류기는
부하 전체를 하나로 묶어서 누전이 될 때 누전을 차단시켜 주는 누전 차단릴레이이며
누전회로 발생시 경보기를 내장하여 누전화재 경보에 이용하기도 한다.
다음
NO 1,2,9,10 등은 실제로 주전원에서 분기한 회로에 영상 변류기를 통과시켜
부하로 연결하는 방법이다. P0에서 P2까지는 수신기를 동작시키는 전원으로 110/220V를
겸용할 수 있다.
1-1. 3상 4선식의 경우에는 그림과 같이 모두 통과시킨다.
2. 관통형 영상변류기의 케이블 시즈의 접속
영상변류기의 2차측 접지는 변류기와 동일하게 한 곳만
배전반측에서 실시한다. 단, 관통형 변류기의 경우 관통되는 1차권선
케이블의 시이즈 접지는 아래와 같이 실시한다.
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- 영상변류기를 전원측에 설치하는 경우
케이블 시즈
접지선은 영상 변류기를 관통시킨 후에 접지할 것. (영전관통)
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- 영상변류기를 부하측에 설치하는 경우
케이블 시즈 접지선은 영상 변류기를 관통시키지 않고 접지할
것.(영부부통)
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3. 영상변류기의 오결선 "예"
바. 용도
참고
이 된다.
