Power-Fuse의 정격전류 산정방법

P.F(파워퓨즈)일반사항

일반적인 선정기준

변압기회로용

전동기회로용

콘덴서회로용

전력퓨즈의 일반적인 적용방법

차단기 Back-up용

단로기,변류기 케이블 등의 보호용

피뢰기가 상위에 있는 경우의 퓨즈 선정기준

퓨즈의 선정 例

가. 서론

나. 본론

    기기

    과도돌입전류

    일반적인 크기

    규정반복회수

    변압기

    여자돌입전류

    정격전류 × 10배 0.1초

    100회
    (KSC-4612)

    전동기

    시동전류

    정격전류 × 5배 10초
    (농형유도전동기)

    1,000회
    (KSC-4612)

    콘덴서

    콘덴서돌입전류

    정격전류 × 70배 0.002초
    (6% 리액터 없을 때)

    100회

    1-2. 피보호기기 회로와의 보호협조

    피보호기기 회로의 단시간 내량보다 퓨즈의 차단특성 및 한류특성(통과전류파고치 및 차단 I2t)이 아래에 있을 것.
    전력퓨즈는 PF의 일반사항에서 설명한 것처럼 보호영역의 사고전류를 차단해 기기 또는 회로를 보호한다. 따라서 전력퓨즈의 차단특성 및 한류특성이 피보호기기나 회로의 과전류내량 및 단락강도보다 아래가 되도록 정격전류의 퓨즈를 사용하는 것이 중요하다.
    여기서 한류특성으로서 피보호기기나 회로의 전자력에 의한 기계적 내량에 대해서는 퓨즈의 최대통과전류파고치를, 열적내량에 대해서는 차단     I2t를 검토할 필요가 있다. 기기의 단락강도로서 변압기의 경우에는 2차측 단락보호를 생각해서 변압기 전부하전류의 25배 2초를 또 콘덴서의 경우에는 NEMA 규격의 10% 파괴특성을 고려하는 것이 일반적이다. 다시말해 전력퓨즈의 최소차단전류는 전력퓨즈에 보호를 기대하는 최소전류(변압기용의 경우에는 2차측단락시의 1차측전류)보다 적은 퓨즈를 사용해야 한다.

    1-3. 다른 보호기기와의 동작협보

    1. 전원측 차단기의 릴레이 시간은 퓨즈의 차단특성 이상에 있을 것.
    2. 부하측 기기의 릴레이 기산을 포함한 차단특성은 퓨즈의 단시간허용특성 이하에 있을 것.
      전원측 보호기기의 계전기 동작특성보다 전력퓨즈의 차단특성을 빠르게 또 부하측 보호기기의 차단특성보다 전력퓨즈의 단시간 허용특성을 늦게 되도록 전력퓨즈의 정격전류를 선정하므로 선택차단이 되며, 사고의 확대방지가 가능하다. 또 전력퓨즈를 다은 보호기기의 Back-up용에 사용하는 경우에는 전력퓨즈의 단시간허용특성과 보호기기의 차단특성와의 교점이 퓨즈의 최소차단전류 이상으로 퓨즈의 차단특성과 보호기기의 최소동작특성과의 교점이 보호기기의 정격차단용량 이하가 되도록 정격전류의 전력퓨즈를 사용하는 것이 필요하다. 이 경우 회로의 단락용량 이하에 있어서 보호기기의 기계적강도가 퓨즈의 최대통과전류에 의한 전자력에 견딜 수 있어야 하며, 열적강도가 퓨즈의 차단       I2t에 견딜 수 있어야 한다.

    1-4. 3상, 단상 일괄보호

    각상마다 최적정격전류의 퓨즈를 구할 수도 있으나, 각상마다 다른 정격의 퓨즈로 하는 것보다는 각상 가운데 최대정격에다 통일하는 편이 보수상 유리하다.

    2. 변압기 회로용 선정기준

    퓨즈 형명

    정격전압 KV

    변압기 최대 전부하전류 A

    퓨즈 정격전류[A] G(T)

    G

    7.5
    3.6

    1.5 이하

    5(1.5)

    3.0

    10(3)

    7.6

    20(7.5)

    15.0

    30(15)

    21.0

    40(20)

    30.0

    50(30)

    32.2

    60(30)

    50.0

    75(50)

    75.0

    100(75)

    100

    150(100)

    150

    200(150)

    200

    300(200)

    265

    400(300)

    (4) 변압기 콘덴서 일괄 보호용의 경우

    변압기에 병렬로 역률개선용 콘덴서가 들어있어 그 공용보호기로서 퓨즈가 사용되는 경우로 콘덴서용량이 변압기용량의 1/3 이하에 있을 때는 콘덴서용량을 무시하여 변압기 단독으로 퓨즈의 선정을 해도 좋으나 1/3 이상일 때눈 콘덴서 돌입전류를 고려하여 선정할 것.

    (5) 계기용변압기(PT)용의 경우

    PT용 퓨즈는 그 부하전류로부터 PT 손상방지용으로서 퓨즈 정격을 선정하면 아주적은 전류정격치로 되나 적은 전류정격퓨즈는 엘레멘트가 가늘고 기계적으로 단선하기 쉬워 사용에 견디지 못하므로(최저 0.5A) 보통 1A를 채용한다. 따라서 PT용 퓨즈는 사고 PT의 계통으로부터 분리시키는 용도로 사용한다.

    (6) 고빈도 개폐용의 경우

    일반의 수전용 변압기는 고압측에서 회로를 빈번히 on/off 시키는 일은 극히 적으므로 표1에 나타낸 것처럼 규격에서는 년 수회 정도의 개폐밖에 고려하지 않는다.
    전동기용으로서 개폐빈도가 많은 경우에는 고빈도개폐기용으로 설계되는 M형을 선정할 것. 특히, 1차부하가 변압기라도 그 2차측부하의 대부분이 전동기인 경우에는 변압기회로와 전동기회로의 양측을 고려해 선정할 필요가 있으며 이 경우에도 M형이 적합하다. 또한, 퓨즈는 일밙거으로 부하률을 내리면 반복과전류수명이 증가하는 경향을 가지고 있어 개폐빈도가 많은 경우에는 퓨즈의 정격전류에 충분한 여유를 가질 것 특히 다음과 같은 특수용도의 변압기인 경우에는 주의를 요한다.
    특수용도 벼압기의 "예"
    - 전기로용(저주파유도로, 아크로)
    - 정류기용
    - Tie-Tras용

    3. 전동기회로용 선정기준

    3-1. 일반의 경우

    (1) 특히 주의할 사항은 다음의 3항목으로 그이외에는 일반적인 선정기준을 참고할 것.

    1. 전동기의 허용과부하를 안전하게 통전할 것
    2. 전동기의 시동전류에서 퓨즈가 손상하지 않을 것
      일반적으로는 전부하전류의 5배 10초의 점이 퓨즈의 단시간허용특성내에 있는 정격으로 한다. 시동전류와 그 시간을 알고 있을 때는 그것에 의한다.
    3. 빈번한 on/off 나 역전을 할 때에는 그 반복전류에서 손상하지 않을 것.

    (2) 전동기의 시동전류-시간특성의 검토

    직입시동에서는 큰 시동전류가 흐르나 그 시동전류-시간은 사용조건,전동기특성에 따라 다르므로 각각의 사례마다 확인하여야 한다.

    (3) 고압접촉기와의 조합상의 주의

    퓨즈의 차단특성곡선과 계전기의 동작특성곡선이 다음의 범위에서 만나도록 전류정격을 택할 것.

    1. 퓨즈의 최소차단전류 이상
    2. 접촉기의 차단용량 이하
      접촉기 등과 조합해 Combination Switch로서 사용하는 경우의 동작협조도를 그림 4-6에 나타낸다.
      협조조건은
      ㉠       IM ≤ IN
      전동기의 전부하전류 IM은 퓨즈의 M형 정격전류 IN보다 적어야 한다.
      ㉡       IR ≥ IA(TR ≤ TA)
      접촉기의 정격차단전류는 보호릴레이를 포함한 접촉기의 최소동작특성과 퓨즈의 전차단 특성의 교점이 전류보다 큰 곳에 있을 것
      ㉢ IMIN ≤ IB
      퓨즈의 최소차단전류 이하의 전류는 접촉기에 의해 개방할 것
      ㉣ IL < Ic (Tc > TL)
      전동기의 구속전류는 퓨즈가 아닌 접촉기가 개방하는 범위에 있을 것
      ㉤ 시동전류 또는 돌입전류 시간특성이 보호릴레이를 포함한 접촉기의 최소동작특성보다 下측에 있을 것.
      ㉥ 회로의 단락용량이하에 있어서 접촉기는 기계적강도(전자력)의 점에서 퓨즈의 최대한류파고치에 견디는 견일 것. 또한, 열적강도(대전류영역)의 点에서       I2t에 견디는 것일 것.

    3-2. M형 정격전류 퓨즈를 사용하는 경우

    KS규정의 M종 정격전류의 퓨즈를 사용하는 경우에는 전동기 전부하전류 = 퓨즈 정격전류로서 선정하면 전동기의 시동전류가 표1의 표준치 이하인 경우는 시동전류에 대한 내량이 고려되어 있어 선정이 용이하다. 그림4-7은 시동전류와 용단시간-전류특성의 규정치와의 관계를 나타내는 것으로, 시동전류 P점과 M종 특성의 하한치 M1과의 사이 P-M1에는 6/5=120%, 다시말해 20%의 간격이 있어 시동전류에 의해 용단하지 않도록 배려되어 있다. 이와같이 M종 정격전류의 퓨즈선정은 아주 간단하게 되나 이것은 어디까지나 시동전류가 표1에 정해진 표준치 이내에 있을 때만 적용할 수 있는 것이며, 시동전류가 상기의 표준치 이상에 있는 경우에는 전동기회로용 선정기준 일반의 경우에 따라 시간-전류특성에 의해 선정해야 하는 것에 주의를 요한다.

     

    3-3. 고빈도 개폐의 경우

    표1에 나타낸 것처럼 규정에서는 한달에 수회~10회정도의 on/off밖에 고려되지 않으나 이것으로는 불충분하며, M형 퓨즈는 규정치(1000회, LG산전의 경우 30,000회) 이상의 수명(표준선정의 경우)을 가지도록 특히 고빈도개폐기용으로서 설계하고 있으므로  전동기회로용에는 이 M형을 선정할 것. 또한, 퓨즈는 일반적으로 부하율을 내리면 반복과전류수명이 증가하는 경향을 가지고 있어 더 개폐빈도가 필요한 경우에는 퓨즈의 정격전류에 충분한 여유를 취하여야 한다.

    4. 콘덴서회로용 선정기준

    4-1. 일반의 경우

    콘덴서회로용 퓨즈로서 특히 주의할 사항은 JEM 1348의 부록에 정해져 있다. 다음의 4가지 항목으로 그 외에는 일반적인 선정기준을 참고할 것.

    (1) 콘덴서의 연속최대부하전류를 안전하게 통전할 것.

    다음의 식을 만족할 필요가 있다.
    퓨즈정격전류 ≥ 콘덴서의 연속최대 과부하전류(콘덴서 정격전류의 1.43배) 즉, 1.43의 계수는 고조파함유분을 고려한것(1.3)과 콘덴서 용량의 제작상의 허용치(1.1)을 곱해 산출한 값이다.

    (2) 콘덴서의 돌입전류에서 퓨즈가 손상하지 않을 것

    1. 직렬리액터가 없는 경우
      콘덴서 돌입전류는 콘덴서 정격전류(실효치)의 100배의 파고치의 전류가 2ms간 흐르는 것을 고려한다. 다시말해 콘덴서 돌입전류  [Ic : 콘덴서 정격전류], 이것이 퓨즈의 단시간 허용       I2t 이하가 되도록 한다. 즉 콘덴서의 개폐기가 재점호하던가 잔류전하가 충분히 내려가지 않은 가운데 재투입하면 돌입전류의 값은 2배 이상이 되므로 이와같은 것이 상정되는 경우에는 그 돌입전류로 퓨즈가 열화하지 않도록 선정해야 한다. 표3에 LG산전 G형 퓨즈의 단시간허용 I2t를 나타낸다.
    2. 직렬리액터(6%)가 있는 경우
      콘덴서 돌입전류는 콘덴서 정격전류(실효치)의 5배의 실효치전류가 0.1초간 흐르는 것을 고려한다. 이 전류-시간이 퓨즈의 단시간허용특성이하가 되도록 선정한다.

    [표3] G형 3.6, 7.2KV 퓨즈 단시간 허용 I2t (KSC-4612 준거품)

    퓨즈 형명

    정격전압 KV

    정격전류 A

    단시간 허용 I2t× 104(A2S)

    G

    7.5
    3.6

    G5

    0.00126

    G10

    0.00666

    G20

    0.0397

    G30

    0.1098

    G40

    0.235

    G50

    0.408

    G75

    1.97

    G100

    3.35

    (3) 퓨즈의 차단특성이 콘덴서 외함의 10% 파괴확율곡선의 보호를 기대하는 범위 아래에 있을 것.

    10% 외함파괴특성이란 콘덴서 외함이 파괴확율이 10% 이하로 대부분의 경우 외함이 얼마간 신장하는 정도의 안전대를 말한다. 그림 4-9, 그림4-10에 콘덴서의 파괴특성과 LG G형 및 M형 퓨즈의 차단전류-시간특성을 동일 그래프 위에 나타낸다. 또한, 그림 4-9에는 콘덴서 돌입전류와 G형 퓨즈의 단시간허용 I2t를 나타낸다.

    (4) 퓨즈의 최대동작 I2t < 콘덴서 외함의 耐 I2t 에 있을 것.

    콘덴서 외함의 耐 I2t는 아래의 그림 4-8에서 처럼 콘덴서 외함의 10% 파괴확율곡선의 최소시간에 대해서 I2t 로 구한다.

     

     

     

    4-2. C종 정격전류 퓨즈를 사용하는 경우

    JEM 규정의 C종 정격전류의 퓨즈를 사용하는 경우에는 콘덴서 정격전류 = 퓨즈 정격전류로서 선정하면, 콘덴서의 돌입전류가 표1의 표준치 이하인 경우에는 돌입전류에 대한 내량이 고려되어 있어 선정이 용이하다.

    4-3. 고빈도 개폐의 경우

    규정에서는 표1에 나타낸 것처럼 년 수회정도의 개폐만 고려되어 있다. 따라서 고빈도개폐를 하는 경우에는 직렬 리액터를 넣어 돌입전류를 억제하는 것이 필요하다. 또 퓨즈는 일반적으로 부하율을 내리면 반복과전류수명이 증가하는 경향을 가지고 있어 고빈도개폐를 하는 경우에는 퓨즈의 정격전류에 충분한 여유를 취하여야 한다.

    4-4. 변압기 콘덴서 일괄의 경우

    그림 4-11에 나타낸 것처럼 변압기와 콘덴서를 일괄해서 퓨즈를 넣는 경우에는 이 일괄보호용 퓨즈로 콘덴서의 보호가 되는 경우가 많다. 표4는 이 보호의可,否를 검토하고 있어 이 경우의 일괄보호용 퓨즈 F1의 정격전류는 콘덴서용량을 무시해 변압기용량 만으로 결정된다. 또 콘덴서 전용으로 퓨즈 F2를 넣는경우의 정격전류를 함께 기재하고 있다. 이 경우의 최소는 콘덴서 전류를 안전통전하는 측에서 제한하는 값(제조업체에서 추천하고 있는 선정치)으로, 최대는 콘덴서의 외함보호에서 제한되는 값이다. 이 표에서 알 수 있는 바와 같이 변압기의 총용량 300KVA 이하는 일괄보호용 퓨즈 F1으로 콘덴서보호가 병용되며, 또한 변압기의 총용량 500KVA에서도 콘덴서가 75KVA 이상되면 F1으로 병용되며 콘덴서 전용퓨즈 F2를 생략할 수 있다.

     

    [표4] 변압기,콘덴서 일괄보호용 퓨즈(주) * : F1으로 병용되지 않는 것

    3상 3.3KV
    변압기의 총용량

     3상 3.3KV
    콘덴서 용량

    G형 퓨즈 정격전류

     퓨즈 F1

    퓨즈 F2

    최소

    최대

    100KVA

     30KVA 이하

    G 40A

    G20A

    G75A

    200KVA

     50KVA 이하

    G 60A

    G30A

    G75A

    300KVA

     100KVA

     G 100A

    G50A

     G100A

     75KVA

    G40A

     G100A

     50KVA이하

    G30A

    G75A

    500KVA

     150KVA

     G 150A

    G60A

     G100A

     100KVA

    G50A

     G100A

     75KVA

    G40A

     G100A

     *50KVA이하

    G30A

    G75A

    5. 차단기 Back-up용 퓨즈의 선정기준

    이것은 PF-CB형 차단장치로서 퓨즈를 선정하는 경우에 상기이외는 일반적인 선정기준을 참고할 것
    PF-CB형은 한류퓨즈와 차단기에 의해 양자가 만족하는 영역을 분담하고 있으며, 하나의 차단장치를 구성하고 있는 것으로부터 양자간에 적절한 보호협조가 필요하게 된다. 보호협조로서는 비교적 소전류영역에 관한 동작시간협조와 대전류 영역에 관한 단락강도협조와의 양면을 만족할 필요가 있다.

    5-1. 한류퓨즈와 차단기의 동작시간협조

    사고전류가 흐르는 경우 소전류영역을 차단기가 분담하고, 대전류영역을 한류퓨즈가 분담하도록 양자의 동작시간협조를 취하게 하는 것이 필요하며 그림 4-12에서 다음의 3조건을 만족해야 한다.


    1. 한류퓨즈의 소전류 차단불능영역을 차단기가 담당한다(차단기가 한류퓨즈보다 빨리 동작한다)

    2. 차단기의 차단용량 이상을 한류퓨즈가 담당한다(한류퓨즈가 차단기보다 빨리 동작한다)
      - nIr : 한류퓨즈의 최소차단전류
      - T13 : nIr에 대한 시간
      - Ico : 한류퓨즈의 최소용단특성과 과전류계전기+차단기의 차단특성과의 交点의 전류
      - Tco : Ico에 대한 시간
      - Ic1 : 한류퓨즈의 차단특성과 과전류계전기+차단기의 차단기의 交点의 전류
      - IRc  : 차단기의 정격차단전류
      만약 상기의 2조건이 만족하지 않는 경우 a의 조건이 만족하지 않는 경우에는 한류퓨즈가 소전류 차단불능영역에서 차단기보다 먼저 동작을 끝내 破壞하는 것이 되며, 또 b의 조건이 만족하지 않는 경우에는 차단기가 정격차단전류 이상에서 한류퓨즈보다 먼저 동작을 끝내 破壞하는 것이된다.
    3. 차단기의 차단분담영역에 있어서 퓨즈가 열화하지 않을 것
      그림 4-13은 한류퓨즈의 허용특성상에 과전류계전기+차단기의 차단특성을 Plotting한 것으로 여기서 한류퓨즈를 75A 정격을 쓰면 그림에서 사선부분에서는 한류퓨즈의 허용특성보다 차단기의 동작이 늦으므로 한류퓨즈가 열화하는 결과로 된다.
      이와같은 부조합을 피하기 위해
      ㉠ 과전류계전기의 레버값을 내린다.
      ㉡ 과전류계전기의 순시요소의 정정치를 내린다.
      ㉢ 상기의 동작협조의 조건 a를 만족하는 범위내에서 한류퓨즈의 전류정격을 올린다.
      ㉣ 과전류계전기의 순시요소를 없앤다.(PF-CB형에서는 한류퓨즈가 대전류영역에서 고속도차단을 하여 과전류계전기의 순시요소를 대신한다)
      등의 방법이 있다. 그러나, 실제로는 ㉠ 또는 ㉡의 방법을 취하면, 과도전류에 의해 오동작하기 쉬우며 또, ㉢의 방법은 동작협조의 조건b 및 후술할 5-2에서 단락강도협조를 만족시키기 위해 크게하는 것은 되지 않는다. 이러한 점에서 ㉠~㉣의 방법을 적절하게 병용시키는 것이 된다.
      상기와 같이 하여 한류퓨즈와 차단기와의 동작시간협조가 취해진 PF-CB형 차단장치의 차단특성 및 허용특성은 그림4-14처럼 된다. 여기서 차단특성은 양자의 차단특성을 연결한 것이며, 피보호기기나 상위보호장치와의 보호협조를 검토하는 것에 사용되며, 또 허용특성은 과전류계전기의 동작관성특성과 한류퓨즈의 허용특성과를 연결한 것이며, 상위보호장치와의 보호협조나 회로의 부하전류 및 과도전류 등에 대한 차단기의 부동작 및 퓨즈의 열화여부를 검토하는 것에 사용된다. 이것들의 특성은 차단기가 분담하는 소전류영역에 대해서는 변류기의 변류비나 과전류계전기의 Tap 및 Dial의 선정에 의해, 또 한류퓨즈가 분담하는 대전류영역에 대해서는 퓨즈의 정격전류 선정에 의해 양자의 협조가 취해지는 범위내에서 임의로 변화시킬 수 있다.

    5-2. 한류퓨즈와 차단기의 단락강도협조

    PF-CB형은 한류퓨즈의 특징인 큰 차단용량,고속도차단, 한류효과를 부가할 수 있으므로 소용량의 차단기를 쓸 수 있는 것에서부터 兩者의 열적, 기계적인 협조를 취하는 것이 필요하다.

    1. 열적강도의 검토
      차단기의 허용열용량 C는 아래의 식으로 나타낸다.

      - Is : 정격단시간전류
      - Ts : 통전시간
      여기서 정격단시간전류 Is와 통전시간 Ts와는 제조사의 Catalogue에 표시되어 있다. 이 허용열용량 C가 퓨즈의 차단       I2t 보다도 크면, 차단기와 퓨즈가 열적으로 협조하게 된다. 다시말해
      퓨즈차단   
      (열적강도협조의 조건)
    2. 기계적강도의 검토
      차단기의 정격투입전류(파고치)는 Catlaogue에 표시되어 있다. 이 정격투입전류가 퓨즈의 한류특성에서 구한 최대통과전류보다 크면, 차단기와 퓨즈가 기계적으로 협조하게 된다. 다시말해

      (기계적강도 협조의 조건)
      - IM : 차단기의 정격투입전류
      - IP : 퓨즈의 최대통과전류
      여기서 전압 6.6KV, 단락용량 150MVA(12.5KA)의 회로에 정격차단용량 25MVA(2KA)의 차단기를 사용하는 경우의 한류 퓨즈의 선정을 예로하여 상기의 단락강도를 검토하는 방법을 설명한다.
      우선 퓨즈의 정격차단용량을 선정하는 것이 필요하게 되나 이것은 당연하게 회로의 단락용량 150MVA 이상의 퓨즈를 선정하는 것이 된다.
      다음에 열적강도의 검토를 한다. 차단기의 정격단시간전류와 통전시간과는 제조업체의 Catalogue에 표시되어 있으나 규격에서는 정격단시간전류 = 정격차단전류, 통전시간 =1초로 하고 있어 차단기의 허용열용량 C는 으로 되어 이 허용열용량보다도 적은 차단       I2t의 퓨즈를 선정하면 열적강도의 협조가 취해진다.
      다음에 기계적강도 검토를 한다.
      차단기의 정격투입전류는 제조업체의 Catalogue에 표시되어 있으나 규격에는 정격투입전류 = 2.5×정격차단전류로 하고 있으며 따라서 정격투입전류 IM은 로 되어 회로의 정격용량이 150MVA의 경우에는 이 정격투입전류 IM보다 적은 최대통과전류의 퓨즈를 선정하면 기계적 강도의 협조가 취해진다.
      상기와 같이 열적강도로부터 G300A 정격이하, 기계적강도로부터 G30A 정격이하로 되나 兩者를 만족하는 것으로서 G30A 정격이하로 결론이 얻어진다.

    [표5] 한류퓨즈(LG-G형)와 단락강도협조를 취하는 차단기 차단용량[6.6KV]

    PF
    정격전류[A]

    PF와 단락강도협조를 취하는 CB 차단전류의 산출

    PF와 협조를
    취하는 CB표준
    차단용량 최소치

    열적강도협조

    기계적강도협조

    ①
    PF 차단     I2·t

    협조를 취하는 CB차단전류
    Is≥√①(注1)

    ② PF
    최대 통과전류
    IP(at 12.5KA)

    협조를 취하는
    CB차단전류
    Is≥②/2.5(注2)

    G 5

    0.916[KA]

    0.9[KA]

    0.36[KA]

    2KA
    (25MVA)

    G 10

    0.08

    0.028

    1.4

    0.56

    G 20

    0.4

    0.063

    2.4

    0.96

    G 30

    0.9

    0.095

    3.8

    1.52

    G 40

    1.8

    0.13

    5.3

    2.1

    4KA
    (50MVA)

    G 50

    2.9

    0.17

    8.2

    3.3

    G 75

    12

    0.35

    10.8

    4.3

    8KA
    (100MVA)

    G 100

    33

    0.57

    13.5

    5.4

    G 150

    75

    0.87

    18

    7.2

    G 200

    116

    1.18

    22

    8.8

    12.5KA(150MVA)

    G 300

    360

    1.9

    32

    12.8

    -

    G 400

    865

    2.9

    35(한류하지 않음)

    14

    -

    (注) (1),(4) 식의 퓨즈차단   에 있어서, Ts = 1초로 했음.
    (2),(5)식의     IM≥IP에 있어서 투입용량 = 2.5 · Is
    표5는 상기의 수순을 역으로 계산해 구한  LG-G형 한류퓨즈에 헙조가 취해질 차단기의 차단용량을 나타내고 있다. 이 계산표에서 알 수 있듯이 일반적으로 기계적강도의 협조가 취해지면 열적으로도 충분히 협조가 취해진다.
    (注) 한류퓨즈의 대전류에 대한 동작은 반파이하일 때 단시간에 한류차단하며, 그때의 통과전류는 삼각파로 된다.
    이와같은 특수조건에 있어서는 상기에서 한 검토와는 엄밀히는 差가 있으나 일반적으로는 상당히 안전側으로 된다. 따라서 더욱 경제적으로 확실히 협조를 얻는 것에는 실제로 한류퓨즈와 차단기를 조합해 차단시험을 하여 확인하는데 있다.

    6. 단로기,변류기 케이블 등의 보호용 퓨즈의 선정기준

    단로기,변류기,케이블 등의 보호용으로 퓨즈를 선정하는 경우에는 5-2에서 설명한 차단기의 경우와 같이 단락강도협조를 검토할 필요가 있다. 이 경우에는 상기차단기의 경우 정격단시간전류 및 정격투입전류를 단로기 등의 허용특성에 치환해 생각하면 좋다. 그래서 한류퓨즈의 우수한 한류효과에 의해 이들의 기기나 케이블에 단락시내량이 적은 것을 사용할 수 있어, 이들을 경제적인 설비라 할 수 있는 상기차단기의 경우와 같은 것이다.

    7. 피뢰기가 상위에 있는 경우의 퓨즈 선정기준

    피뢰기의 접속방법에는 그림 4-15와 같은 경우가 있으며 (b)의 경우에는 피뢰기가 작동한 경우에 퓨즈가 용단하던가 열화하지 않도록 여유를 가진 정격전류를 선정해야 한다.
    이 동작협조는 피뢰기의 방전전류     I2t 이상의 단시간 허용 I2t를 가진 퓨즈를 선정하면 취하게 된다. 표6은 三菱 LV-GM형 피뢰기 및 SV-GH형 피뢰기의 방전전류 I2t와 LG-G형 퓨즈의 단시간허용 I2t를 비교하는 것으로 이 표로부터 LG-GM형 피뢰기에 대해서는 G형 20A 이상, SV-GH형 피뢰기에 대해서는 G형 40A 이상의 퓨즈를 사용해야 된다는 것을 알 수 있다.

     

    [표6] 피뢰기와 퓨즈의 작동협조

    피뢰기 4.2KV, 8.4KV

    G형 3.6KV, 7.2KV

    형명

    방전전류 I2t(A2S)

    정격전류(A)

    단시간 허용 I2t(A2S)

    LV-GM

    206

    G10

    66.6

    G20

    397

    SV-GH

    1990

    G30

    1098

    G40

    2350

    8. 퓨즈의 선정"예"

    8-1. 변압기회로의 경우

    그림 4-16,  그림 4-17에 PF-S형 큐비클식 고압수전설비에 전력퓨즈를 사용한 경우의 선정예(특히 정격전류의 선정을 중심으로 해서)를 나타낸다.
    결론은 G형 정격전류 7.2KV, 정격전류 G50A
                      정격차단용량 40KA(150MVA 이상)
    로 되었으나 이와같이 결정된 이유를 다음에 설명한다.

    1. 상규 최대부하전류는 3상 150KVA 변압기가 13.1A, 단상 10KVA 변압기가 1.52A, 실제로는 콘덴서 진상전류를 포함한 이들의 벡터합이 되나, 실제적으로 보다 안전측으로 산술화하면 R,T상에서 13.1+1.5=14.6A로 된다. 단상벼압기가 접속되지 않은 S상은 13.1A 그대로이다. 각상의 전류는 달라도 퓨즈의 정격전류는 3상모두 동일하게 된다. 따라서 퓨즈의 정격전류는 적어도 14.6A×1.5 이상으로 한다.
    2. 변압기의 여자돌입전류는 R,T상에서(13.1× 10)+(1.5×10)=146의 0.1초에 상당하게 되어, 퓨즈 G50A의 단시간 허용특성에 대해서는 여유가 있다.
    3. 저압측의 NFB 이하에서는 고장전류는 NFB에서 담당하나 NFB와 변압기 사이의 고장전류는 고압측의 퓨즈로 차단을 해야 한다. 3상 150KVA 변압기의 단락강도는 13.1×25=328A의 2초로 되어 있으므로, G 50A퓨즈로 보호가능하다. 그러나 단상 10KVA  변압기의 단락강도는 1.52×25=38.0A의 2초로 되어 있으므로 G50의 퓨즈로는 보호되지 않는다. 이것은 수전설비의 경제설계상 할 수 없다고 생각되나, 필히 단상변압기도 보호할 필요가 있는 경우에는 그 1차측에도 퓨즈를 넣을 필요가 있다.
    4. 다음에 다른 보호장치와의 보호협조를 검토한다. 우선 3상 150KVA 변압기의 NFB225A와의 사이에는 그림 4-17과 같이 협조는 충분히 만족되고 있다. 이 변압기의 저압측단락전류는 % 임피던스를 3.5로 해서 고압측으로 환산하면 13.1×100/3.5 = 374로 된다. NFB 225A 보다 적은 50A의 NFB는 보다 안전측에 있다. 또 반대로 고압의 전원측 보호장치, 다시말해 배전변전소의 OCR 특성보다도 퓨즈의 차단특성이 좌측에 있으므로 보호협조는 충분하다. 즉, 고압회로에서 고장전류는 150MVA 이하에 있어서 G형 퓨즈의 정격차단용량 40KA(500MVA)로 충분하다.

    8-2. 전동기회로의 경우

    M형 퓨즈로서 검토한다(그림 4-18참조)

    1. 부하전류 40A의 안전통전 : M50A 이상
    2. 과부하 50A의 안전통전 : M50A 이상
    3. 시동전류(5배 10초)의 안전통전 : M50A 이상
    4. 최대단락전류의 차단 : 정격차단전류 13KA 이상(150MVA 이상)
    5. 조합시동기의 차단용량 : 1000A(퓨즈의 최소차단전류 350A)
    6. 시동기의 릴레이 시간특성과 M50A 퓨즈의 전차단특성의 교점 = 800A < 1000A 이하 : M50A로 만족
    7. 시동기의 릴레이 시간특성과 M50A 퓨즈의 최소용단특성의 교점 = 450A > 450A : M50A로 만족
    8. 전원측 CB(B1)와의 협조 : CB가 0.1초 이상으로서 M50A 이하
    9. 케이블 [22㎟]의 과전류보호 : M200A 이하

    결과  : 퓨즈의 정격전류 = M50A
               퓨즈의 정격차단용량 = 40KA(150MVA 이상)
               퓨즈의 Cross point 전류 =450A

    8-3. 콘덴서회로의 경우

    G형 퓨즈로서 검토한다.(그림 4-18 참조)

    1. 부하전류의 안전통전 17.5×1.43 = 25A 이상 : G30 이상
    2. 돌입전류 17.5×71 =1240A 2ms이상 :G50 이상
    3. 회로의 최대단락전류의 차단 : 정격차단전류 13KA 이상
    4. 전원 CB(B1)와의 협조 13KA 이하의 사이에서 CB가 0.1초 이상으로서는 G100A 이하
    5. 케이블 [8㎟]의 과전류보호 : G200A 이하

    [결과] 퓨즈 정격전류=G50A