한류형 퓨즈 정의와 용도 및 예시

1. 정의

한류형 퓨즈(Current Limiting Fuse)는 회로에서 단락(Short Circuit) 전류가 흐를 때, 전류가 최대값에 도달하기 전에 차단하여 회로의 손상을 방지하는 퓨즈이다. 

 

즉, 단락 전류가 과도하게 증가하기 전에 이를 제한(Limit)하고 끊어주는 역할을 한다.

 

 

 

2. 작동 원리

1. 과전류 감지
   • 회로에 단락 또는 심각한 과전류가 발생하면 퓨즈 내에서 전류가 급격하게 증가
2. 퓨즈 소자(가는 금속선) 용단
   • 퓨즈 내부의 소자가 일정 전류 이상 흐를 경우, 발열로 인해 용해(녹음)
   • 퓨즈 소자는 일반적으로 은(Ag) 또는 구리(Cu) 합금으로 만들어짐
3. 아크 발생 및 소멸
   • 퓨즈 소자가 녹으면서 전류가 끊어지는데, 이때 아크(Arc)가 발생함
   • 한류형 퓨즈는 특수 설계된 퓨즈 내에서 아크를 신속히 소멸시켜 전류가 빠르게 차단됨
   • 퓨즈 내부에는 아크 소멸을 돕는 모래(Quartz Sand)와 같은 절연 물질이 채워져 있음
4. 전류 제한(한류 효과)
   • 퓨즈는 단락 전류가 최대값에 도달하기 전에 전류를 차단하여 전류 피크(Peak)를 제한함
   • 이로 인해 기기 손상이 최소화되고, 배선 및 장비 보호 효과가 큼

 

 

 

3. 특징 및 장점

• 빠른 차단 시간: 전류 피크에 도달하기 전 빠르게 차단
• 설비 보호: 고가의 장비 및 시스템 보호
• 전류 피크 억제: 전력 시스템의 안정성 향상
• 아크 에너지 최소화: 화재 및 폭발 위험 감소

 

 

 

4. 용도

• 변압기 보호
• 고압 전기 설비 보호
• 전력 배전 시스템
• 모터 및 발전기 보호

 

 

 

5. 예시

수변전실에서의 AISS 와 PF 설치 도면

 

AISS (Air Insulated Switchgear with Switch)

• 고압 개폐기. 과전류나 단락이 발생하면 1차측 전원을 차단.
• 주로 변압기 보호와 1차측 전력 공급 차단 역할.
• 200A 이상 흐를 때 작동.

PF (Power Fuse, 고압퓨즈)

• MOF와 TR을 보호하는 고압 퓨즈.
• 단락 또는 과부하 시 퓨즈가 녹아 전류를 차단.

MOF (Metering Outgoing Fuse, 계기용 변성기)

• 전압 및 전류를 계량기용으로 변환하는 장치.
• 보호 기능은 없고 측정만 수행.

TR (Transformer, 변압기)

• 고압을 저압으로 변환.
• 변압기 2차측에서 저압 부하에 전력을 공급.

 

5-1. 정상 상태

• 고압 측(AISS): 150A
• 저압 측(퓨즈): 20A
• 모든 장비 정상 작동. 퓨즈와 AISS는 작동하지 않음.

 

5-2. 2차측 과부하(퓨즈 작동)

• 상황: 변압기 2차측에서 30A 부하 발생 (퓨즈 정격 25A 초과)
• 결과:
  • 퓨즈가 작동해 2차측 전류를 차단
  • 변압기는 보호됨
  • AISS는 작동하지 않음 (1차측 전류 150A로 정상)

5-3. 2차측 단락(퓨즈 작동)

• 상황: 변압기 2차측에서 단락 발생 (수백 A 전류 흐름)
• 결과:
  • 퓨즈가 즉시 용단되어 전류 차단
  • 변압기 및 부하 보호
  • AISS는 작동하지 않음 (1차측 전류는 200A 이하)

5-4. 1차측 단락(AISS 작동)

• 상황: 변압기 1차측에서 단락 발생 (250A 전류 흐름)
• 결과:
  • AISS가 작동해 1차측 전원을 차단
  • PF, MOF, TR 모두 보호됨
  • 퓨즈는 작동하지 않음 (1차측 문제는 퓨즈가 아닌 AISS가 담당)

5-5. 핵심 포인트

• AISS(200A): 1차측 보호, 200A 초과 시 작동
• 퓨즈(25A): 2차측 보호, 25A 초과 시 작동
• 1차측 사고는 AISS가 보호하고, 2차측 사고는 퓨즈가 보호합니다.